Коллекторная схема отопления частного дома

 

Вступление

В желании равномерно прогреть все помещения своего дома, мы старательно изучаем все возможные схемы отопления придуманные инженерами и практикуемые сантехниками. Одой из популярнейших схем разведения труб, является коллекторная схема отопления. Работает она для большого частного дома, где прогревать нужно большое количество комнат.

О схемах отопления и их разнообразии

Отрываясь от практики и переходя с фантазийной теории, вы сами можете взять лист бумаги, нарисовать на нём источник отопления дома (условно котел отопления) и несколько радиатор отопления вокруг него.

Схема отопления подразумевает соединение котла отопления (источника) со всеми радиаторами отопления.

Самой экономичной будет схема последовательного соединения радиаторов, при которой теплоноситель системы будет последовательно проходить через все радиаторы отопления, и возвращаться к источнику после последнего радиатора.

Такая схема называется однотрубной. Она используется и работает в многоэтажных домах с верхней подачей воды (в гравитационной системе). Квартиры в них отапливаются стояками отопления, на каждом этаже один радиатор стояка, все радиаторы одного стояка размещены по вертикали.

Работает однотрубная схема, также при горизонтальном размещении радиаторов, но при условиях, что радиаторов в комнате немного и перед радиаторами трубу отопления загибают в форме разгонного коллектора.

Важно! Использовать однотрубную схему отопления для большого дома или дома с большим количеством радиаторов не нужно, часть радиаторов в конце цепочки подключения будут всегда холодные.

Если вы немного разбираетесь в электропроводке, то наверняка соедините радиаторы, на нашей воображаемой схеме, параллельно (как лампочки). Такая схема называется двухтрубной.

По одной трубе двухтрубной разводки движется горячий теплоноситель, по второй трубе организовано возвращение остывшего теплоносителя.

То есть каждый радиатор подключается с источнику тепла независимо от своих соседних собратьев.

Благодаря этому все радиаторы в доме нагреваются равномерно, однако, чтобы отремонтировать один радиатор, нужно отключать и сливать всю систему отопления. Это проблема эксплуатации и ремонта.

Коллекторная схема отопления частного дома

Решает эту, несколько надуманную проблему, схема под названием коллекторная или лучевая система отопления. Она проста, как группа туристов греющихся у костра.

Представьте группу туристов, который сидят вокруг костра и протянули у нему руки, чтобы согреться. Что будет если один турист встанет и уйдет. Ничего не будет, стальные останутся и будут греться дальше.

Так же работает лучевая или коллекторная схема отопления. Каждый радиатор в этой схеме подключается к источнику тепла двумя трубами независимо от всех остальных радиаторов.

Обеспечивает, такое «лучистое» подключение, устройство под названием коллектор, вернее два коллектора (схема двухтрубная). Отсюда второе название лучистой схемы — коллекторная схема отопления, в том числе, частного дома. Есть еще одно название данной схемы: веерная схема, узел условного веера, это коллектор.

Коллекторная схема отопления: недостатки

Я вижу в данной схеме два недостатка:

• Во-первых, она очень дорогая, количество труб зашкаливает, дополнительного оборудования море (коллектора, шкафы, обвес коллекторов и т. д.)
• Во-вторых, очень трудоемкий и сложный монтаж, с замуровыванием труб в пол (а куда вы денете такое количество труб, только в пол).

Как бедствие, конечный результат очень (!) сильно зависит от качества материала и, главное, квалификации рабочих. Качественно собрать и настроить коллекторную схему это вам не у пронькиных.

Заключение

Коллекторная схема отопления частного дома несомненно лучшая из возможных схем для загородного дома. На каждый этаж по коллекторному шкафу и все радиаторы будут греть одинаково.

©obotoplenii.ru

Еще статьи

 

Программа для проектирования систем отопления Insolo C.O. 6.0 Basic – Эго Инжиниринг

Программа Insolo C.O. 6.0 Basic предназначена для проектирования новых систем отопления, регулирования существующих систем (напр., в зданиях после тепловой модернизации), а также для проектирования системы трубопроводов в системе холодоснабжения. Преимуществом программы является возможность использования многих источников тепла (холода) в одном проекте, что применимо при проектировании, например, четырехтрубных систем.

Новые функции программы

• Трехмерная визуализация системы во всем здании или на выбранном этаже;
• Возможность редактирования вертикального масштаба системы;
• Возможность быстрого отображения нужного плана;
• Возможность проверки корректности расположения этажей.

Характеристика программы

Программа позволяет выполнить полный гидравлический расчет системы, в рамках которого:

• Подбирает диаметры трубопроводов.
• Определяет гидравлические сопротивления отдельных участков с учетом гравитационного давления, являющегося следствием остывания теплоносителя в трубопроводах и потребителях тепла.
• Определяет общие потери давления в системе.
• Уменьшает избыток давления в участках посредством подбора предварительных настроек клапанов или подбора диаметра отверстия дроссельной шайбы. Учитывает необходимость обеспечения надлежащего гидравлического сопротивления участка.
• Подбирает настройки регуляторов перепада давления, установленных проектировщиком в выбранных им местах (основание стояка, ветвь системы, т.д.).
• Автоматически учитывает требования относительно авторитетов термостатических клапанов (соответствующий перепад давления на клапанах).
• Подбирает насосные группы.
• Подбирает насосы.
• Позволяет применять гидравлические стрелки.
• Позволяет применять спаренные коллекторы.

Программа позволяет выполнять тепловой расчет, в рамках которого:

• Определяет теплопоступления от трубопроводов, находящихся в помещениях.
• Определяет остывание теплоносителя в трубопроводах.
• Для указанной потребности в тепловой мощности определяет требуемые размеры отопительных приборов.
• Подбирает нужный расход теплоносителя, поступающего существующим потребителям тепла с учетом его остывания в трубопроводах, а также теплопоступления от трубопроводов (вариант регулирования существующей системы, напр., в утепленных зданиях).
• Учитывает воздействие остывания теплоносителя в трубопроводах на значение гравитационного давления в отдельных участках, а также на тепловоую мощность потребителей тепла.
• Определяет параметры проектируемых напольных отопительных приборов.

В программе возможно спроектировать следующие системы:

• Насосная система.
• Система трубопроводов: однотрубная, двухтрубная, смешанная.
• Тепло- или хладоноситель: вода, этиленгликоль, пропиленгликоль.
• Нижняя и верхняя разводка, системы с горизонтальной разводкой, коллекторные системы.
• Конвекционные, напольные или стеновые отопительные приборы.
• Автоматические воздухоотводчики (не должно быть воздуховыпускной системы).
• Ручные или термостатические радиаторные клапаны.
• Предварительная регулировка посредством использования клапанов с преднастройкой или дроссельных шайб.
• Стабилизация перепада давления путем использования дроссельных стабилизаторов.
• Возможность использования регуляторов расхода.
• База программы включает в себя данные по трубопроводам, арматуре и отопительным приборам.

В одном проекте можно одновременно использовать различные арматуру, трубопроводы и отопительные приборы.

Программа Insolo C.O. 6.0 Basic дает возможность проектировать большие системы (даже 140 стояков и 12000 отопительных приборов). Поставляемая вместе с программой библиотека типовых фрагметов рисунков (блоков) таких как этажестояки, элементы поквартирных и распределительных систем позволяет быстро создавать развернутую плоскую схему. Кроме того пользователь сможет создавать почти неограниченное количество собственных блоков, состоящих из любых фрагментов чертежа. Данные блоки могут быть затем использованы в других проектах. Благодаря функции размножения элементов чертежа можно, напр., ввести фрагмент развернутой плоской схемы системы для всего этажа (очередные стояки или поквартирные системы) и затем автоматически создать схему и данные для следующих этажей.

Ввод данных

Исходные данные для проектирования могут задаваться в графической форме на планах и на плоских развернутых схемах. Необходимая информация о начерченных элементах вносится в таблицы, связанные с планом или плоской схемой. Благодаря этому решению можно быстро редактировать как отдельные трубопроводы, отопительные приборы, арматуру, так и выделенные группы оборудования данного типа. С каждым введенным элементом связана система проверки правильности задаваемых данных, а также справочная система, позволяющая получить информацию о задаваемой величине или вызвать нужные данные из базы программы.

Для облегчения процесса ввода данных программа снабжена:

• Возможностью одновременного редактирования многих элементов системы.
• Возможностью использования готовых блоков.
• Умными функциями размножения любых фрагментов рисунка по горизонтали (поквартирные системы) и по вертикали (традиционные вертикальные системы) вместе с соответствующей нумерацией помещений и участков.
• Возможностью определения неограниченного количества собственных блоков, состоящих из любых фрагментов рисунка.
• Быстрым доступом к справочной информации по вводимым параметрам.
• Системой раскрывающихся кнопок, облегчающей доступ к наиболее используемым элементам системы.
• Функцией динамического связывания данных из рисунка с данными из таблицы.
• Системой, помогающей в соединении арматуры, отопительных приборов  
• и других элементов системы с помощью трубопроводов.
• Функцией автоматического создания системы стояков на основании плана.
• Функцией редактирования данных в таблицах, позволяющей индивидуально определять параметры многих одновременно выделенных элементов рисунка. Благодаря динамической связи рисунка с таблицей с данными, актуально редактируемый в таблице элемент выделяется на плоской схеме.

Проверка правильности заданных данных

• С каждым заданным элементом связана система проверки правильности данных, а также справочная система, позволяющая получить информацию об задаваемой величине или вызвать соответствующие данные из базы.
• Программа выдает сообщения о гидравлических неправильностях в спроектированной системе.

Графический редактор

Для создания проекта необходим рисунок с обозначенными зонами помещений. Они могут быть созданы вручную или подгружены вместе со строительными подосновами из программы OZC 6.1. Если в программе OZC 6.1 была создана трехмерная модель здания, то в программу С.О. будут загружены рисунки вместе с результатами расчета. Если же здание задавалось только в таблицу, то оно будет загружено как список помещений с результатами расчета.

Наиболее комфортный режим работы, позволяющий использовать возможность содействия программ Insolo OZC 6.9 Basic и Insolo C.O. 6.0 Basic

1. Загрузка строительных подоснов из файлов, напр. , DWG, DXF, WMF.  
   в программу Insolo OZC 6.9 Basic.
2. Создание в программе Insolo OZC 6.9 Basic модели здания и выполнение теплового расчета.
3. Загрузка результатов расчета из программы Insolo OZC 6.9 Basic (значение тепловой нагрузки, а также планов этажей) в программу Insolo C.O. 6.0 Basic.
4. Создание системы отопления в программе Insolo C.O. 6.0 Basic и выполнение расчета.

Проектирование системы может происходить только на схеме, только на плане или частично на планах и частично на схеме. В случае черчения на планах, программа С.О. автоматически создает простую плоскую схему стояков, соединяющую отдельные планы.

Функции, помогающие в рисовании:

• Курсор мыши приобретает вид небольшой картинки, соответствующей актуально используемой функции.
• Отображающиеся вспомогательные линии подсказывают автоматические подключения к характерным точкам (напр., точки подключения отопительных приборов).
• Параллельное рисование подающих и обратных трубопроводов с заранее определенным шагом, который по мере необходимости приспосабливается к подключаемому оборудованию (напр., к расстоянию точек подсоединения отопительных приборов).
• Рисование трубопроводов сплошной ломаной линией уменьшает количество необходимых нажатий на мышь.
• Автоматическая вставка отопительных радиаторов у окон.
• Автоматическое подсоединение отопительных приборов с нижним подключением к подающим и обратным трубопроводам.
• Возможность размножения любых фрагментов рисунка в рамках одного этажа или на следующие этажи.
• Возможность использования зеркальных отображений рисунков.
• Возможность использования готовые блоков. Содержащаяся в программе библиотека типовых фрагментов рисунка (блоков), в т.ч. этажестояков, элементов поквартирных и распределительных систем, позволяет быстро создавать развернутые плоские схемы.
• Возможность создания неограниченного количества собственных блоков, состоящих их любых фрагментов рисунка. Создание ранее блоки могут использоваться в разных проектах.

Система наследования данных по умолчанию

Значительная часть параметров, вводимых на первых порах определения здания – это типовые данные для всего здания (т.н. данные по умолчанию). Эти данные используются системой наследования данных. Вводя общие данные, пользователь сможет для каждого типа оборудования определить, напр., каталожный символ по умолчанию. Этот символ автоматически присваивается каждому типу оборудования, находящемуся на чертеже. Ранее определенный каталожный символ по умолчанию можно в любой момент поменять, даже после вставки оборудования на чертёж. Изменение символа в общих данных приведет к изменению символа всего оборудования данного типа, кроме случаев, когда для данного элемента был задан символ без возможности его изменения.

Данные редактируются в таблице, что позволяет одновременно определять параметры многих элементов рисунка. Связь рисунка с таблицей приводит к тому, что редактируемый в таблице элемент выделяется на схеме. Система наследования данных позволяет:

• Значительно сэкономить время на этапе ввода данных (нет необходимости многократно задавать одни и те же данные),
• Быстро менять данные в случае изменения основных положений проекта или создания разных проектов. 

Проектирование напольных отопительных приборов

Программа имеет встроенный модуль проектирования напольных отопительных приборов. Он является неотъемлемой частью графической системы проектирования системы отопления. Первым шагом при проектировании теплого пола является определение конструкции перекрытия, в котором находится спираль. Каталоги программы снабжены наиболее употребительными системами напольного отопления, в состав которых входят: трубопроводы, системные плиты, системная тепло- и гидроизоляция, системы крепления трубопроводов. Существует возможность создания каталога наиболее употребительных конструкций, которые потом могут быть использованы в следующих проектах. Программа выполняет расчеты в соответствии с польской нормой PN-EN 1264. Система напольного отопления проектируется согласно выбранному способу монтажа – мокрому или сухому и определенной конструкции перекрытия. Параметры конструкции заданы как данные по умолчанию, характерные для выбранного производителя. Существует возможность индивидуального проектирования теплоизоляции перекрытия. Предварительный расчет эффективности напольного отопительного прибора можно выполнить непосредственно после ввода его конструкции. Это позволяет ориентировочно оценить тепловую эффективность отопительного прибора, температуру поверхности пола и другие параметры. Полученные результаты могут оказаться пригодными при проектировании теплого пола в конкретных помещениях. Вводя напольные отопительные приборы в плоскую развернутую схему, достаточно указать информацию о типе отопительного прибора, доли его теплоотдачи в тепловой нагрузке помещения, а также части пола, предназначенной под напольный отопительный прибор. Программа во время расчета сама примет нужный шаг трубопроводов в спирали, определит реальную площадь отопительного прибора, а также длину спирали.

Проверка данных и результатов расчета

Во время ввода данных программа проверяет правильность задаваемых данных. Это позволяет значительно ограничить количество ошибок. Во время расчетов программа выполняет полный анализ правильности данных. В итоге проверки данных и результатов расчета программа выдает список обнаруженных ошибок, в котором находится информация о типе ошибки и месте ее появления. Богатая диагностика ошибок позволяет проектировщику оценить качество выполненного проекта. Программа оснащена механизмом быстрого поиска места, в котором появилась ошибка (автоматический поиск таблицы, строки, столбца с ошибочными данными, а также выделение ошибки на развернутой плоской схеме).



Трехмерная визуализация системы 
Программа Insolo C.O. 6.0 Basic оснащена новым модулем трехмерной визуализации системы отопления. Данный модуль похож на модуль трехмерной визуализации здания, который реализован в программе Insolo OZC 6.9 Basic. Благодаря этому модулю очень быстро можно проверить корректность спроектированной системы, а также быстро передвигаться в проекте. ЗD-модуль позволяет перемещать элементы системы относительно вертикального масштаба. 

Аксонометрический чертеж системы трубопроводов

Программа Insolo C.O. 6.0 Basic выводит аксонометрический чертеж системы отопления на экран, что позволяет быстро посмотреть спроектированную систему и проверить её. Проектировщик сможет оценить корректность расположения трубопроводов и других элементов системы по отношению к конструкции здания. Для того, чтобы аксонометрия была более читаемая, имеется возможность определения видимости элементов разного типа, например, отопительных приборов или зон помещений, а также возможность просматривания каждого этажа в отдельности.

Результаты расчета

Результаты расчета представляются как в графической, так и в табличной формах. Формат выносок отдельных элементов системы можно модифицировать (выбор отображаемых значений, цвета, размера шрифта, и т.д.).

Содержимое таблиц можно менять (выбор отображаемых столбцов и строк, выбор размера шрифтов), а также можно его отсортировать по любому параметру. Таблицы содержат общие и детальные результаты расчета данного оборудования и участков, а также ведомость материалов и фитингов.

На итоговых чертежах отображаются выноски, содержащие характерные данные для обозначенного ими оборудования. Выноски вполне редактируемы. На них можно размещать все результаты, которые доступны для данного вида оборудования. Возможность сохранения форматов выносок позволяет быстро вернуться к выбранной Вами форме описания рисунка. Результаты расчета могут быть выведены на печать или плоттер. Пользователь может выбрать масштаб рисунка, а также воспользоваться предварительным просмотром, чтобы посмотреть развернутую схему перед печатью.  
В случае, когда чертёж не помещается на одном листе бумаги, программа печатает его несколькими фрагментами, которые потом можно склеить в одно целое. Благодаря этому, используя самый простой принтер формата А4, можно получить довольно большие чертежи. Программа оснащена также функцией сохранения чертежей в форматах DXF или DWG. Чертежи с такими форматами могут быть использованы, напр., в программе Auto CAD.

Таблицы с результатами расчета могут выводится на печать, а также переноситься в другие приложения, работающие в среде Windows (напр., в электронные таблицы, редактор текста, и т.д.).

Системные требования

Программа работает в системах MS Windows (XP, Vista, 7, 8, 8.1, 10) 32 – и 64- разрядные.  

Минимальные системные требования: 
– Процессор 1200 Мгц, 
– Оперативная память 1 ГБ, 
– Цветной монитор с разрешением как минимум 1024х768, 
– 200 МБ свободной памяти на жестком диске, 
– Графическая карта с поддержкой OpenGL как минимум версия 2.0: 
      все современные видеокарты должны отвечать минимальным системным требованиям; видеокарты, интегрированные с материнской платой: как минимум GMA 500;

Внимание! Программу Insolo C.O. 6.0 Basic можно активировать в режиме пробной версии, которая будет действовать 30 дней. Эту версию можно будет активировать только один раз! 

О правилах выдачи лицензий (ключей) для активации полной версии программы вы можете узнать у сотрудника Эго Инжиниринг, ответственного за Вашу организацию.

 

Типовые схемы

1.	Принципиальная схема ИТП для одной системы отопления при независимом подключении к тепловой сети.
2.	Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при независимом подключении к тепловой сети.
3.	Принципиальная схема ИТП бля одной системы отопления при зависимом подключении к тепловой сети.
4.	Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом подключении к тепловой сети.
5.	Принципиальная схема ИТП для ситемы ГВС с одноступенчатым подключением водоподогревателя.
6.	Принципиальная схема ИТП для системы отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с одноступенчатым водонагревателем.
7.	Принципиальная схема ИТП для систем отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с одноступенчатым водоподогревателем.
8.	Принципиальная схема ИТП для системы отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с одноступенчатым водоподогревателем.
9.	Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с одноступенчатым водоподогревателем.
10А.	Принципиальная схема ИТП для системы отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе раздельных одноходовых теплообменников.
10Б.	Принципиальная схема ИТП для системы отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе двухходового моноблочного теплообменника.
11А.	Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе раздельных одноходовых теплообменников.
11Б.	Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе двухходового моноблочного теплообменника.
12А.	Принципиальная схема ИТП для системы отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе одноходовых теплообменников.
12Б.	Принципиальная схема ИТП для системы отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе двухходового моноблочного теплообменника.
13А.	Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе одноходовых теплообменников.
13Б.	Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с двухступенчатым подключением водоподогревателей на базе моноблочного теплообменника.
14.	Принципиальная схема ИТП для системы отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с непосредственным водоразбором.
15.	Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при независимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с непосредственным водоразбором.
16.	Принципиальная схема ИТП для системы отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с непосредственным водоразбором.
17.	Принципиальная схема ИТП для двух систем отопления при зависимом присоединении к тепловой сети и системы ГВС с непосредственным водоразбором.

Проектирование отопления: пошаговая инструкция | ГрейПей

Как спроектировать отопление самому? Этим вопросом задается почти каждый владелец частного дома. Самостоятельное проектирование отопления позволит сэкономить средства, не нанимать профессиональных проектировщиков. Для квартиры в многоэтажном доме с централизованным отоплением эта тема не актуальна, а вот строительство автономного отопления в частном доме – весьма важная задача. Материал статьи на тему проектирование отопления – пошаговая инструкция даст основы самостоятельной разработки собственной системы отопления.

Создание отопления без проекта или хотя бы общей схемы практически невозможно. Только отразив свои замыслы и расчеты на бумаге, можно составить перечень материалов, основного оборудования, разработать конфигурацию комплекса отопления. Процесс проектирования состоит из нескольких этапов.

Выбор вида отопления

На первом этапе определяется вид отопления. Выделяют следующие главные виды отопления:

• Водяное отопление;
• Воздушное отопление;
• Электрическое отопление;
• Печное отопление.

Выбор вида отопления зависит от доступности различных типов топлива, планируемой схемы, поставленных задач для комплекса отопления. Печное отопление предназначено для обогрева небольших площадей, имеет нестабильный характер работы, требует ручного обслуживания. Воздушное отопление обладает многими достоинствами, но требует точного аэродинамического расчета сети распределения воздуха. Провести такой расчет без профессиональной помощи очень трудно.

Самыми популярными, распространенными видами обогрева помещений являются водяное и электрическое отопление. В обоих случаях теплоносителем является вода (при установке электрического котла), при установке отдельных приборов электрического нагрева воздух нагревается непосредственно рабочими элементами этих устройств (ТЭНами, спиралями, излучателями и так далее).

Так как водяное отопление занимает ведущее место среди всех видов обогрева помещений и проектирование его считается самым сложным, статья опишет дальнейший порядок действий по разработке этого вида отопления.

Выбор источника теплоты

Основной элемент каждой системы отопления – источник тепла (теплогенератор). Отопительный котел выполняет главную функцию – производит тепло, преобразуя энергию топлива в тепловую энергию. Выбор котла зависит от наличия доступа к топливу. По типу топлива котлы подразделяются на следующие виды:

1. Котлы, работающие на природном газе;
2. Твердотопливные котлы;
3. Жидкотопливные котлы;
4. Электрические котлы.

Газовые котлы требуют наличия поблизости действующего магистрального трубопровода природного газа. Установка их требует получения разрешения, выполнения газового проекта, соблюдения требований к рабочему помещению котла.

Котлы, работающие на твердых видах топлива (дровах, угле, торфе и прочих) не требуют согласований на установку. Обслуживание оборудования производится в ручном режиме, необходимо иметь запас топлива.

Электрические котлы считаются самыми удобными в эксплуатации, но стоимость электрической энергии создает постоянные значительные расходы на оплату топлива.

Теплогенераторы, потребляющие жидкое топливо (сжиженный газ, дизтопливо и так далее), требуют строительства специального хранилища с повышенными мерами безопасности.

Определив вид топлива и соответственно, котла, производят расчет требуемой мощности котлоагрегата.

Мощность котла

Выбор мощности котла производится по параметрам отапливаемой площади. Мощность котла зависит от объема помещений и теплопроводности ограждающих конструкций – стен, окон, пола, потолка, дверей и так далее. Точный расчет производится по специальным методикам, но можно провести и укрупненный расчет.

В основе укрупненного расчета лежит показатель количества тепла, требуемый для отопления 1 квадратного метра площади. Этот показатель для помещений со средними показателями тепловой изоляции составляет 100 Ватт. Он актуален для помещений с высотой потолка не более 2,7 метра. При больших значениях высоты показатель увеличивается на 25 – 30%.

Для отопления дома общей площадью (например) в 150 квадратных метров (с высотой потолка менее 2,7 метра) потребуется тепловая мощность в 15 кВт. Кроме этого, в производительность котла закладываются следующие дополнительные величины:

• Резерв мощности – минимум 15 – 20%;
• Производство горячей воды – минимум 30%.

При наличии собственного котла имеет смысл возложить на него производство горячей воды. Закладываемая величина является расчетной и зависит от уровня водопотребления. Уровень потребления воды зависит от количества проживающих в доме человек и частоты использования горячей воды. Общие расчеты говорят о том, что эта величина составляет обычно не менее 30% от тепловой мощности котла.

Резерв мощности необходим для обеспечения нормального режима работы котла. При недостатке мощности оборудование работает в предельном режиме – это значительно сокращает срок службы котла.

По приведенным показателям вычисляется общая мощность котла. Для дома площадью 150 квадратных метров и собственным производством горячей воды (для нужд семьи из 3 человек) мощность составит 23,4 кВт. Округляя в большую сторону, выбирается котел мощностью 24 кВт.

После определения конкретного вида и модели котла производят выбор приборов отопления.

Выбор отопительных приборов

Подбор отопительных приборов производится по желанию владельца. Автономная система отопления не предъявляет каких-то особых требований к приборам отопления. Условия работы независимой системы являются щадящими по сравнению с централизованными сетями.

По способу обогрева выделяют три основных вида приборов:

• Конвекторы;
• Радиаторы;
• Регистры или пояс труб (стальных).

Регистры или прокладка труб среднего сечения по периметру помещений сейчас практически не применяются, главными типами приборов являются конвекторы и радиаторы.

Конвекторы состоят из теплообменника (медного или стального), скрытого в металлическом корпусе. В корпусе имеются отверстия и решетка для конвективного движения воздуха. Конвекторы обладают меньшей скоростью нагрева, но имеют более эстетический вид и продолжительный срок службы.

Радиаторы по материалу изготовления подразделяются на следующие:

• Алюминиевые;
• Биметаллический сплав;
• Стальные;
• Чугунные.

Каждый тип имеет ряд особенностей, преимуществ и недостатков. Радиаторы состоят из отдельных секций, имеют высокую скорость нагрева и различный внешний облик.

После выбора типа отопительных приборов определяют места установки и единичную мощность каждого прибора. Отопительные приборы рекомендуется устанавливать в местах наибольших тепловых потерь – под окнами, около витражей. Кроме этого, радиаторы (конвекторы) часто устанавливают рядом с дверями, у холодных наружных стен (со слабой тепловой изоляцией).

Единичная мощность каждого прибора подбирается по площади отдельного помещения. При высоте потолка менее 2,7 метра мощность отопительного прибора выбирается из расчета 100 Вт на 1 метр отапливаемой площади, при более высоких потолках – увеличивается на 25 – 30%. Мощность конвекторов имеет типовой размерный ряд – их подобрать несложно.

Радиаторы состоят из секций, поэтому нужно верно определить число секций в каждом радиаторе. Количество секций рассчитывается исходя из единичной мощности секции. Для чугунного радиатора МС-160 она составляет 160 Вт, для МС-140 – 140 Вт и так далее. Единичная мощность зависит от типа материала батареи и температурного режима работы оборудования.

Производительность каждого прибора выбирается с запасом не менее 5%, иначе невозможно будет увеличить температуру батареи в предельно холодный период года. Лучше иметь незначительный запас, чем ставить впоследствии более мощный конвектор или доставлять дополнительные секции в радиатор.

Вместо отдельных радиаторов или конвекторов часто выбирают систему напольного отопления (водяной теплый пол). Об его устройстве и расчете будет написана отдельная статья.

Последним этапом, после определения мест установки отопительных приборов, производится составление схемы разводки трубопроводов.

Разводка трубопроводов отопления

Сначала определяется общий тип системы отопления. Существует три основных вида схем водяного отопления:

1. Однотрубная;
2. Двухтрубная;
3. Коллекторная.

В однотрубной схеме радиаторы подключены последовательно, в двухтрубной системе – параллельно, в коллекторной конфигурации – подключаются к коллектору, независимо друг от друга. Часто эти схемы комбинируются между собой. Кроме них большой популярностью пользуется водяной теплый пол.

После выбора схемы подбирают тип подключения отопительных приборов. Конвекторы в силу своих конструктивных характеристик подключаются по общему принципу. Радиаторы имеют три основных типа подключения. Если составить рейтинг по эффективности работы, то типы подключений занимают следующие позиции:

1. Диагональное;
2. Боковое;
3. Нижнее.

Схему разводки отопления нужно начертить на копии архитектурного плана (или плана БТИ) дома. Это даст понимание общей картины, упростит подсчет материалов. Чертеж с указанием диаметров трубопроводов, отопительных приборов, запорной арматуры и других элементов послужит своеобразным проектом отопления частного дома. По нему намного проще производить монтаж системы, чем делать это по памяти.

Стандартное проходное сечение подключения радиатора составляет полдюйма (Ду 15 мм – диаметр условный). Перемычки на радиаторах однотрубной схемы также монтируются из трубы внутренним Ду 15 мм. Выход из настенного котла имеет проходное сечение 20 мм, поэтому ветки системы сооружаются обычно с таким же диаметром. К конечным на ветке отопления радиаторам диаметр трубопровода снижают до 15 мм.

Выход из напольного котла имеет диаметр 1,25 дюйма. Исходя из этого размера сооружается система с постепенным снижением диаметров к конечным отопительным приборам. Или трубопроводы с диаметром выхода котла перераспределяют по направлениям (с уменьшением диаметра) возле котла – на отопление, на бойлер приготовления горячей воды, на контур теплых полов и так далее.

На этом этапе (выполнение общей схемы) процесс проектирования завершается. Производится подсчет материалов, приборов отопления, запорной арматуры, трубопроводов, фитингов и прочих элементов. Следующий этап – монтаж отопления своими руками или с привлечением специалистов.

(Просмотров 1 215 , 1 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Как нарисовать однолинейную схему электроснабжения • Energy-Systems

 Принципиальные особенности однолинейной схемы

На первый план по практической значимости при осуществлении работ по подключение электричества помещений выступает проектирование однолинейной схемы. Однолинейная схема включает в себя структурную полноту графического представления всей системы и элементов электрической сети. Отличается от других схем прежде всего простотой составления. Эта простота заключается в том, что весь комплекс компонентов, необходимых для снабжения электричеством потребителей, на ней изображаются несколькими линиями.

Составление однолинейной схемы электроснабжения

Для того, чтобы понять, что такое однолинейная схема электроснабжения помещения, нужно разобраться с тем, что они собой представляют.

Итак, как нарисовать однолинейную схему электроснабжения? Однолинейная схема электроснабжения, пример следующий: схемы делятся исходя из эксплуатационных условий объектов на два вида. Первый вид проектируется, когда есть действующая электрическая установка (то есть помещение было в эксплуатации) и называется – исполнительная однолинейная схема. Второй вид проектируется, когда помещение еще не сдавалось в эксплуатацию (нет рабочей электроустановки), и такой вид называется расчетная однолинейная схема. Поэтому рассмотрим, как нарисовать однолинейную схему электроснабжения на отдельно взятых примерах проектирования исполнительной и расчетной схем.

Проектирование исполнительной схемы

Первым этапом в комплексе всех необходимых работ по проектированию такого типа проектов электроснабжения выступает составление расчетно-вычислительных материалов.

Пример проекта электроснабжения дома

Назад

1из21

Вперед

На основе проведения обследования (в большинстве случаев визуального) действующей электрической установки. В расчеты заносятся выявленные недоработки или дефекты, которые возникают во время эксплуатации электрической сети. Учитывая их, меняются характеристики элементов, где были выявлены дефекты и рассчитываются новые, по результатом которых происходит замена тех составных частей, которые мешают нормальному электрическому снабжению помещения.

Но нужно также учесть, что при необходимости общей модернизации электрической сети (к примеру, необходимость перехода от однофазного питания потребителей электрической энергии на трехфазное) вся расчетная часть проектирования исполнительной однолинейной схемы в несколько раз увеличивается. При этом на первый план выдвигается правильность проведения расчетов.

Проектирование расчетной схемы

Однолинейная схема электроснабжения предприятия, пример о которой показан выше, существенно отличается от исполнительной по следующим причинам: во-первых, необходимо проектировать именно расчетную однолинейную схему, которая обладает отличительными характеристиками намного более принципиальными, нежели исполнительная. Аргументируется это довольно просто, ведь от правильности проектирования схемы на всех ее этапах зависит не только четкость выполнения последующих работ по электромонтажу электрической сети, но и комфортные, безопасные условия эксплуатаци, пока, возникнет необходимости ее модернизировать.

Обобщив информационную составляющую процесса проектирования однолинейных схем, на примерах составления исполнительной и расчетной, можно с уверенностью сказать, что для обоих примеров основной функциональной задачей, при условии их правильного составления является обеспечение надежной работы электрической сети. А это дает гарантии электрической безопасности как владельца помещения, так и самого здания, и его потребителей электрической энергии в целом.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Онлайн расчет стоимости проектирования

Теплый Пол – Кабельные системы отопления

Кабельные электрические системы отопления включают в себя нагревательные кабели или нагревательные маты, терморегуляторы и все необходимые монтажные принадлежности.

Кабельные системы отопления в бетонных полах

В этом случае нагревательный кабель устанавливают в бетонную стяжку толщиной 3-7 см.

Кабельную систему отопления можно использовать как основное отопление (полное отопление) или как комфортный подогрев пола (тёплый пол). В первом случае тёплый пол является единственным источником тепла в помещении, тогда как при комфортном подогреве пола обязательно должна быть другая (основная) отопительная система, например, с водяными радиаторами или электрическими конвекторами. Система «Полное отопление» компенсирует тепловые потери и обеспечивает постоянную заданную температуру воздуха в помещении, в то время как система «Теплый пол» направлена на поддержание комфортной температуры поверхности пола. Они различаются только удельной мощностью, заложенной в пол. Удельная мощность — это мощность в ваттах, приходящаяся на один квадратный метр площади пола (Вт/м2). В случае полного отопления эта мощность должна компенсировать расчетные теплопотери помещения и обеспечить необходимую заданную температуру воздуха. Теплопотери главным образом зависят от климатических условий и теплоизоляции здания. Тепловые расчеты системы отопления для конкретных условий должен проводить специалист. В средней полосе России расчетная удельная мощность системы отопления для новых зданий с применением теплоизоляционных материалов составляет 100-150 Вт/м2, для старых зданий может достигать 180 Вт/м2 и более. Для систем комфортного подогрева пола удельная мощность может меняться в зависимости от конструкции перекрытий, температурного режима в нижнем помещении, наличия и качества теплоизоляции, особых требований к температуре поверхности пола. Так, например, для системы «теплый пол» в квартире типового панельного дома значение удельной мощности составляет 100-130 Вт/м2 для кухни, коридора, детской комнаты, спальни и гостиной, и 130-150 Вт/м2 для ванных комнат и санузлов. Стяжку менее 3 см. поверх нагревательного кабеля делать не рекомендуется т. к. начинает ощущаться неравномерность нагрева поверхности пола, возникает «тепловая зебра». С увеличением толщины стяжки увеличивается время выхода системы на заданный режим работы. Стяжка, толщиной более 7 см, является аккумулятором тепла и о целесообразности ее применения см. раздел «Системы аккумуляции тепла».

Нагревательный кабель можно устанавливать в стяжку под любое покрытие пола. Прежде чем использовать клеи и мастики, проконсультируйтесь с производителем покрытия.

При установке деревянных или аналогичных по структуре полов непосредственно на бетонную стяжку с нагревательным кабелем, необходимо соблюдать инструкции производителя покрытия и технологию его укладки. Для получения информации о кабельных системах отопления в деревянных полах обратитесь к разделу «Отопление в деревянных полах».

Последовательность установки системы с нагревательным кабелем

Шаг 1. Определить место установки терморегулятора (при необходимости сделать штробу в стене для скрытой проводки). Выделить свободную площадь. Нарисовать схему раскладки нагревательного кабеля. При необходимости предусмотреть теплоизоляцию и промежуточный материал (например, армирующая сетка и/или предварительная стяжка). 

Шаг 2. Разложить монтажную ленту и закрепить ее на полу.

Шаг 3. Разложить нагревательный кабель и закрепить на ленте с соблюдением Шага укладки. Также на ленте закрепить датчик температуры пола в медной или гофрированной трубке и подвести «холодные» выводы нагревательного кабеля и выводы датчика к месту установки терморегулятора. Трубка термодатчика (9-16 мм) должна быть заглушена со стороны датчика для предотвращения попадания внутрь раствора при заливке стяжки. Противоположный конец трубки выводят в монтажную коробку, в которой затем будет смонтирован терморегулятор. Чтобы обеспечить свободное перемещение термодатчика в трубке (возможность замены в процессе эксплуатации), рекомендуем при переходе от стены к полу выполнять два больших радиуса изгиба трубки в двух плоскостях. В процессе заливки стяжки и укладки покрытия пола следует обращать внимание на целостность трубки термодатчика (отсутствие вмятин и повреждений).

Шаг 4. Произвести заливку раствором или смесью толщиной 3-5 см.
Затему ложить покрытие пола (плитка, ковролин и т. п.), установить терморегулятор и подсоединить термодатчик, «холодные» выводы кабеля и сетевые провода. Потом выдержать цементно-песчаную стяжку примерно 30 дней для затвердевания и включить терморегулятор.

Обогрев в тонких полах

Тонкий тёплый пол используют в помещениях при ремонте там, где существует ограничение по высоте конструкции пола. Для изготовления тонкого тёплого пола используется нагревательный мат, который устанавливают в слой плиточного клея, что не увеличивает строительную высоту пола. Нагревательный мат — это тонкий нагревательный кабель, который вплетён в пластиковую сетку. Удельная мощность у матов фиксирована и составляет 100, 130, 150 Вт/м2 Нагревательный мат может быть установлен поверх старого плиточного покрытия или бетонного пола. Чаще всего его укладывают на кухнях и в ванных комнатах, но эта кабельная система может быть использована в любых помещениях. Нагревательный мат с удельной мощностью 100 Вт/м2 может быть использован для укладки под деревянный пол. См. раздел «Отопление в деревянных полах». Синтетическая сетка нагревательного мата имеет клеевой слой и может быть быстро и легко установлена на чистую поверхность пола. 

Установка с нагревательным матом

Установку нагревательного мата нужно начинать от стены, где будет установлен терморегулятор. Сначала устанавливают датчик температуры пола терморегулятора, который прокладывают в пластиковой гофротрубке или тонкостенной медной трубке с наружным диаметром 9-16 мм. Так как диаметр трубки гораздо больше, чем толщина нагревательного мата, необходимо сделать штробу в полу и, если необходимо, в стене до монтажной коробки.

У противоположной стены или при обходе места установки стационарного оборудования сетку мата разрезают и мат поворачивают вокруг кабеля в нужном направлении.
Внимание, кабель резать нельзя!

Таким образом, нагревательный мат раскладывают на всей поверхности. На разложенный мат наносят плиточный клей (плиточную мастику) и укладывают плитку. После высыхания клея (см. рекомендации производителя) необходимо установить терморегулятор и произвести все необходимые электрические соединения.

Тёплый деревянный пол

Деревянный пол на бетонном основании

Нет никаких ограничений на кабельную систему в бетонной стяжке, которая устанавливается под деревянное покрытие пола, здесь следует соблюдать обычные требования по установке. Терморегулятор в этом случае устанавливается с комбинацией датчиков: температуры пола и воздуха. Удельную мощность на 1 м2 рассчитывают так же как и для системы отопления в бетонных полах или для системы «Теплый пол». Единственное ограничение, которое необходимо принимать во внимание при установке кабельной системы в бетонных полах с деревянным покрытием: — толщина деревянного покрытия пола не должна превышать 25 мм.

Деревянные полы на лагах

При установке кабельной системы в деревянных полах на лагах, погонная мощность нагревательного кабеля не должна превышать 12 Вт/м2, а максимальная установленная мощность не должна быть более 100 Вт/м2. В полах на лагах будет оптимально работать система отопления, установленная в воздушной прослойке на глубине 3-5 см от нижнего края деревянного покрытия. Нагревательный кабель устанавливают на металлической сетке с мелкой ячейкой (рабица или штукатурная), прикрепленной к лагам. Сетку устанавливают на расстоянии как минимум 3 см от нижней поверхности пола. Нагревательный кабель не должен касаться теплоизоляции и деревянных конструкций пола. Расстояние между линией нагревательного кабеля и лагой должно быть не менее 3 см. Линия нагрева тельного кабеля должна пересекать лагу через пропил, изолированный фольгой или алюминиевым скотчем (несгораемый слой). Диаметр изгиба нагревательного кабеля должен быть не менее шести диаметров самого кабеля. Кабель крепят к проволочной сетке с шагом не более 30 см.

Деревянные полы на монтажных листах Devicell^TM Dry – «сухая» установка теплого пола

Devicell^TM Dry, представляющие собой монтажные теплоизолирующие пластины (1,0 × 0,5 × 0,013 м.) из пенополистирола с профилированным алюминиевым (равномерно распределяющим тепло) покрытием, позволяют установить нагревательный кабель «сухим» способом под деревянную или ламинированную паркетную доску. Максимальная устанавливаемая мощность — 100 Вт/м2. Шаг укладки нагревательного кабеля — 10 см. Devicell^TM Dry используют только с нагревательным кабелем DTIP-10 или DTIE-10 (10 Вт/м2 при 230 В)! Если предполагается обогрев части пола, то на тех участках, где монтажные пластины Devicell^TM Dry и нагревательный кабель устанавливаться не будут, необходимо уложить влагостойкие гипсоволокнистые листы (например, ГВЛВ-КНАУФ) или листы фанеры толщиной 13 мм, для того чтобы выровнять весь пол. Длину нагревательного кабеля рассчитывают исходя из обогреваемой площади, количества пластин и способа их раскладки, а также шага укладки 10 см.

Программа для рисования схем: бесплатная, платная

Мы все больше пользуемся компьютером и виртуальными инструментами. Вот уже и чертить на бумаге схемы не всегда хочется — долго, не всегда красиво и исправлять сложно. Кроме того, программа для рисования схем может выдать перечень необходимых элементов, смоделировать печатную плату, а некоторые могут даже просчитать результаты ее работы.  

Содержание статьи

Бесплатные программы для создания схем

В сети имеется немало неплохих бесплатных программ для рисования электрических схем. Профессионалам их функционала может быть недостаточно, но для создания схемы электроснабжения дома или квартиры, их функций и операций хватит с головой. Не все они в равной мере удобны, есть сложные в освоении,  но можно найти несколько бесплатных программ для рисования электросхем которыми сможет пользоваться любой, настолько в них простой и понятный интерфейс.

Самый простой вариант — использовать штатную программу Windows Paint, которая есть практически на любом компьютере. Но в этом случае вам придется все элементы прорисовывать самостоятельно. Специальная программа для рисования схем позволяет вставлять готовые элементы на нужные места, а потом соединять их при помощи линий связи. ОБ этих программах и поговорим дальше.

Бесплатная программа для рисования схем — не значит плохая. На данном фото работа с Fritzing

Редактор электрических схем QElectroTech

Программа для рисования схем QElectroTech есть на русском языке, причем русифицирована она полностью — меню, пояснения — на русском языке. Удобный и понятный интерфейс — иерархическое меню с возможными элементами и операциями в левой части экрана и несколько вкладок вверху. Есть также кнопки быстрого доступа для выполнения стандартных операций — сохранения, вывода на печать и т.п.

Редактор электрических схем QElectroTech

Имеется обширный перечень готовых элементов, есть возможность рисовать геометрические фигуры, вставлять текст, вносить изменения на определенном участке, изменять в каком-то отдельно взятом фрагменте направление, добавлять строки и столбцы. В общем, довольно удобна программа при помощи которой легко нарисовать схему электроснабжения, проставить наименование элементов и номиналы. Результат можно сохранить в нескольких форматах: JPG, PNG, BMP, SVG, импортировать данные (открыть в данной программе) можно в форматах  QET и XML, экспортировать — в формате QET.

Недостаток этой программы для рисования схем — отсутствие видео на русском языке о том, как ей пользоваться, зато есть немалое количество уроков на других языках.

Графический редактор от Майкрософт — Visio

Для тех, кто имеет хоть небольшой опыт работы с продуктами Майкрософт, освоить работу в из графическом редакторе Visio (Визио) будет несложно. У данного продукта также есть полностью русифицированная версия, причем с хорошим уровнем перевода.

Составлять электрические схемы в Visio несложно

Данный продукт позволяет начертить схему в масштабе, что удобно для расчета количества необходимых проводов. Большая библиотека трафаретов с условными обозначениями, различных составляющих схемы, делает работу похожей на сборку конструктора: необходимо найти нужный элемент и поставить его на место. Так как к работе в программах данного типа многие привыкли, сложности поиск не представляет.

К положительным моментам можно отнести наличие приличного количества уроков по работе с этой программой для рисования схем, причем на русском языке.

Компас Электрик

Еще одна программа для рисования схем на компьютере — Компас Электрик. Это уже более серьезный продукт, который используют профессионалы. Имеется широкий функционал, позволяющий рисовать различные планы, блок-схемы, другие подобные рисунки. При переносе схемы в программу параллельно формируется спецификация и монтажная схема и све они выдаются на печать.

Для начала работы необходимо подгрузить библиотеку с элементами системы. При выборе схематичного изображения того или иного элемента будет «выскакивать» окно, в котором будет список подходящих деталей, взятый из библиотеки. Из данного списка выбирают подходящий элемент, после чего его схематичное изображение появляется в указанном месте схемы. В то же время автоматически проставляется соответствующее ГОСТу обозначение со сквозной нумерацией (цифры программа меняет сама). В то же время в спецификации появляются параметры (название, номер, номинал) выбранного элемента.

Пример схемы, созданной в Компас Электрик

В общем, программа интересная и полезная для разработки схем устройств. Может применяться для создания схемы электропроводки в доме или квартире, но в этом случае ее функционал использован почти не будет. И еще один положительный момент: есть много видео-уроков работы с Компас-Электрик, так что освоить ее будет несложно.

Программа DipTrace — для рисования однолинейных схем и принципиальных

Эта программа полезна не только для рисования схем электроснабжения — тут все просто, так как нужна только схема. Более полезна она для разработки плат, так как имеет встроенную функцию преобразования имеющейся схемы в трассу для печатной платы.

Исходная схема (мультивибратор), нарисованная а DipTrace

Схема печатной платы

Сама плата мультивибратора

Для начала работы, как и в многих других случаях, необходимо сначала подгрузить имеющиеся на вашем компьютере библиотеки с элементной базой. Для этого необходимо запустить приложение  Schematic DT, после чего можно загрузить библиотеки. Их можно будет скачать на том же ресурсе, где будете брать программу.

После загрузки библиотеки можно приступать к рисованию схемы. Сначала можно «перетащить» нужные элементы из библиотек на рабочее поле, развернуть их (если понадобится), расставить и связать линиями связи. После того как схема готова, если необходимо, в меню выбираем строку «преобразовать в плату» и ждем некоторое время. На выходе будет готовая печатная плата с расположением элементов и дорожек. Также можно в 3D варианте посмотреть внешний вид готовой платы.

Бесплатная прога ProfiCAD для составления электросхем

Бесплатная программа для рисования схем ProfiCAD — один из лучших вариантов для домашнего мастера. Она проста в работе, не требует наличия на компьютере специальных библиотек — в ней уже есть коло 700 элементов. Если их недостаточно, можно легко пополнить базу. Требуемый элемент можно просто «перетащить» на поле, там развернуть в нужном направлении,  установить.

Пример использования ProfiCAD для рисования электрических схем

Отрисовав схему, можно получить таблицу соединений, ведомость материалов, список проводов. Результаты можно получить в одном из четырех наиболее распространенных форматов: PNG, EMF, BMP, DXF.  Приятная особенность этой программы — она имеет низкие аппаратные требования. Она нормально работает с системами от Windows 2000 и выше.

Есть у этого продукта только один недостаток — пока нет видео о работе с ней на русском языке. Но интерфейс настолько понятный, что разобраться можно и самому, или посмотреть один из «импортных» роликов чтобы понять механику работы.

 Платные, на которые стоит потратиться

Если вам придется часто работать с программой для рисования схем, стоит рассмотреть некоторые платные версии. Чем они лучше? У них более широкий функционал, иногда более обширные библиотеки  и более продуманный интерфейс.

Простая и удобная sPlan

Если вам не очень хочется разбираться с тонкостями работы с многоуровневыми программм, присмотритесь к пролукту sPlan. Он имеет очень простое и понятное устройство, так что через час-полтора работы вы будете уже свободно ориентироваться.

Как обычно в таких программах, необходима библиотека элементов, после первого пуска их надо подгрузить перед началом работы. В дальнейшем, если не будете переносить библиотеку в другое место, настройка не нужна — старый путь к ней используется по умолчанию.

Программа для рисования схем sPlan и ее библиотека

Если вам необходим элемент, которого нет в списке, его можно нарисовать, затем добавить в библиотеку. Также есть возможность вставлять посторонние изображения и сохранять их, при необходимости, в библиотеке.

Из других полезных и нужных функций — автонумерация, возможность изменения масштаба элемента при помощи вращения колесика мышки, линейки для более понятного масштабирования. В общем, приятная и полезная вещь.

Micro-Cap

Эта программа кроме построения схемы любого типа (аналогового, цифрового или смешанного) позволяет еще и проанализировать ее работу. Задаются исходные параметры и получаете выходные данные. То есть, можно моделировать работу схемы при различных условиях. Очень полезная возможность, потому, наверное, ее очень любят преподаватели, да и студенты.

В программе Micro-Cap есть встроенные библиотеки, которые можно пополнять при помощи специальной функции. При рисовании электрической схемы продукт в автоматическом режиме разрабатывает уравнения цепи, также проводит расчет в зависимости от проставленных номиналов. При изменении номинала, изменение выходных параметров происходит тут же.

Программа для черчения схем электроснабжения и не только — больше для симуляции их работы

Номиналы элементов могут быть постоянными или переменными, зависящими от различных факторов — температуры, времени, частоты, состояния некоторых элементов схемы и т.д. Все эти варианты просчитываются, результаты выдаются в удобном виде. Если есть в схеме детали, которые изменяют вид или состояние — светодиоды, реле — при симуляции работы, изменяют свои параметры и внешний вид благодаря анимации.

Программа для черчения и анализа схем Micro-Cap платная, в оригинале — англоязычная, но есть и русифицированная версия. Стоимость ее в профессиональном варианте — больше тысячи долларов. Хороша новость в том, что есть и бесплатная версия, как водится с урезанными возможностями (меньшая библиотека, не более 50 элементов в схеме, сниженная скорость работы). Для домашнего пользования вполне подойдет и такой вариант. Приятно еще что она нормально работает с любой системой Windows от Vista и 7 и выше.

Кривая отопления – что это такое и как ее настроить?

Современное домашнее отопление полностью управляемо. Пользователь должен только ввести соответствующие настройки, в соответствии с которыми будут настраиваться отдельные параметры. Одним из важнейших показателей является так называемая кривая нагрева. В этой статье вы узнаете, что такое кривая нагрева и как ее правильно выставить.

Что такое кривая нагрева?

Кривая отопления – это соотношение между температурой подачи в систему отопления и температурой наружного воздуха. Кривая нагрева определяет, до какой температуры котел ЦО должен нагревать воду при заданной температуре наружного воздуха. Эта взаимосвязь описывается с помощью двух параметров: наклона кривой и ее уровня. Прототипом кривой нагрева стала так называемая «таблица Стокера», которая помогла определить требуемую температуру подачи в систему отопления в зависимости от температуры наружного воздуха. В случае кривой нагрева это выполняется автоматически благодаря погодному контролю, который регулирует температуру подачи в зависимости от температуры наружного воздуха.

Как выглядит кривая нагрева?

Доступные кривые нагрева представляют собой изогнутые линии на графике. По горизонтальной оси отмечена внешняя температура, по вертикальной – подача тепла. Задача пользователя – выбрать правильную кривизну и поочередно переместить ее вверх или вниз. Оптимальная настройка кривой нагрева заключается в поддержании одинаковой температуры внутри здания при разных температурах наружного воздуха. Время, потраченное на настройку, окупается в виде более высокого теплового комфорта и меньших счетов за отопление. Когда на улице становится холоднее, контроллер автоматически повышает температуру котловой воды ЦО, предотвращая, таким образом, охлаждение помещений.

Чем больше наклон кривой нагрева, тем теплее вода в системе отопления и тем больше тепла передается в комнаты.

Кривая отопления и тип системы отопления

Системы отопления дома различаются, и это необходимо учитывать при настройке кривой нагрева.Это связано с разными номинальными температурами подачи и возврата. Системы теплого пола благодаря своим особенностям эффективно работают при низких температурах, и для них подходят пологие кривые нагрева. Например, в системе теплого пола температура подачи может составлять 28 ° C, а температура возврата 23 ° C. Снижение температуры обратной воды системы отопления имеет решающее значение для повышения эффективности конденсационного котла. Конденсационный котел не будет конденсировать водяной пар из дымовых газов при слишком высокой температуре воды, что значительно снизит его эффективность. Следовательно, в случае конденсационных котлов и тепловых насосов очень важно обеспечить эффективную работу установки при минимально возможной температуре воды ЦО. Для отопления современного дома радиаторами верхний предел температуры радиатора составляет 60 ° C.

Кривая нагрева и заметный тепловой комфорт

На практике пользователи выбирают кривую нагрева методом проб и ошибок. Хотя монтажник может сделать предварительные приготовления, на самом деле каждый пользователь должен настроить кривую нагрева в соответствии с индивидуальными потребностями для достижения желаемого теплового комфорта.Изменения могут быть внесены на основании наблюдений за колебаниями температуры во время отопительного сезона. Рекомендуется действовать по принципу: когда наружная температура выше 0 ° C, изменения должны быть внесены посредством параллельного сдвига, например, точки излома кривой нагрева, потому что это оказывает наибольшее влияние на температуру в помещениях. В холодную погоду следует отрегулировать наклон кривой нагрева, потому что этот параметр имеет решающее значение для температуры в комнатах, а также для нашего комфорта.

Дополнительные факторы

Помимо температуры наружного воздуха и типа системы отопления стоит учитывать и другие факторы. К ним относятся тепловая инерция здания, тепловая мощность здания (в зависимости от конструкции) и тепло от солнечного света. Оба изменения, которые включают смещение кривой, а также регулировку ее наклона, должны производиться постепенно (по одному градусу за раз) с последующим наблюдением за изменением теплового комфорта в комнатах.

Кривая нагрева в контроллерах отопления производства TECH CONTROLLERS

В устройствах TECH Controllers погодное управление возможно в контроллерах котлов ЦО, а также в контроллерах систем, поддерживающих смесительный клапан. Установка правильной температуры зависит от наружной температуры и выполняется с помощью клапана. Кривая нагрева строится на основе четырех предварительно заданных значений температуры. Для правильной работы клапана пользователь определяет заданную температуру (после клапана) для 4 промежуточных внешних температур: -20 ° C, -10 ° C, 0 ° C, 10 ° C. Каждое повышение или понижение температуры сдвигает кривую на заданное значение. Существует взаимосвязь между количеством точек, составляющих кривую, и точностью системы: чем больше точек используется для построения кривой, тем выше ее точность. Четыре точки в случае контроллеров TECH кажутся очень хорошим компромиссом, обеспечивающим приличную точность и легкость установки курса этой кривой.
Чтобы погодное управление работало эффективно, внешний датчик не должен подвергаться воздействию солнечного света или погодных условий.После того, как он был установлен в подходящем месте, необходимо активировать функцию управления погодой в меню контроллера.

Погодное управление для вашего повседневного комфорта

Погодный контроль работы и эффективности нагревательных устройств предлагает совершенно новые возможности. Благодаря такому контролю температура воды ЦО не повышается чрезмерно, и вся система достигает гораздо более высокого КПД. Предполагается, что в среднем каждое повышение температуры внутри здания на 1 ° C увеличивает расход топлива котла ЦО на целых 6%.По этой причине разумно стремиться установить как можно более низкую кривую нагрева, чтобы обеспечить тепловой комфорт в здании. Однако стоит помнить, что погодный контроллер может изменять только один параметр, общий для всего здания, а именно температуру воды ЦО. С другой стороны, современные комнатные регуляторы реагируют на изменения температуры внутри здания. Сигнал от комнатного регулятора может скорректировать текущую температуру клапана, рассчитанную контроллером, и понизить эту температуру на заданное пользователем значение.

Вот как максимально эффективно использовать отопление с наступлением зимы

Зима не за горами. Дни становятся все короче, температура на улице падает, а с этим наступает сезон ссор из-за центрального отопления. Домохозяйства уже проводят разделительную линию между людьми, которые предпочитают постоянное жаркое тепло, и теми, кто думает, что лучший вариант – просто надеть другой свитер и выдержать его до сна.

Споры из-за термостата на индивидуальном уровне могут показаться банальными, но в масштабах страны влияние нашего отопления огромно. В 2013 году 85 процентов всего внутреннего потребления энергии в Великобритании пошло на отопление наших домов и воду, что эквивалентно сжиганию 37 миллионов тонн нефти. И почти все это отопление обеспечивается за счет сжигания природного газа, поэтому сокращение энергии, которую мы используем для обогрева наших домов, является такой огромной частью цели Великобритании до 2050 года по чистому нулевому выбросу углерода.

Несмотря на это, многие из нас не знают, как наиболее эффективно отапливать наши дома.Должны ли мы включить отопление на полную и кататься в теплой дымке до конца дня? Как лучше всего распределить тепло по всему дому? И когда мне вообще отказаться от центрального отопления и выбрать обогреватель?

Чтобы внести некоторую ясность в эти дилеммы нагрева, я поговорил с двумя экспертами по отоплению, чтобы ответить на некоторые из наших самых больших загадок, связанных с отоплением, и, возможно, развеять некоторые из этих аргументов, вызванных термостатом.

Следует ли провернуть термостат, чтобы быстро обогреть дом?

Если вам особенно холодно, у вас может возникнуть соблазн повернуть термостат в большую сторону в надежде, что ваш котел будет работать больше, чтобы достичь этой более высокой температуры, и уменьшить ее, как только вы дойдете до фактической желаемой температуры.Это немного похоже на нажатие педали акселератора, чтобы успеть на следующий светофор, прежде чем он станет красным.

Но в большинстве случаев это не заставит вас нагреваться быстрее. «Это не работает так, он будет достигать 21C с точно такой же скоростью, даже если [котел] будет подниматься до 30C после этого», – говорит Дженни Кроули из Энергетического института Лондонского университетского колледжа. Вообще говоря, котел будет продолжать работать с той же скоростью, пока в доме не будет достигнута температура, установленная термостатом, затем он выключится.

Кроули говорит, что есть несколько способов быстрее нагреться. Вы можете приобрести радиаторы большего размера, которые лучше подходят для обогрева больших помещений, или вы можете повысить температуру бойлера, что повысит температуру воды, подаваемой в радиаторы. Но возиться с температурой бойлера не очень удобно, поэтому, как только вы найдете настройку, которая вам нравится, вам гораздо лучше придерживаться термостата и выпить чашку чая, пока вы ждете, пока место нагреется.

Если я нахожусь только в одной комнате, обогреватель лучше, чем обогрев всего дома?

В отличие от центрального отопления, обогреватели обычно используют электричество для обогрева очень небольшой части комнаты. По словам Джорджа Беннета, одного из коллег Кроули из UCL, если вы живете в большом доме и на самом деле используете только небольшой его угол, вы можете в конечном итоге использовать меньше энергии, если используете электрический обогреватель. Энергетический институт.

Проблема в том, что электричество намного дороже газа, поэтому вам придется использовать значительно меньше тепла, чтобы иметь смысл использовать обогреватель, а не центральное отопление. Если вам, скорее всего, понадобится отопление в нескольких комнатах, лучше использовать центральное отопление.

Даже зимой Солнце дает нам бесплатный источник дополнительной тепловой энергии. «Происходит то, что солнце входит и нагревает стены и пол, и это тепло может накапливаться и медленно выходить в течение дня», – говорит Кроули. Если в вашем доме прохладно, имеет смысл приоткрыть шторы и попытаться впустить как можно больше солнечного света.

Пассивное жилье – это архитектурное движение, которое стремится максимально использовать окружающую среду, чтобы минимизировать количество энергии, используемой для обогрева или охлаждения здания.Такие дома часто строятся из бетона, который способен накапливать много тепла и медленно его выделять, но в Великобритании дома, как правило, покрыты штукатуркой, которая снижает их способность улавливать энергию Солнца.

Должен ли я закрыть двери, чтобы удержать тепло, или позволить теплу циркулировать по дому?

Горячие и холодные точки в любом доме будут меняться в зависимости от множества факторов. Если на чердаке нет теплоизоляции, верхняя часть дома может быть прохладнее, чем нижняя. Если у вас особенно сквозняк на входной двери, то, скорее всего, внизу будет прохладнее.

Уловка состоит в том, чтобы попытаться сохранить тепло в помещениях, которое оно генерирует, при условии, что это не сделает комнату слишком душной. Кроули приводит пример офиса. Компьютер будет выделять определенное количество тепла, как и ваше тело, поэтому имеет смысл закрыть дверь и удержать это тепло в комнате, если вы все равно будете нагреваться.

Единственное, о чем следует помнить, – это вентиляция, поскольку в комнате не должно быть слишком душно. Беннетт отмечает, что у немцев есть слово для быстрого потока холодного воздуха, чтобы освежить комнату: [/ i] Stosslüften [/ i], что примерно переводится как «шоковая вентиляция».Практикуя немного [/ i] Stosslüften [/ i] время от времени, может помочь вашей комнате чувствовать себя немного менее душно после дня с закрытой дверью.

Какую температуру я должен установить на своем термостате?

Согласно данным энергетической компании Ovo, большинство из нас на зиму устанавливают термостаты на 20 ° C, в то время как фактическая средняя температура в помещении составляет примерно 18 ° C. Если вы хотите сделать свое отопление как можно более энергоэффективным, подумайте о том, какая средняя температура в вашем доме в течение всего дня – это более важно, чем то, есть ли у вас всплески тепла или оставлять ли отопление включенным на долгое время. весь день.«[24-часовой период] с более низкой средней температурой будет потреблять меньше энергии», – говорит Кроули.

Как проще всего сделать мой дом теплее?

Возиться с центральным отоплением – это только то, что вам нужно. «Если вы приобретете новый котел, ваш счет за отопление может измениться на десять процентов. Если вы живете в старом доме с сквозняками и правильно утепляете, вы можете снизить потери тепла из здания на 20–30 процентов », – говорит Беннетт. Вот почему правительство Великобритании в настоящее время предлагает домовладельцам субсидии на установку энергосберегающих усовершенствований, таких как тройное остекление и тепловые насосы.

Но есть несколько более временных способов согреться. Надевайте носки или тапочки и избегайте холодных полов, чтобы лучше воспринимать тепло. Одно исследование, проведенное в Южной Корее, показало, что люди, носящие в постели согревающие носки, как правило, засыпают быстрее и спят дольше, чем те, кто ходил без постельных носков. По словам Беннета, это частично объясняет, почему люди в Великобритании так одержимы коврами. Возможно, надеть этот дополнительный джемпер – не такая уж и глупая идея.

Мэтт Рейнольдс – научный редактор журнала WIRED. Он пишет в Твиттере от @ mattsreynolds1

Еще больше замечательных историй от WIRED

🇮🇹 То, как Италия справилась со своей второй волной, – урок для всех нас

🎞️ Ютуберы используют ИИ, чтобы оживить прошлое. Историки недовольны

🌐 Полное отключение интернета в Иране – это способ уничтожить интернет в том виде, в каком мы его знаем

🔊 Слушайте подкаст WIRED, неделю науки, технологий и культуры, который доставляется каждую пятницу

👉 Подписывайтесь на WIRED в Twitter, Instagram, Facebook и LinkedIn

Получите WIRED Daily, ваш серьезный брифинг по всем важнейшим событиям в области технологий, бизнеса и науки.В ваш почтовый ящик каждый будний день в 12:00 по британскому времени.

, введя свой адрес электронной почты, вы соглашаетесь с нашей политикой конфиденциальности

Спасибо. Вы успешно подписались на нашу рассылку новостей. Вы скоро услышите от нас.

Извините, вы ввели неверный адрес электронной почты. Обновите страницу и попробуйте еще раз.

Кривые нагрева

Давайте рассмотрим изменения тепла и энтальпии для системы, претерпевающей физические изменения.

Хороший пример, который знаком большинству людей, – это нагрев воды. Если мы возьмем стакан, наполненный льдом (твердая вода), и поставим его на горячую плиту с температурой 120 ° C, мы все знаем, что произойдет. Сначала лед растает до жидкой воды. Тогда температура воды повысится. Тогда, наконец, вода закипит. В течение всего этого процесса температура температура плиты будет выше, чем температура стакана с водой. Таким образом, в течение всего этого процесса энергия в виде тепла будет перетекать от горячей плиты в воду.Скорее всего, мы бы описали воду как систему, а горячую плиту – как окружающую среду с постоянной температурой.

Для этого процесса нас интересует количество тепла, поступающего из окружающей среды в систему. Помните, что жара может быть сложной задачей. Когда нет химии или фазовых переходов, тогда энергия, поступающая в систему в виде тепла, приведет к изменению температуры. Однако, когда есть химия или фазовый переход, тогда будет поступать энергия, а температура может оставаться постоянной.Почему не поднимается температура? Поступающая энергия приводит к более высокой потенциальной энергии, а не к более высокой кинетической энергии. Нарушение IMF между молекулами приводит к высокой потенциальной энергии.

Это легко увидеть на кривой нагрева, которая отображает температуру системы как функцию теплового потока в систему. Первоначально система представляет собой твердое тело, затем она имеет переход плавления, затем жидкость, затем переход к испарению, а затем – газ.

На приведенной ниже диаграмме показана кривая нагрева воды.Температура системы отображается как функция времени. Тепло течет с постоянной скоростью, поэтому время можно интерпретировать как тепло.

Изначально в системе используется твердая вода с температурой -20 ° C. По мере поступления тепла температура льда увеличивается. Наклон этой линии – теплоемкость твердой воды. Поскольку он находится при постоянном давлении, то \ (q = \ Delta H = mC \ Delta T \), где q – тепло, m – масса, C – удельная теплоемкость, а \ (\ Delta T \) – изменение температура.Поскольку этот график представляет собой график зависимости T от q, наклон фактически равен 1 / мкКл.

Далее твердая фаза плавится. В это время поддерживается постоянная температура 0 ° C. Тепло поступает в систему, но температура не меняется. В начале этого перехода вся вода твердая. По мере поступления тепла в систему твердое вещество начинает плавиться в жидкость, но температура остается постоянной. Это потому, что энергия который поступает в систему, поскольку тепло переходит в потенциальную энергию преодоления межмолекулярных сил, удерживающих воду в твердой решетке. Длина линии при 0 ° C – это количество тепла, необходимое для плавления всего твердого вещества в жидкость. Это тепло называется энтальпией плавления. Фьюжн – это научный термин, обозначающий плавление. Вы могли бы назвать это энтальпией плавления, но вместо этого она называется энтальпией плавления. Энтальпия плавления обозначается как \ (\ Delta H_ {fusion} \) и обычно выражается в кДж / моль ^-1 . Таким образом, фактическая длина линии будет \ ({n \ times \ Delta H_ {fus}} \), поскольку вам нужно умножить на количество молей твердого тела, чтобы получить общую теплоту фазового перехода.

После того, как все твердое вещество превратилось в жидкость, температура повышается с увеличением теплового потока. Наклон этой линии снова связан с теплоемкостью. Однако на этот раз это теплоемкость жидкости. Как только температура достигает точки кипения 100 ° C, температура снова остается постоянной, так как жидкость переведен на газ. Тепло, необходимое для превращения всей жидкости в газ, называется энтальпией испарения, \ (\ Delta H_ {парообразование} \). Вы можете увидеть тепло для испарения воды требуется значительно больше тепла, чем для таяния воды.Это верно для большинства веществ. Слияние включает в себя простое разделение МВФ, чтобы позволить поступательное движение молекул; испарение требует по существу полного преодоления IMF, чтобы вывести молекулы из конденсированной фазы. Как только вся жидкость превращается в газ, температура увеличивается с наклоном, связанным с теплоемкостью газа.

---

Кривая нагрева воды – рабочий пример

Центральное отопление – обзор

4.3.1 Инновации для экономического развития

В 1999 году стоимость повышения температуры центрального отопления на 1,0 градус была рассчитана в США в 5,5 миллиона долларов [ROS 95]. Сегодня считается, что стоимость этого увеличивает счета за отопление на 1–3%. С ростом стоимости энергии больше капитала было вложено в энергоэффективные технологии. Однако при текущем снижении цен на природный газ спрос может возрасти. Более того, известно, что компании принимают больше мер по энергосбережению с увеличением затрат.Аналитически показано, что рост цен на энергию более эффективен для энергосбережения и снижения затрат на выбросы [LIN 12].

Когда единственной задачей была минимизация затрат, были определены новые стандарты использования ископаемых источников энергии, были применены интеллектуальные и защитные контроллеры и модульные преобразователи с учетом соображений надежности, и теперь основное внимание в исследованиях уделяется ремонтопригодности [BLA 05]. Более того, уже известно, что современные зрелые технологии (гидроэнергетика, ветер, солнечная энергия, биомасса) будут более конкурентоспособными в 2030 году [ГОВОРИТЬ 15].

Было отмечено, что темпы экономического развития коррелируют с потреблением и производством энергии. Общая связь с потреблением электроэнергии дана в зависимости от потребления электроэнергии, ВВП, стоимости электроэнергии, указанной для потребления, и общей занятости [TAN 12]. Это определение показывает высокую степень взаимосвязи развития и энергетического статуса страны. Панельное исследование, проведенное в странах ОЭСР, показало, что только Австралия, Новая Зеландия и Исландия имеют очень небольшое влияние на экономическое развитие за счет потребления энергии, и что все остальные страны имеют обязательную корреляцию [ASL 13].Для стран, сильно зависящих от импорта, таких как Турция, развитие может быть вызвано снижением, по крайней мере, промышленных потребительских цен [MUC 09].

Инновации могут изменить уровни энергетической зависимости. Богатство сланцевого газа в США снижает зависимость США от ближневосточной нефти. Политика Германии в области возобновляемых источников энергии снижает их зависимость от российского природного газа и открывает двери для экспорта. Исследование четырех стран-экспортеров энергии на основе ископаемых источников энергии показало, что из-за тенденции к возобновляемым источникам энергии на экономическое развитие влияет только объем экспорта энергии, а не потребление или производство [FEI 14].

В последнем специальном отчете МЭА «Перспективы» говорится, что инвестиции в производство энергии и повышение эффективности в Африке могут бороться с бедностью [США 14]. Это, безусловно, изменит характеристики использования энергии, определяемые энергоемкостью. Энергоемкость по-прежнему можно выразить как уровень потребления в расчете на ВВП, но также необходимо учитывать энергоемкость.

Затраты на энергию отрицательно сказываются на национальном богатстве, поэтому индекс необходимо пересчитать.Радованович и Филипович заявляют, что в трех крупнейших потребителях энергии в Европе (Великобритания, Германия и Италия) потребление сократилось до менее 1 кВтч на единицу ВВП [RAD 15]. Этот результат также доказывает, что развитые страны больше инвестируют в исследования и инновации, что приводит к лучшему балансу между энергетикой и экономикой.

Текущий энергетический кризис определяется зависимостью от иностранных ресурсов и неспособностью реструктурировать сетевые операции и рынок торговли энергией. Австралийское исследование показало, что существует значительное влияние энергетического кризиса на экономический кризис [CHE 13].

11.7: Кривая нагрева воды

Замораживание, конденсация и осаждение, противоположные плавлению, сублимации и испарению, являются экзотермическими. Таким образом, тепловые насосы, использующие хладагенты, по сути являются кондиционерами, работающими в обратном направлении. Тепло из окружающей среды используется для испарения хладагента, который затем конденсируется в жидкость в змеевиках внутри дома для обеспечения тепла. Изменения энергии, происходящие во время фазовых переходов, можно количественно оценить с помощью кривой нагрева или охлаждения.

Кривые нагрева

На рисунке \ (\ PageIndex {3} \) показана кривая нагрева, график зависимости температуры от времени нагрева для образца воды весом 75 г. Первоначально образец представляет собой лед при температуре 1 атм и температуре –23 ° C; по мере добавления тепла температура льда линейно увеличивается со временем. Наклон линии зависит как от массы льда, так и от удельной теплоемкости ( C _с ) льда, которая представляет собой количество джоулей, необходимое для повышения температуры 1 г льда на 1 ° C. По мере того, как температура льда увеличивается, молекулы воды в кристалле льда поглощают все больше и больше энергии и вибрируют более энергично.В точке плавления у них достаточно кинетической энергии, чтобы преодолевать силы притяжения и перемещаться друг относительно друга. По мере добавления большего количества тепла температура системы не увеличивается, а , а не , но остается постоянной на уровне 0 ° C до тех пор, пока весь лед не растает. Как только весь лед превратился в жидкую воду, температура воды снова начинает повышаться. Однако теперь температура увеличивается медленнее, чем раньше, потому что удельная теплоемкость воды на больше, чем у льда, на .Когда температура воды достигает 100 ° C, вода закипает. Здесь также температура остается постоянной на уровне 100 ° C до тех пор, пока вся вода не превратится в пар. В этот момент температура снова начинает повышаться, но на быстрее, чем на , чем в других фазах, потому что теплоемкость пара на меньше на , чем у льда или воды.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): кривая нагрева воды. Этот график температуры показывает, что происходит с образцом льда массой 75 г первоначально при 1 атм и -23 ° C, когда тепло добавляется с постоянной скоростью: A – B: нагревание твердого льда; B – C: тающий лед; C – D: нагрев жидкой воды; D – E: испаряющаяся вода; E – F: греющий пар.

Таким образом, температура системы не изменяется во время фазового перехода . В этом примере, пока присутствует даже небольшое количество льда, температура системы остается на уровне 0 ° C во время процесса таяния, и пока присутствует даже небольшое количество жидкой воды, температура системы остается при 100 ° C в процессе кипячения. Скорость добавления тепла , а не не влияет на температуру смеси лед / вода или вода / пар, потому что добавленное тепло используется исключительно для преодоления сил притяжения, которые удерживают вместе более конденсированную фазу. Многие повара думают, что еда будет готовиться быстрее, если увеличить температуру, чтобы вода закипела быстрее. Вместо этого кастрюля с водой быстрее закипит досуха, но температура воды не зависит от того, насколько сильно она кипит.

Температура образца не изменяется во время фазового перехода.

Если тепло добавляется с постоянной скоростью, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {3} \), то длина горизонтальных линий, представляющих время, в течение которого температура не изменяется, прямо пропорциональна величине энтальпии, связанные с фазовыми изменениями.На рисунке \ (\ PageIndex {3} \) горизонтальная линия при 100 ° C намного длиннее, чем линия при 0 ° C, потому что энтальпия испарения воды в несколько раз превышает энтальпию плавления.

Перегретая жидкость – это образец жидкости при той температуре и давлении, при которых он должен быть газом. Перегретые жидкости нестабильны; жидкость со временем закипит, иногда очень сильно. Явление перегрева вызывает «толчки», когда жидкость нагревается в лаборатории. Когда, например, пробирка с водой нагревается над горелкой Бунзена, одна часть жидкости может легко стать слишком горячей.Когда перегретая жидкость превращается в газ, она может вытолкнуть или «выбить» остальную жидкость из пробирки. Помещение палочки для перемешивания или небольшого куска керамики («кипящего куска») в пробирку позволяет пузырькам пара образовываться на поверхности объекта, так что жидкость кипит, а не перегревается. Перегрев – это причина, по которой жидкость, нагретая в гладкой чашке в микроволновой печи, может не закипеть, пока чашка не будет перемещена, когда движение чашки позволяет образовываться пузырькам.

Кривые охлаждения

Кривая охлаждения, график зависимости температуры от времени охлаждения, на рисунке \ (\ PageIndex {4} \) показывает зависимость температуры от времени при охлаждении образца пара массой 75 г, первоначально при 1 атм и температуре 200 ° C. Хотя можно ожидать, что кривая охлаждения будет зеркальным отражением кривой нагрева на рисунке \ (\ PageIndex {3} \), кривая охлаждения , а не , является идентичным зеркальным отображением. По мере отвода тепла от пара температура падает до 100 ° C. При этой температуре пар начинает конденсироваться в жидкую воду. Дальнейшего изменения температуры не происходит, пока весь пар не превратится в жидкость; затем температура снова понижается по мере охлаждения воды. Мы можем ожидать достижения другого плато при 0 ° C, где вода превращается в лед; в действительности, однако, это происходит не всегда.Вместо этого температура часто на некоторое время опускается ниже точки замерзания, о чем свидетельствует небольшой провал на кривой охлаждения ниже 0 ° C. Эта область соответствует неустойчивой форме жидкости – переохлажденной жидкости. Если жидкости дать постоять, если охлаждение продолжается, или если добавлен небольшой кристалл твердой фазы (затравочный кристалл), переохлажденная жидкость превратится в твердое вещество, иногда довольно внезапно. Когда вода замерзает, температура немного увеличивается из-за тепла, выделяемого во время процесса замерзания, а затем остается постоянной на уровне точки плавления, пока остальная вода замерзает.Впоследствии температура льда снова снижается по мере удаления из системы большего количества тепла.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Кривая охлаждения воды. Этот график температуры показывает, что происходит с образцом пара массой 75 г первоначально при 1 атм и 200 ° C, когда тепло отводится с постоянной скоростью: A – B: охлаждающий пар; B – C: конденсационный пар; C – D: охлаждающая жидкая вода для получения переохлажденной жидкости; D – E: нагревание жидкости, когда она начинает замерзать; E – F: замерзающая жидкая вода; F – G: охлаждающий лед.

Эффекты переохлаждения оказывают огромное влияние на климат Земли.Например, переохлаждение водяных капель в облаках может препятствовать выпадению облаками осадков над регионами, которые в результате являются постоянно засушливыми. Облака состоят из крошечных капелек воды, которые в принципе должны быть достаточно плотными, чтобы выпадать дождем. На самом деле, однако, капли должны объединиться, чтобы достичь определенного размера, прежде чем они смогут упасть на землю. Обычно для агрегирования капель требуется небольшая частица (ядро , ); Ядром может быть частица пыли, кристалл льда или частица иодида серебра, рассеянная в облаке во время засева (метод вызывания дождя).К сожалению, маленькие капельки воды обычно остаются переохлажденной жидкостью до температуры около -10 ° C, а не замерзают в кристаллах льда, которые являются более подходящими ядрами для образования капель дождя. Один из подходов к получению дождя из существующего облака заключается в охлаждении капель воды, чтобы они кристаллизовались и образовывали ядра, вокруг которых могут расти капли дождя. Лучше всего это сделать, диспергируя небольшие гранулы твердого CO ₂ (сухой лед) в облаке с самолета. Твердый CO ₂ сублимируется непосредственно в газ при давлении 1 атм или ниже, и энтальпия сублимации значительна (25.3 кДж / моль). Когда CO ₂ сублимируется, он поглощает тепло из облака, часто с желаемыми результатами.

Пример \ (\ PageIndex {1} \): Охлаждение горячего чая

Если 50,0 г кубика льда при температуре 0,0 ° C добавить к 500 мл чая при 20,0 ° C, какова температура чая, когда кубик льда только что растаял? Предположим, что тепло не передается в окружающую среду или из нее. Плотность воды (и холодного чая) составляет 1,00 г / мл в диапазоне 0–20 ° C, удельная теплоемкость жидкой воды и льда равна 4.184 Дж / (г • ° C) и 2,062 Дж / (г • ° C) соответственно, а энтальпия плавления льда составляет 6,01 кДж / моль.

Дано: масса, объем, начальная температура, плотность, удельная теплоемкость и \ (ΔH_ {fus} \)

Запрошено: Конечная температура

Стратегия:

Подставьте полученные значения в общее уравнение, связывающее полученное тепло с потерянным теплом (уравнение 5. 39), чтобы получить конечную температуру смеси.

Решение:

Когда два вещества или объекта с разными температурами соприкасаются, тепло переходит от более теплого к более холодному.Количество тепла, которое течет, определяется

\ [q = mC_sΔT \]

, где q – тепло, м, – масса, C _s – удельная теплоемкость, а Δ T – изменение температуры. В конце концов, температуры двух веществ станут равными и составят значение где-то между их начальными температурами. Вычислить температуру чая со льдом после добавления кубика льда немного сложнее. Общее уравнение, связывающее накопленное и потерянное тепло, по-прежнему остается в силе, но в этом случае мы также должны учитывать количество тепла, необходимое для плавления кубика льда изо льда при 0.От 0 ° C до жидкой воды при 0,0 ° C.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \): смерть от замораживания

Предположим, вас накрыла метель во время ски-тура, и вы укрылись в палатке. Вы хотите пить, но забыли принести жидкую воду. У вас есть выбор: съесть несколько горстей снега (скажем, 400 г) при температуре −5,0 ° C сразу же, чтобы утолить жажду, или установить пропановую печь, растопить снег и нагреть воду до температуры тела перед тем, как пить. Вы помните, что в руководстве по выживанию, которое вы пролистывали в отеле, говорилось что-то о том, чтобы не есть снег, но вы не можете вспомнить, почему – в конце концов, это просто замерзшая вода.Чтобы понять рекомендации руководства, рассчитайте количество тепла, которое ваше тело должно будет отдать, чтобы довести 400 г снега при -5,0 ° C до внутренней температуры вашего тела 37 ° C. Используйте данные из примера \ (\ PageIndex {1} \)

Ответ

200 кДж (4,1 кДж для разогрева льда с -5,0 ° C до 0,0 ° C, 133,6 кДж для плавления льда при 0,0 ° C и 61,9 кДж для разогрева воды с 0,0 ° C до 37 ° C), что составляет энергия, которая не была бы израсходована, если бы вы сначала растопили снег.

Тепловой насос воздух-вода для центрального отопления и используемой теплой воды

Принцип действия насоса воздух-вода

Тепловой насос воздух-вода работает по тому же принципу, что и системы кондиционирования воздуха или холодильники .Каждое из этих устройств имеет три цепи. 1) нижний источник – то есть откуда насос поглощает тепло; 2) охлаждающий контур – то есть набор элементов и устройств, благодаря которым тепло передается от нижнего источника к верхнему источнику, и 3) верхний источник – система отопления, например радиаторы, теплые полы, годная теплая вода.

Принцип действия теплового насоса «воздух-вода» очень прост и основан на трех физических явлениях, обычно происходящих в повседневной жизни: испарении, сжатии и конденсации.В процессе испарения (испаритель) хладагент забирает тепло из окружающей среды – в данном случае из наружного воздуха.
Обратите внимание, что хладагенты могут испаряться при очень низких температурах (даже при -20 ° C). После испарения хладагент накопил энергию,
, но температура газа слишком мала для передачи этой энергии непосредственно в систему отопления.

Для эффективного обогрева здания необходимо повысить температуру газа в системе охлаждения.Для этого используется компрессор теплового насоса. Во время сжатия давление и температура газа увеличиваются.

Под высоким давлением и при высоких температурах газ проходит в конденсатор (конденсация), где тепло передается в систему отопления. Затем расширительный клапан снижает давление конденсированного хладагента, в то время как соответствующее количество хладагента подается в испаритель, а затем весь процесс повторяется.

Процесс, лежащий в основе работы тепловых насосов типа «воздух-вода», означает, что до 75-80% тепла, поступающего в систему отопления, является бесплатным, так как оно получается из наружного воздуха.Остальные 20-25% – это электроэнергия, необходимая в основном для компрессора и циркуляционных насосов системы отопления.

Сколько тока потребляет / потребляет тепловой насос типа воздух-вода?

Энергопотребление теплового насоса зависит от многих факторов, наиболее важными из которых являются реальная потребность здания в тепле, температура системы отопления, количество используемой теплой воды, наружная температура и правильный монтаж всей системы отопления.

Сделаем следующие допущения:

• полезная площадь дома около 150м2,
• температура в доме 21 ° C,
• в доме проживает 4 человека,
• полы с подогревом,
• и здание построено с использованием современной отопительной техники (50Вт / м2).

В зависимости от климатической зоны тепловой насос вместе с пиковым источником тепла должен потреблять около 5000 ÷ 5500 кВтч из сети.Если цена 1 кВт / ч электроэнергии составляет 0,56 злотых, то годовая стоимость отопления как вашего дома, так и используемой теплой воды не должна превышать примерно 3000 злотых. Следует помнить, что эту сумму можно значительно уменьшить, улучшив теплоизоляцию здания, используя более дешевый тариф на электроэнергию или установив фотоэлектрическую систему.

Выбор теплового насоса «воздух-вода»

Важно, чтобы тепловой насос был правильно согласован с конкретной системой и предпочтениями пользователя.Основанием для выбора модели (мощности) насоса является знание потребности здания в эффективной энергии или мощности при расчетной температуре (например, -20 ° C) и количестве теплой воды, пригодной для использования. Однако это еще не все, что вам нужно, чтобы выбрать правильный насос.

Следует учитывать следующие параметры:

• температура системы отопления,
• желаемая температура в вашем доме,
• наличие зонального контроля в комнатах,
• размер соболя теплого -водопотребители, эл.грамм. большая насадка для душа,
• и потребности в отоплении и, возможно, охлаждении в здании.

Очень важно указать вышеупомянутые детали, чтобы выбрать правильный тепловой насос и насладиться комфортом домашней системы отопления и низкими счетами за отопление.

Познакомьтесь с тепловыми насосами KAISAI ECO HOME, которые могут как обогревать, так и охлаждать ваш дом, а также обеспечивать пригодную для использования теплую воду.

Отопление вашего дома: основы

Из всей энергии, расходуемой в вашем доме и вокруг него, на систему центрального отопления приходится более одной трети.Это означает, что вы потратите много времени и денег на обогрев своего дома.

Но прежде чем вы сможете решить, какая система лучше всего подходит для вашего дома, вам необходимо знать основы.

Как правило, существует два распространенных способа обогрева вашего дома с помощью принудительной подачи воздуха из централизованного места:

Печь обогревает ваш дом, используя газ или электричество для выработки тепла, которое затем циркулирует по всему дому через ряд каналов и вентиляционных отверстий.

Тепловой насос отличается от печи тем, что не выделяет тепло. Вместо этого он перемещает теплый воздух из одного места в другое, обычно с внешней стороны вашего дома внутрь.

«Некоторые из факторов, влияющих на выбор метода отопления в системе с принудительной подачей воздуха, – сказал Билл Риттлманн, менеджер проекта IBACOS, – это рассмотрение вашего доступа к инженерным сетям. Есть ли у вас газовая служба в вашем доме? Дом? Недорого принести его в дом? А затем посмотрите на стоимость самой энергии.«

Выбираете ли вы печь или тепловой насос для своей системы отопления, решать вам и вашему строителю, но у обоих есть преимущества.

Есть две распространенные разновидности теплового насоса, которые вы можете приобрести:

Воздушный тепловой насос – согревает ваш дом, перемещая воздух из одного места в другое.