Гидравлический расчет системы отопления частного дома онлайн: примеры и формулы

Проживание в большинстве регионов страны вынуждает заботиться о качественном, надежном и эффективном отоплении собственного жилья. Традиционно для многоквартирных домов применяется централизованное отопление, однако, в последнее время популярными стали автономные системы, которые предусматривают монтаж всех элементов замкнутого контура от котла до радиаторов в пределах одной квартиры.

Частные дома не имеют подвода централизованного топления, поэтому в них установка независимой отопительной системы является неотъемлемым атрибутом жилья. И для автономных систем в квартирах, и для частного сектора требуется грамотный гидравлический расчет системы отопления. Такой подход обеспечит разумный баланс в использовании материалов и получении необходимого результата в виде достаточной температуры в помещении.

Чтобы правильно провести гидравлический расчёт системы отопления, понадобится разобраться в основных терминах.

Это обеспечит понимание происходящих внутри системы процессов. Например, повышение скорости теплоносителя способно привести к параллельному увеличению в трубопроводе гидросопротивления.

Когда повышается расход теплоносителя, учитывая трубопровод установленного диаметра, повысится скорость прохождения теплоносителя, а возрастет гидросопротивление. С увеличением трубопровода скорость движения в нем воды понижается, равно как и давление в результате трения.

Принцип работы системы с естественной циркуляцией

В большинстве традиционных отопительных систем, для которых принято проводить гидравлический расчет отопления, присутствуют следующие обязательные элементы:

• источник тепловой энергии;
• магистральный трубопровод;
• гидравлическая арматура, как запорная, так и регулировочная;
• отопительные приборы в виде радиаторов.

Каждый из элементов имеет свои гидравлические характеристики, которые принимаются в виде входных данных для гидравлического расчета системы отопления через онлайн калькулятор.

Помогают получить практические данные и номограммы от производителей. В некоторых из них указываются понижение давления в трубах, из расчета на 1 м длины. Здесь видна взаимосвязь физических характеристик от гидравлических значений.

Почему необходимо делать расчет

Современные системы отопления в большинстве случаев применяют новые технологии и материалы, для которых производители предусмотрели режимы работы с большей эффективностью. Также современные системы способны осуществлять температурный контроль практически на любом этапе и в любой области контуров.

ВИДЕО: Гидравлический расчёт системы отопления в программе VALTEC.PRG

Использование усовершенствованной системы обеспечит пониженное энергопотребление отопления. Такой подход позволит повысить экономичность ее использования. Желательно для расчетов и монтажа задействовать более опытных помощников, помогающих учесть многие нюансы:

• равномерное распределение нагретого теплоносителя между элементами возможно только при правильном монтаже с соблюдением физических законов термодинамики;
• понижение сопротивления во время перемещения жидкости приводит к минимизации эксплуатационных затрат;
• повышение диаметра магистральных труб влечет за собой удорожание системы;
• кроме надежности и безопасности, необходимо обеспечить бесшумность, которая зависит от правильности монтажа.

Результатом гидравлического расчета системы отопления, пример расчета будет дальше, станет получение следующих значений:

• значение диаметра труб, которые должны использоваться на том или ином участке системы отопления;
• гидроустойчивость на разных участках системы;
• разновидность гидравлической связки всех точек;
• параметр давления и расхода горячей воды в системе.

Разбираем пример

Контур предположительно состоит из десяти радиаторов, имеющих мощность по 1 кВт. Расчетный отрезок будет представлен в виде трубы, располагающейся между радиатором и источником тепла (котлом). Подразумевается, что на участке присутствует труба одинакового диаметра.

На первом этапе проводится расчет перемещения 10 кВт тепловой энергии, а во второй ситуации в расчет будет включено уже 9 кВт, чтобы обеспечить постепенное уменьшение значения. Гидросопротивление принято рассчитывать как для подачи, так и для обратки.

Базовую формулу для вычисления в однотрубной схеме для расчетного участка на расход теплоносителя принято брать следующую:

Rуч=(3.6*Tуч)/(w*(th-tc))

в которой присутствуют следующие значения:

• T_уч – значение в ваттах тепловой нагрузки участка;
• w – константа, обозначающая удельную теплоемкость воды;
• t_h – температурное значение разогретого теплоносителя в подающей трубе;
• t_c – температурное значение остывшего теплоносителя в обратной трубе.

Автоматизировать процесс помогают различные программы для расчета системы отопления, скачать бесплатно их можно на многих сайтах.

Значения скорости воды и потери давления на трение

Место размещения трубопровода	Скорость воды, м/с	Потери давления, Па/м
Внутри помещений (стояки, радиаторы, отопительные приборы)	0,4-0,7	50-110
Внутри жилых строений (подвалы, распределительные трубопроводы)	0,9-1,7	110-210
Внутри производственных и промышленных комплексов	1,1-2,2	110-260

Для расчетов понадобятся также следующие данные:

• подходящие по типажу отопительные приборы, габариты которых желательно прорисовать на подготовленном плане;
• проводится подбор труб, их тип и диаметр;
• тепловой баланс в комнатах, подготовленных для монтажа в них отопления;
• осуществляется подбор запорной арматуры, при этом необходимо проработать позиции всех составных элементов, как вентилей, так и расположение кола;
• план расположения должен быть прорисован в точном масштабе, с указанием длин, нагрузок на каждый участок;
• на плане необходимо будет выявить замкнутый контур.

Значение перепадов давления

Расчет перепадов давления также относится к приоритетному вопросу во время монтажа отопления. На перепады влияют наличие следующих факторов:

• клапаны разделительные или перепускные;
• значение диаметров труб на отдельных участках;
• величина гидравлической стойки и балансовый клапан;
• регулировочные клапаны, смонтированные на стояках и подводках.

Схема отопления должна содержать расчетную тепловую нагрузку для каждого из отопительных приборов. При монтаже более, чем одного потребителя, понадобится поделить общую нагрузку между всеми элементами.

ВИДЕО: Практический урок гидравлического расчета системы отопления

Расчет системы отопления – давление, емкость, сопротивление, кпд, программа для расчета

Расчет системы отопления

Рассмотрим подробный расчет системы отопления частного дома. В нем представлена информация обо всех источниках тепла – как основных, так и вспомогательных, описаны все особенности монтажа.

Нередко еще на начальном этапе строительства частного дома возникает вопрос, касающийся системы отопления. Ведь правильно подобранное оборудование и выполненный монтаж позволят вам на протяжении многих лет наслаждаться теплом и уютом в собственном доме, получая высокий кпд системы отопления. Однако для создания такой качественной системы необходимо провести тщательный предварительный расчет системы отопления.

На сегодняшний день большинство владельцев частных домов, планируя отопительную систему, останавливают свой выбор на водяном отоплении. Рассмотрим, как же правильно производится расчет для нее.

• Современные отопительные элементы
• Что следует учитывать при планировании отопления
• Расчет отопительной системы
• Двухтрубная отопительная система
• Вертикальная отопительная система
• Однотрубная отопительная система

Современные отопительные элементы

Крайне редко можно сегодня увидеть дом, в котором отопление выполняется исключительно воздушными источниками. К ним можно отнести электрические отопительные приборы: тепловентиляторы, радиаторы, УФО, тепловые пушки, электрические камины, печи. Рациональнее всего использовать их в качестве вспомогательных элементов при стабильно работающей основной отопительной системе. Причина их «второстепенности» — достаточно высокая себестоимость электроэнергии.

Основные элементы системы отопления

При планировании отопительной системы любого типа важно знать, что есть общепринятые рекомендации, касающиеся удельной мощности используемого нагревательного котла. В частности, для северных регионов страны она составляет примерно 1,5 – 2,0 кВт, в центральных — 1,2 – 1,5 кВт, в южных — 0,7 – 0,9 кВт.

При этом перед тем, как рассчитать систему отопления, для вычисления оптимальной мощности котла следует воспользоваться формулой:

W кот. = S*W / 10.

Расчет системы отопления зданий, а именно – мощности котла – важный этап при планировании создания отопительной системы. При этом важно обратить особенное внимание на следующие параметры:

• суммарная площадь всех помещений, которые будут подключены к отопительной системе – S;
• рекомендованная удельная мощность котла (параметр, зависящий от региона).

Для того чтобы максимально упростить расчет системы отопления онлайн, в некоторых случаях в качестве рекомендованной мощности котла можно брать 1.

Допустим, что необходимо рассчитать емкость системы отопления  и мощность котла для дома, в котором суммарная площадь помещений, которые необходимо отапливать S = 100 м². При этом возьмем рекомендованную удельную мощность для центральных регионов страны и подставим данные в формулу. Получим:

W кот. = 100*1,2/10=12 кВт.

Что следует учитывать при планировании отопления

Подбирая наиболее подходящий тип отопительной системы, непременно следует учитывать площадь дома. Это важно, поскольку, например, однотрубная система с естественной циркуляцией прекрасно себя показывает только в домах, площадь которых не превышает 100 м². А вот в доме, площадь которого значительно больше, она функционировать не сможет по причине довольно большой инертности.

Система отопления частного дома

Таким образом, предварительный расчет давления в системе отопления и планирование отопительной системы необходимы для того чтобы найти и спроектировать систему, использование которой в доме будет наиболее эффективным. На стадии предварительного планирования необходимо постараться учесть все особенности архитектуры строения. В частности, если здание достаточно большое и, соответственно, – площадь помещений, которые подлежат отапливанию, тоже большая, наиболее целесообразным является внедрение отопительной системы с насосом, который будет осуществлять циркуляцию теплоносителя.

При выборе места для установки циркуляционного насоса важно помнить одну особенность – при постоянном контакте с горячим теплоносителем отдельные элементы насоса значительно быстрее выходят из строя.

То есть, для более длительной работы оборудования такого типа его следует устанавливать на контур обрата, по которому уже остывший теплоноситель возвращается для повторного нагрева к котлу.

Система отопления с циркуляционным насосом

При этом есть определенные параметры, которым должен соответствовать  циркуляционный насос:

• продолжительный срок эксплуатации;
• низкий уровень энергопотребления;
• высокая мощность;
• надежность;
• простота эксплуатации;
• бесшумность и отсутствие вибрации во время работы.

Расчет отопительной системы

При планировании отопительной системы для частного дома наиболее сложным и ответственным этапом является проведение гидравлических расчетов – нужно определить сопротивление системы отопления.

Тем, кто никогда прежде не сталкивался с подобным, не рекомендуется производить объем системы отопления расчет самостоятельно. Гораздо лучше – обратится к специалистам, которые выполнят данную работу максимально качественно и быстро.

Ведь, берясь самостоятельно как рассчитать объем системы отопления, так и далее планировать систему, мало кто знает, что предварительно необходимо произвести некоторые графически-проектные работы. В частности, следует определить и отобразить на плане отопительной системы такие параметры:

• тепловой баланс помещений, в которых будут расположены отопительные приборы;
• тип наиболее подходящих отопительных приборов и теплообменных поверхностей, указать их на предварительном плане отопительной системы;
• наиболее подходящий тип отопительной системы, подобрать наиболее подходящую конфигурацию. Также следует создать подробную схему расположения нагревательного котла, трубопровода.
• выбрать тип трубопровода, определить необходимые для качественной работы дополнительные элементы (вентили, клапаны, датчики). Указать на предварительной схеме системы их расположение.
• создать полную аксонометричную схему. В ней следует указать номера участков, их продолжительность и уровень тепловой нагрузки.
• спланировать и отобразить на схеме основной отопительный контур. При этом важно учесть максимальный расход теплоносителя.

Принципиальная схема отопления

Двухтрубная отопительная система

Для любой отопительной системы расчетным участком трубопровода является тот сегмент, диаметр на котором не изменяется и где происходит стабильный расход теплоносителя. Последний параметр вычисляется из теплового баланса помещения.

Для расчета двухтрубной системы отопления следует провести предварительную нумерацию участков. Начинается она с нагревательного элемента (котла). Все узловые точки подающей магистрали, в которых происходит разветвление системы, необходимо отмечать заглавными буквами.

Двухтрубная отопительная система

Соответственные узлы, расположенные на сборных магистральных трубопроводах, следует обозначать черточками. Места ответвления  приборных веток (на узловом стояке) чаще всего обозначаются арабскими цифрами. Эти обозначения соответствуют номеру этажа (в случае, если внедрена горизонтальная отопительная система) или номеру стояка (вертикальная система). При этом в месте соединения потока теплоносителя данный номер обозначается дополнительным штрихом.

Для максимально качественного выполнения работы следует нумеровать каждый участок. При этом важно учитывать, что номер должен  состоять из двух значений – начала и конца участка.

Вертикальная отопительная система

При разработке предварительной план-схемы вертикальной отопительной системы для нумерации стояков следует использовать арабские цифры. При этом начало нумерации следует проводить от квартиры, которая на схеме изображена в верхнем левом углу, и постепенно перемещаться по часовой стрелке. Предварительный план со строгим соблюдением масштабности позволяет определить продолжительность отдельного участка отопительной системы с точностью до 0,1 м.

Вертикальная отопительная система

При планировании отопительной системы дома особое внимание программа для расчета системы отопления должна уделить определению тепловой нагрузки участков. Для этого следует вычислить плотность теплового потока, который отдается теплоносителем. При этом изначально выясняется уровень распределения тепловой нагрузки для всех отопительных элементов, присутствующих в сети, а уже после этого определяют и тепловую нагрузку отдельных участков системы.

При отображении тепловой нагрузки участка (Q_i-j) на плане ее показывают над выносной линией. А под этой чертой обозначена продолжительность данного отрезка системы.

Однотрубная отопительная система

Пример расчета системы отопления, выполняемый при планировании однотрубной системы, является несколько более простым по сравнению с системой двухтрубной. Прежде всего, он содержит меньше особенностей, которые проявляются при определении необходимой для качественного отопления площади поверхности нагревательного элемента. Кроме того, в такой системе возникает сравнительно меньше сложностей при определении продолжительности и диаметра участков замыкающих.

Первым этапом расчетов для однотрубной отопительной системы является определение наиболее подходящего диаметра стояков.

При этом важным фактором является уровень давления в трубе. С другой стороны, расчеты можно производить и несколько по-иному – изначально определить диаметры трубы, используемой для основного контура, и только после этого – для замыкающих сегментов системы. При этом важно отобразить результаты исследований на графике – ведь в его помощью в дальнейшем будет производиться расчет коэффициента затекания.

Следует помнить, что количество воды, циркулирующей в системе, может изменяться под количеством многочисленных факторов. По этому, не следует относиться к количеству воды в системе, как к постоянной величине.

Расчет системы отопления частного дома: формулы и примеры

Отопление частного дома необходимый элемент комфортного жилья. Согласитесь, что к обустройству отопительного комплекса нужно подходить внимательно, так как ошибки дорого обходятся. Но вы никогда не делали таких расчетов и не умеете их правильно выполнять?

Мы Вам поможем – в нашей статье мы подробно рассмотрим, как делается расчет системы отопления частного дома, чтобы эффективно компенсировать теплопотери в зимние месяцы.

Приводим конкретные примеры, дополняя материал статьи наглядными фото и полезными видео-советами, а также соответствующими таблицами с необходимыми для расчетов показателями и коэффициентами.

Содержание статьи:

• Теплопотери частного дома
  • Расчет теплопотерь через стены
  • Учет влияния вентиляции частного дома
  • Энергозатраты на приготовление ГВС
• мощность котла
• Выбор радиаторов
• Выводы и полезное видео по теме

Теплопотери частного дома

Здание теряет тепло из-за разницы температур воздуха внутри и снаружи дома. Теплопотери тем выше, чем значительнее площадь ограждающих конструкций (окна, кровля, стены, фундамент).

Также связаны с материалами ограждающих конструкций и их размерами. Например, теплопотери тонких стенок больше, чем толстых.

Фотогалерея

Фото

Основной целью расчета отопления является грамотный выбор теплового узла, способного компенсировать потери тепла в холодное время года

Подобрать оборудование требуемой мощности, потери тепла составляют суммируется по ограждающим конструкциям

В расчетах учтены потери тепла через незакрепленные оконные и дверные створки, а также энергия, необходимая для нагрева поступающего снаружи воздуха

Для помещений с организованной механической вентиляцией, которая смешивает приточно-вытяжную воздушную массу с улицы, учитывается потребность в энергозатратах на его обогрев

Если планируется использовать двухконтурный котел в качестве основного агрегата для отопления и подогрев воды для системы горячего водоснабжения, в расчетах учитывается необходимая для данной задачи энергия

Правильно выполненные расчеты обязательно учитывают вид топлива и его энергоэффективность

Все расчеты корректируются применительно к способу устройства отопительных контуров, при скрытой установке системы необходимо учитывать обогрев строительных конструкций

При расчете для открытых отопительных контуров, непосредственно сообщающихся с атмосферой через открытую расширительный бак, необходимо учитывать потери энергии при охлаждении теплоносителя

Система отопления частного дома с двумя агрегатами

Вариант отопления в срубе

Утечки воздуха и тепла через окна и двери

Система приточной вентиляции

Схема контуров ГВС и отопления

Выбор котла по виду топлива

Варианты прокладки контуров отопления

Вариант наружного отопления

Эффективен для частного дома обязательно учитывать материалы, используемые при возведении ограждающих конструкций.

Например, при равной толщине стены из дерева и кирпича тепло осуществляется с разной интенсивностью – теплопотери через деревянные конструкции идут медленнее. Одни материалы лучше пропускают тепло (металл, кирпич, бетон), другие хуже (дерево, минеральная вата, пенополистирол).

Атмосфера внутри жилого дома косвенно связана с внешней воздушной средой. Стены, оконные и дверные проемы, крыша и фундамент зимой отдают тепло от дома наружу, отдавая взамен холод. На их долю приходится 70-90% общих теплопотерь коттеджа.

Стены, крыша, окна и двери – зимой все пропускает тепло. Тепловизор четко показывает утечки тепла

Постоянная утечка тепловой энергии в отопительный сезон также происходит через вентиляцию и канализацию.

При расчете теплопотерь индивидуального домостроения эти данные обычно не учитывают. А вот включение потерь тепла через канализационную и вентиляционную системы в общий тепловой расчет дома – все же правильное решение.

Значительно устроенная система теплоизоляции позволяет значительно снизить теплопотери, проходящие через строительные конструкции, дверные/оконные проемы

Расчет автономной схемы отопления загородного дома невозможен без оценки теплопотерь его ограждающих конструкций. Точнее, не получится достаточно, чтобы обогреть дачу в самые сильные морозы.

Анализ фактического потребления тепловой энергии через стены позволит сопоставить затраты на котельное оборудование и топливо с затратами на теплоизоляцию ограждающих конструкций.

Ведь чем энергоэффективнее дом, т.е. чем меньше тепла он теряет в зимние месяцы, тем меньше затраты на приобретение топлива.

Для грамотного расчета системы отопления вам потребуются обычные строительные материалы.

Таблица значений коэффициента теплопроводности различных строительных материалов, наиболее часто используемых в

Расчет теплопотерь через стены

На примере условного двухэтажного коттеджа рассчитаем теплопотери через его стеновые конструкции.

Исходные данные:

• квадратная «коробка» с передними стенками шириной 12 м и высотой 7 м;
• в стенах 16 проемов, площадь каждого 2,5 м ² ;
• материал фасадных стен – полнотелый керамический кирпич;
• толщина стенки – 2 кирпича.

Далее рассчитаем группу показателей, из которых складывается общая величина теплопотерь через стены.

Сопротивление теплопередаче

Чтобы узнать показатель сопротивления теплопередаче фасадной стены, необходимо толщину материала стены разделить на его коэффициент теплопроводности.

Для ряда конструкционных материалов данные по коэффициенту теплопроводности представлены на изображениях выше и ниже.

Для точных расчетов потребуется коэффициент теплопроводности, указанный в таблице теплоизоляционных материалов, используемых в строительстве.

Наша условная стена сложена из полнотелого керамического кирпича, теплопроводность которого составляет 0,56 Вт/м ^о С. Ее толщина с учетом кладки на ЦРП составляет 0,51 м. Разделив толщину стены на коэффициент теплопроводности кирпича, получим сопротивление теплопередаче стены:

0,51:0,56 = 0,91 Вт/м ^{2 × о} С

Результат деления округляем до двух знаков после запятой ; нет необходимости в более точных данных по сопротивлению теплопередаче.

Площадь наружных стен

Поскольку в качестве примера было выбрано квадратное здание, площадь его стен определяется путем умножения ширины на высоту одной стены, затем на количество наружных стен:

12 · 7·4 = 336 м ²

Итак, мы знаем площади фасадных стен. А вот оконные и дверные проемы, занимающие вместе 40 м2 (2,5 · 16 = 40 м ² ) фасадной стены, надо ли их учитывать?

Действительно, как правильно рассчитать без учета сопротивления теплопередаче оконных и дверных конструкций.

Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, применяемых для утепления несущих стен

При необходимости расчета теплопотерь здания большой площади или теплого дома (энергоэффективного) – да, с учетом коэффициенты теплопередачи оконных рам и входных дверей будут правильными при расчете.

Однако для малоэтажных зданий ИЖС, построенных из традиционных материалов, дверными и оконными проемами можно пренебречь. Те. Не отнимайте их площадь от общей площади фасадных стен.

Общие теплопотери стены

Теплопотери стены определяем с одного ее квадратного метра при разнице температур воздуха внутри и снаружи дома в один градус.

Для этого разделите единицу на сопротивление теплопередаче стены, рассчитанное ранее:

1:0,91 = 1,09 Вт/м ² · ^о С

Зная теплопотери на квадратный метр периметра наружных стен можно определить теплопотери при определенных уличных температурах.

Например, если температура на даче +20 ^о С, а на улице -17 ^о С, разница температур составит 20 + 17 = 37 ^о С. В этой ситуации общие теплопотери стен нашего условного дома составят:

0,91 · 336 · 37 = 11313 Вт ,

Где: 0,91 – сопротивление теплопередаче на квадратный метр стены; 336 – площадь передних стенок; 37 – разница температур между внутренней и наружной атмосферой.

Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов, применяемых для утепления пола/стен, для сухой стяжки пола и выравнивания стен

Полученные потери тепла пересчитываем в киловатт-часы, они более удобны для восприятия и последующих расчетов мощности Отопительная система.

Теплопотери стен в киловатт-часах

Сначала выясним, сколько тепловой энергии пройдет через стены за один час при разнице температур 37 ^около С.

Напоминаем, что расчет ведется для дома с конструктивными характеристиками, условно выбранными для показательно-показательных расчетов:

113131: 1000 = 11,313 кВтч ,

Где: 11313 – сумма теплопотерь, полученная ранее ; 1 час; 1000 – это количество ватт на киловатт.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов, применяемых для утепления стен и полов

Для расчета тепловых потерь в сутки полученные тепловые потери в час умножают на 24 часа:

11,31324 = 271,512 кВтч

Для наглядности находим потери тепловой энергии за полный отопительный сезон:

7 · 30 · 271,512 = 57017,52 – 0 кВтч , где месяцев в отопительный сезон; 30 – количество дней в месяце; 271 512 – суточные теплопотери стен.

Итак, расчетные теплопотери дома с указанными выше характеристиками ограждающих конструкций составят 57017,52 кВтч за семь месяцев отопительного сезона.

С учетом влияния вентиляции частного дома

В качестве примера рассчитаем вентиляционные теплопотери за отопительный сезон для условного коттеджа квадратной формы, со стеной шириной 12 метров и высотой 7 метров.

Без учета мебели и внутренних стен внутренний объем атмосферы в этом здании составит:

12 · 12 · 7 = 1008 м ³

отопительного сезона) его плотность 1,2047 кг/м ³ и удельной теплоемкостью 1,005 кДж/( ^{кг о} С).

Рассчитываем массу атмосферы в доме:

10081,2047 = 1214,34 кг ,

Где: 1008 – объем домашней атмосферы; 1.2047 – плотность воздуха при t +20 ^о С.

Таблица со значением коэффициента теплопроводности материалов, которая может потребоваться для точных расчетов

Допустим пятикратное изменение объема воздуха в помещениях дома. Учтите, что точный приток свежего воздуха зависит от количества проживающих в коттедже.

При средней разнице температур между домом и улицей в отопительный сезон, равной 27 ^о С (20 ^о С дома, -7 ^о С наружной атмосферы) в сутки для обогрева подвода холодного воздуха нужна тепловая энергия:

5,271214,34-1,005 = 164755,58 кДж ,

Где: 5 – количество воздухообменов в помещении; 27 – разница температур внутренней и наружной атмосферы; 1214.34 – плотность воздуха при t +20 ^о С; 1,005 – удельная теплоемкость воздуха.

Переводим килоджоули в киловатт-часы, разделив значение на количество килоджоулей в одном киловатт-часе (3600):

164755,58:3600 = 45,76 кВтч

Выяснив затраты в воздухе тепловой энергии на обогрев дома при его пятикратной замене через приточную вентиляцию, можно рассчитать «воздушные» теплопотери за семимесячный отопительный сезон:

7 · 30 · 45,76 = 9609,6 кВтч ,

Где: 7 – количество «отапливаемых» месяцев; 30 – среднее количество дней в месяце; 45,76 – суточные затраты тепловой энергии на подогрев приточного воздуха.

Энергозатраты на вентиляцию (инфильтрацию) неизбежны, так как обновление воздуха в коттедже жизненно необходимо.

Потребность в отоплении заменяемой воздушной атмосферы в доме необходимо рассчитать, просуммировать с потерями тепла через ограждающие конструкции и учесть при выборе отопительного котла. Существует еще один вид потребления тепловой энергии, последний – потери тепла канализацией.

Энергозатраты на приготовление ГВС

Если в теплое время года из крана в коттедж течет холодная вода, то в отопительный сезон она ледяная, с температурой не выше +5 ^о С. Купание, мытье посуды и стирка невозможна без подогрева воды.

Вода, набранная в унитаз, контактирует с домашней атмосферой через стены, забирая немного тепла. Что происходит с водой, нагретой за счет сжигания безвозмездного топлива и потраченной на бытовые нужды? Его сливают в канализацию.

Котел двухконтурный с бойлером косвенного нагрева, используемый как для нагрева теплоносителя, так и для подачи горячей воды в построенный для него контур

Рассмотрим пример. Предполагается, что семья из трех человек ежемесячно расходует 17 м ³ воды. 1000 кг/м ³ – плотность воды, а 4,183 кДж/кг ^о Кл – ее удельная теплоемкость.

Средняя температура отопительной воды, предназначенной для хозяйственно-бытовых нужд, пусть будет +40 ^о С. Соответственно, разница средней температуры между холодной водой, поступающей в дом (+5 ^о С) и нагретой в котле (+30 ^о С) получается 25 ^о С.

Для расчета теплопотерь канализации принимаем:

17 · 1000 · 25 · 4,183 = 1777775 кДж ,

Где: 17 – месячный объем водопотребления; 1000 — плотность воды; 25 – разница температур холодной и нагретой воды; 4,183 – удельная теплоемкость воды;

Чтобы перевести килоджоули в более понятные киловатт-часы:

1777775:3600 = 493,82 кВтч

Таким образом, за семимесячный период отопительного сезона в канализацию уходит тепловой энергии в количестве:

493,827 = 3456,74 кВтч

подогрев воды на гигиенические нужды невелик, по сравнению с потерями тепла через стены и вентиляцию. Но это еще и энергозатраты, нагружающие котел или бойлер и вызывающие расход топлива.

Расчет мощности котла

Котел в системе отопления предназначен для компенсации теплопотерь здания. А также, в случае или при оснащении котла бойлером косвенного нагрева, для нагрева воды на гигиенические нужды.

Рассчитывая суточные теплопотери и расход теплой воды «на канализацию», можно точно определить необходимую мощность котла для коттеджа определенной площади и характеристики ограждающих конструкций.

Одноконтурный котел производит только теплоноситель для системы отопления

Для определения мощности котла отопления необходимо рассчитать затраты тепловой энергии дома через фасадные стены и нагрев сменной воздушной атмосферы внутренних помещений.

Необходимы данные о тепловых потерях в киловатт-часах в сутки – в случае условного дома, рассчитанные для примера, это:

271,512 + 45,76 = 317,272 кВтч ,

Где: 271 512 – суточные теплопотери по наружным стенам; 45,76 – суточные тепловые потери на подогрев приточного воздуха.

Соответственно, необходимая теплопроизводительность котла составит:

317,272:24 (часа) = 13,22 кВт

Однако такой котел будет находиться под постоянно высокой нагрузкой, что сокращает срок его службы. А в особо морозные дни номинальной мощности котла будет недостаточно, так как при большой разнице температур внутренней и наружной атмосферы резко возрастут теплопотери здания.

поэтому по среднему расчету стоимость тепловой энергии не стоит – может не справиться с сильными морозами.

Рационально будет увеличить требуемую мощность котельного оборудования на 20%:

13,22,2 + 13,22 = 15,86 кВт

Рассчитать требуемую мощность второго контура котла, нагрев воды для мытья посуды , баня и т. д., необходимо месячный расход теплоты «канализационных» теплопотерь разделить на количество дней в месяце и на 24 часа:

493,82:30:24 = 0,68 кВт

Согласно По результатам расчета оптимальная мощность котла для примера коттеджа составляет 15,86 кВт для отопительного контура и 0,68 кВт для отопительного контура.

Выбор радиаторов

Традиционно рекомендуется выбирать площадь отапливаемого помещения, с завышением потребности в мощности на 15-20%, на всякий случай.

В качестве примера рассмотрим, насколько корректна методика выбора радиатора «10 м2 площади – 1,2 кВт».

Тепловая мощность радиаторов зависит от способа их подключения, что необходимо учитывать при расчете системы отопления

Исходные данные: угловая комната на первом уровне двухэтажного дома ИЖС; наружная стена из двухрядной кладки из керамического кирпича; ширина помещения 3 м, длина 4 м, высота потолков 3 м.

По упрощенной схеме подбора предлагается рассчитать площадь помещения, считаем:

3 (ширина) · 4 (длина) = 12 м ²

Т.е. необходимая мощность радиатора отопления с надбавкой 20% составляет 14,4 кВт. Теперь рассчитаем мощностные параметры радиатора отопления исходя из теплопотерь помещения.

На самом деле площадь помещения меньше влияет на потери тепловой энергии, чем площадь его стен, выходящих на одну сторону здания (фасад).

Поэтому будем считать именно площадь имеющихся в помещении «уличных» стен:

3 (ширина) · 3 (высота) + 4 (длина) · 3 (высота) = 21 м ²

Зная площадь стен, отдающих тепло «на улицу», рассчитываем теплопотери при разнице комнатной и уличной температуры 30 ^о (в доме +18 ^о С, на улице -12 ^о С), и сразу в киловатт-часах:

0,91 · 21 · 30: ​​1000 = 0,57 кВт ,

Где: 0,91 – сопротивление теплопередаче м2 стен помещения, выходящих «на улицу»; 21 — площадь «уличных» стен; 30 – разница температур внутри и снаружи дома; 1000 – это количество ватт на киловатт.

Согласно строительным нормам отопительные приборы располагают в местах максимальных теплопотерь. Например, радиаторы устанавливаются под оконными проемами, тепловые пушки – над входом в дом. В угловых комнатах батареи устанавливают на глухие стены, подверженные максимальному ветровому воздействию.

Получается, что для компенсации теплопотерь через фасадные стены данной конструкции при 30 ^о разнице температур в доме и на улице достаточно отопления мощностью 0,57 кВтч. Увеличиваем требуемую мощность на 20, даже на 30% — получаем 0,74 кВтч.

Таким образом, реальная потребность в мощности отопления может быть значительно ниже торговой схемы «1,2 кВт на квадратный метр жилой площади».

Более того, правильный расчет требуемой мощности радиаторов отопления позволит уменьшить объем, что снизит нагрузку на котел и расходы на топливо.

Выводы и полезное видео по теме

Куда уходит тепло из дома – в видео даны ответы:

В видео рассмотрен порядок расчета теплопотерь дома через ограждающие конструкции. Зная тепловых потерь можно будет точно рассчитать мощность системы отопления:

Подробное видео о принципах подбора мощностных характеристик котла отопления смотрите ниже:

Ежегодно растет производство тепла – растут цены на топливо. И тепла постоянно не хватает. Нельзя быть равнодушным к энергопотреблению коттеджа – это совершенно невыгодно.

С одной стороны, каждый новый отопительный сезон обходится домовладельцу все дороже и дороже. С другой стороны, утепление стен, фундамента и дачной кровли стоит хороших денег. Однако чем меньше тепла уходит из здания, тем дешевле обойдется его отопление. .

Сохранение тепла в помещениях дома – основная задача системы отопления в зимние месяцы. Выбор мощности котла отопления зависит от состояния дома и от качества утепления его ограждающих конструкций. Принцип «киловатт на 10 квадратов площади» работает в коттедже среднего состояния фасадов, кровли и фундамента.

Вы самостоятельно рассчитали систему отопления своего дома? Или вы заметили несоответствие в расчетах, приведенных в статье? Поделитесь своим практическим опытом или объемом теоретических знаний, оставив комментарий в блоке под этой статьей.

Какой размер блока HVAC мне нужен?

ОВКВ | 4 января 2022 г.

Перед покупкой системы HVAC важно знать правильный размер кондиционера или системы отопления для вашего дома. Распространенной ошибкой домовладельцев является покупка кондиционера неправильного размера, иногда слишком большого для их дома. Это приводит к тому, что домовладелец тратит больше денег на энергию и эксплуатационные расходы, чем необходимо.

Наиболее эффективный способ определения производительности системы HVAC будет зависеть от того, какой тип нагрева или охлаждения вы предпочитаете.

Когда речь идет об оборудовании HVAC, больше не всегда значит лучше. Вы увидите наилучшие результаты, самый долгий срок службы и наибольшую энергоэффективность от системы, выбранной на основе правильного размера кондиционера для квадратных метров, которые вы хотите охладить и обогреть.

Чтобы помочь вам определить, что лучше всего подходит для вашего дома и бюджета, вот лишь несколько факторов, которые вы должны учитывать при принятии решения о замене ОВКВ.

Итак, какой размер блока HVAC нужен зданию или дому?

Чтобы определить, какой размер блока HVAC лучше всего подходит для вашего дома, важно знать, какой тип системы отопления или охлаждения у вас установлен в настоящее время. Если вы не можете определить, какая у вас текущая система HVAC, то вот несколько общих рекомендаций о том, какой размер блока чаще всего используется для какого типа отопления или охлаждения.

• Для домов с принудительным воздушным отоплением чаще всего достаточно 5-тонного агрегата.
• Для домов с газовым отоплением потребуется так называемый «тепловой насос», который может нагревать и охлаждать, поэтому размер необходимого вам блока будет определяться тем, какой тип системы отопления или охлаждения вы предпочитаете.
• Для большинства домов с электрическим отоплением потребуется так называемый 3-тонный агрегат.
• Если в вашем доме нет принудительной подачи воздуха для отопления, размер необходимого агрегата будет определяться наибольшей тепловой нагрузкой в ​​БТЕ (Британская тепловая единица) для вашего дома.
• Если у вас нет какой-либо системы охлаждения, то размер блока переменного тока, который мне следует установить, будет зависеть от того, какой тип или комнаты нуждаются в охлаждении. Общее эмпирическое правило заключается в том, какой размер блока для установки будет рекомендован производителем вашей существующей системы, если вы не можете определить, какой тип или система охлаждения у вас есть в настоящее время.

Часто на наружном компрессоре имеется наклейка с информацией о типоразмере агрегата. На этой наклейке есть вся необходимая информация, необходимая для определения того, какой размер системы используется в настоящее время.

Если вы не можете найти это, вы можете проверить, какой тип управления используется для охлаждения или обогрева вашего дома, проверив, какой тип термостата используется, поскольку это покажет, какой тип электрической системы используется в настоящее время.

Кроме того, вы также можете проверить, какой размер системы установил ваш домашний строитель. Просто позвоните своему застройщику и узнайте, какой размер систем охлаждения или обогрева использовался для вашей новой постройки. Другой вариант — связаться с местным подрядчиком по ОВКВ и попросить его осмотреть ваш дом и узнать, какой тип системы охлаждения или отопления установлен в настоящее время.

Расчет центрального кондиционера нужного размера

После того, как вы определили, какой размер блока ОВКВ установлен в настоящее время, вам будет легче определить, какой размер системы вам следует установить, чтобы не покупать слишком большой блок и не терять энергосбережение.

Имейте в виду, что если ваша существующая система HVAC больше, чем необходимо, размер системы, которую вы должны установить, будет соответствовать рекомендациям производителя вашего существующего устройства. Не имеет смысла покупать наружный блок, который слишком мал для того, что у вас есть в настоящее время.

Дома разных размеров требуют разных БТЕ

Когда вы выбираете, какой размер блока HVAC вам следует купить, самое важное – это размер вашего дома и желаемый диапазон температур, который вы хотите поддерживать в нем. Знание того, сколько БТЕ требуется для вашего дома, позволит вам принять наилучшее решение о том, какой размер системы HVAC вам следует приобрести.

BTU означает британские тепловые единицы. БТЕ — это то, что требуется для нагрева или охлаждения одного фунта воды на 1 градус по Фаренгейту.

Например, общая площадь вашего дома, включая все полы и потолки, определяет, какой размер и размер блока HVAC вам нужен. На каждые 500 БТЕ, необходимые для вашего дома, вам потребуется примерно одна тонна мощности для кондиционирования или обогрева (1 тонна = 12 000 БТЕ). Каждый градус выше или ниже установленной желаемой температуры требует еще 500 БТЕ для увеличения или уменьшения.

Размер имеет значение

Существует два типа систем ОВКВ: одноступенчатые и двухступенчатые. Одноступенчатые блоки — это то, что вам нужно для дома, если желаемая температура не превышает нормальную настройку в летнее или зимнее время.

Двухступенчатые блоки — это то, что вам следует приобрести, если бывают периоды, когда температура становится выше или ниже, чем позволяет ваша система HVAC того размера. Если вы живете в районе, где температуры достигают экстремальных значений, вам необходимо добавить это в расчет жилой нагрузки.

Ручной расчет J

Ручной расчет J — это то, что специалисты отрасли HVAC используют для расчета необходимого блока. Метод ручного определения размера J включает в себя измерение кубических футов в вашем доме, выяснение того, какая изоляция чердака у вас внутри (R-11, R-13 и т. д.) и какой у вас конкретный климат там, где вы живете. Вот шаги, которые вы должны предпринять, чтобы понять, какой размер Manual J идеально подходит для вашего дома:

1. Измерьте температуру наружного воздуха в том месте, где вы живете, и среднюю температуру внутри дома зимой.

2. Для вашего ручного расчета J необходимо знать, какая у вас изоляция, что включено в вашу изоляцию и в какой климатической зоне вы живете (жарко или холодно).

3. Посмотрите, какая у вас изоляция и какова средняя внутренняя температура в расчетной таблице Manual J, и выполните эти шаги, чтобы определить, какой размер блока вам нужен.

4. Запомните, какими функциями обладают устройства разного размера, чтобы вы могли выбрать идеальный вариант, отвечающий всем вашим потребностям.

Использование квадратных метров для определения необходимого размера системы HVAC

При определении того, какой размер системы HVAC необходим для вашего дома, важно получить точное представление о том, какова будет площадь вашего дома в квадратных футах. Руководство по отоплению в квадратных футах поможет убедиться, что вы покупаете достаточно большое устройство.

Площадь дома	Необходимое количество БТЕ
100 – 150	5000
150 – 250	6000
250 – 300	7000
300 – 350	8000
350 – 400	9000
400 – 450	10 000
450 – 500	12 000
500 – 700	14 000
700 – 1000	18 000
1000 – 1200	21 000
1 200 – 1 400	23 000
1 400 – 1 500	24 000
1 500 – 2 000	30 000
2 000 – 2 500	34 000

Существуют онлайн-калькуляторы, которые могут помочь вам определить, какой размер системы HVAC вам нужен, на основе того, что вы в них ввели.

Покупка системы HVAC, слишком большой или слишком маленькой для вашего дома

Один из самых важных моментов, на который следует обратить внимание, это размер системы HVAC, используемой в настоящее время в вашем доме. Как правило, наиболее экономично заменить существующую систему, особенно если она старая и неэффективная. Однако, если у вас новый дом, может быть наиболее рентабельным установить систему гораздо большего размера.

Какой размер блока HVAC вам нужен для вашего дома, также зависит от того, в какой климатической зоне он находится. Чем ближе вы к экватору, тем теплее будет круглый год. Если в вашем районе преобладают умеренные температуры, вам не нужен невероятно мощный блок для охлаждения вашего дома. Однако, если жара бывает часто и вы живете в районе экватора, ваше устройство должно быть в состоянии не отставать.

Какой размер блока HVAC вам нужен для вашего дома, также зависит от того, какое сейчас время года. Если сейчас зима и вы живете в зоне с холодным климатом, выбирайте систему, которая легко обогреет ваш дом без постоянного включения и выключения. Постарайтесь убедиться, что он будет достаточно мощным, чтобы обогреть ваш дом в самый холодный день в году. Однако в жаркие дни вам не нужна система, которая может охлаждать весь дом одновременно.

Существует множество других факторов, влияющих на размер блока HVAC, который вы должны приобрести для своего дома. Прежде чем решить, какую систему купить, рассчитайте, какой размер блока HVAC вам нужен, исходя из того, какое сейчас время года и в какой климатической зоне находится ваш дом. Также подумайте, какой размер системы он имеет в настоящее время, чтобы не тратить деньги или энергию на охлаждение обогреть сразу весь дом.

Какой размер системы ОВКВ выбрать?

Итак, какой размер блока HVAC вы должны выбрать для своего дома? Для одного блока HVAC какого размера важнее всего то, в какой области вашего дома он будет работать и какой температурный диапазон вы хотите использовать.

Для домов среднего размера площадью от 1500 до 3000 квадратных футов следует приобрести систему ОВКВ, которая называется трехтонной.