Особенности теплового расчета системы отопления для дома

Тепловой расчет – это стандартный документ необходимый при оборудовании отопления. Данный процесс включает несколько этапов расчетов. Но для начала потребуется определиться с разновидностью отопительной системы и ее характеристикой.

Особенности расчета системы отопления Схема отопления Ленинградка Электрическое отопление Система водяного отопления: ее преимущества и недостатки Циркуляционный насос (замена, ремонт, монтаж) для теплого пола Теплые полы в деревянном доме Что такое термостат для теплого пола Теплый пол Теплый пол: мощность

Обогрев дома включает несколько важных компонентов, обеспечивающих дом теплом.

Отопительная система представляет собой принудительную подачу тепла в дом или квартиру. При этом следует особое внимание уделить потерям тепла. Кроме этого потребуется определить количество батарей и труб для обогрева. Важно и правильно выбрать все конструктивные элементы системы.

Тепловой расчет – это стандартный документ, необходимый при оборудовании отопления

Содержание

Функции теплового расчета:

1. Получение информации о тепловых потерях, характеристиках котла и насосного оборудования;
2. Помогает сделать выбор радиаторов и определиться с их количеством;
3. Получение гидравлического расчета;
4. Определиться с количеством теплоносителя.

При выполнении теплового расчета у потребителя будет вся необходимая информация для практического оборудования системы отопления. Для начала потребуется собрать информацию о жилище. Затем проводят расчетные работы. Опираясь на полученные данные, закупают материалы.

Правильная формула расчета отопления: определение тепловой энергии

Для расчета тепловой энергии используется несколько формул. При самостоятельном расчете чаще всего применяют наиболее простой вариант. Простая формула расчета: Qт (кВт/час) = V*∆T*K/860.

Необходимые данные для формулы:

• Qт – расчет тепловой нагрузки;
• V – отапливаемая площадь квартиры;
• ∆T – разница температур внутри дома и снаружи;
• К – потери тепла;
• Показатели необходимо поделить на 860, чтобы перевести в кВт.

Собирая данные, потребуется провести дополнительные расчеты. Нужно отдельно рассчитать коэффициент тепловых потерь. Все зависит от конструкции здания и наличия утепления. Можно использовать стабильные данные для определенных разновидностей дома.

Неутепленные дома получают коэффициент 3-4. Для хорошо утепленных зданий данный параметр составляет меньше 1.

На разницу температур в целом влияет климат региона. За основу следует взять комфортную температуру проживания. Данные можно взять в строительных нормам.

Также отдельно потребуется рассчитать тепловые потери. На них влияют все особенности дома. Площадь дома необходимо умножить на коэффициенты теплопотерь отдельных его частей.

Точный гидравлический расчет отопления и его задачи

Гидравлический расчет нацелен на решение множества проблем. Потребуется соблюдать достаточно много требований. Определение диаметра труб зависит от определенных параметров.

Параметры определения диаметра труб:

• Скорость передвижения жидкости;
• Необходимый теплообмен.

При передвижении жидкости, она обязательно контактирует с внутренними стенками труб, из-за чего возникают потери скорости. Особенно это заметно на поворотах. Расчет гидравлики учитывает данные потери, чтобы знать о количестве необходимых компенсаторов.

Гидравлический расчет должен учитывать  длину трубопровода в зависимости от выбранной системы

Требуется знать общее количество требуемого теплоносителя для однотрубной или двухтрубной системы водяного отопления.

Гидравлический расчет учитывает также длину трубопровода в зависимости от выбранной системы. Так можно качественно сбалансировать ветки. Данная информация понадобится при эксплуатации системы и возникновении нестандартных ситуаций, когда потребуется перекрыть отдельную ветку.

Простой расчет отопления: определения количества радиаторов

Для расчета количества секций используется специальный калькулятор. Программа доказала свою эффективность. Так на 10 м2 потребуется 1 кВт энергии. Но при этом расчетное помещение не должно находиться на углу и иметь двойные стеклопакеты. Для определения количества секций нужно необходимую мощность разделить на теплоотдачу одного ребра.

Обязательно берут во внимание высоту потолков. Если данный показатель составляет выше 3,5 м, то потребуется добавить одну секцию. Также добавление отсеков проводят для угловых комнат.

При расчете потребуется взять запас тепловой мощности. Добавляют 10-20% к полученному показателю. Данный запас потребуется в случае сильных морозов.

Теплоотдачу одной секции радиаторов можно узнать в техническом паспорте устройства. На это влияет материал батарей. Так для алюминия и биметалла берут мощность одного отсека. Для чугунных приборов используется общая мощность радиатора.

Точный расчет системы отопления: требуемое количество секций

Простой расчет достаточно поверхностный и не учитывает множество факторов. В итоге данные получаются достаточно поверхностными. В одних помещениях в итоге будет холодно, а в других – жарко. Регулировка температурных показателей проводиться с помощью запорной арматуры, но лучше сразу сделать точный расчет, чтобы использовать нужное количество материала.

Точный расчет включает использование понижающих и повышающих коэффициентов тепла. Для начала нужно взять во внимание оконные проемы. Одинарное остекление подразумевает использование коэффициента 1,7. Двойные окна не нуждаются в коэффициентах. Для тройных применяется показатель 0,85.

Затем переходят к стенам и берут во внимание кирпичную кладку. Так для двойного кирпича или утепленной стены используют коэффициент 1. Если при строительстве применялась теплоизоляции, то показатель теплопотерь измеряется как 0,85. Но если она отсутствует, то данные возрастают до 1,27.

Точный расчет включает использование понижающих и повышающих коэффициентов тепла

При одинарных окнах и отсутствии теплоизоляции теплопотери для частного дома будут достаточно большими.

Расчетные работы включают определения соотношения площади оконных проемов к полу. В идеале данный показатель должен составлять 30%. В этом случае коэффициент составлять 1. При каждом увеличении соотношения на 10%, показатель увеличивается на 0,1.

Коэффициенты потерь в зависимости от высоты потолков:

• При высоте до 2,7 м коэффициент не используется;
• Когда высота составляет от 2,7 до 3,5 м, применяют показатель 1,1;
• При высоких потолках 3,5-4,5 м используют 1,2.

На тепловые потери влияет и количество этажей или наличие чердака. Для чердаков используют коэффициент 0,9, а для верхних жилых комнат за основу берут показатель 0,8. Если чердак не обогревается, то используют коэффициент 1.

Зачем необходим расчет тепловых потерь системы отопления?

Одним из значимых этапов проектировки отопительной системы является точный расчет тепловых потерь. Зачем необходима данная процедура? Насколько она важна? Можно ли обойтись без неё или произвести расчет самостоятельно? Об этом вы узнаете ниже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теплотехнический расчет – основные моменты

 

Базовое мероприятие представляет собой максимально точный количественный расчет тепла, обеспечивающего комфортные условия пребывания пользователей внутри помещений. 

 

Любое, даже очень качественно построенное здание, имеющее мощную комплексную изоляцию, будет отдавать определенную часть тепла наружу в окружающую среду – это естественный физический процесс, обусловленный вторым законом термодинамики. При этом вышеобозначенная процедура позволяет точно установить фактические потери при разных условиях в фиксированные временные интервалы. 

 

Учитывая огромный перечень факторов, влияющих на тепловые потери здания, простых алгоритмов расчета не существует. Ориентировочная оценка «на глаз» в большинстве случаев даёт колоссальную погрешность, выраженную в нескольких порядках значений цифр, что делает невозможным даже приблизительную оценку параметра.

Для расчета тепловых потерь дома мы используем программу RAUCAD. Это профессиональная САПР программа для проектирования и расчётов внутренних инженерных систем. При расчете создаётся 3D – модель здания.

 

Только профильные специалисты обладают достаточным уровнем знаний, могут учесть основные и вторичные факторы, влияющие на процесс теплопотери. К процессам, влияющим на процесс теплопотерь, относят:

• Особенности конструкции задания;
• Типы используемых материалов;
• Фактическое расположение здания относительно сторон света;
• Преимущественные направления потоков ветра;
• Усредненные температурные значения местной локализации;
• Интенсивность осадков;
• Специфика реализации объемно-планировочных решений по объекту;
• Прочее.

 

Зачем знать точные теплопотери?

 

На основе количественного расчета производится подбор необходимого оборудования для организации системы отопления.

 

 

 

Зная точные результаты теплотехнического расчета, профессионал сможет легко рассчитать:

• Необходимую мощность котла
• Количество секций радиаторных модулей
• Специфику и плотность теплого пола
• Число и конфигурацию тепловых обменников, вентиляционной системы и иных компонентов, участвующих в восполнении теплопотерь помещений.

 

Потенциальные и реальные проблемы отсутствия расчета

 

Сэкономив на теплотехническом расчете, в подавляющем большинстве случаев человек получает лишь частично функционирующую систему отопления. Чаще всего речь идет о неудовлетворительном результате её работы в осенне-зимний период времени.

 

В нашей практике подобные случаи встречаются регулярно. 

 

Так, два года назад, один из клиентов, построивший на собственном участке коттедж площадью почти 400 квадратных метров, заказал у нас монтаж системы отопления для здания.

Но при этом с целью экономии он ограничил предлагаемый перечень услуг исключительно монтажом, подключением и запуском в эксплуатацию системы отопления. 

 

Естественно, представители компании  предлагали клиенту полный сервис, в том числе с проведением теплотехнического расчета и полноценного проектирования системы отопления. Однако он заверил нас, что хорошо изучил эту тему, что у него есть уже опыт и данный этап сделает самостоятельно, отказавшись от проектного обеспечения монтажных работ. После самостоятельного выбора оборудования, подбора мощности радиаторов отопления по помещениям, котельного оборудования и всех его компонентов с его стороны, наши работники произвели установку, подключение по схеме заказчика, тестовый запуск системы отопления, сдали её в эксплуатацию заказчику.

 

Спустя 3 месяца ближе к концу года нам позвонил недовольный клиент и сообщил, что в коттедже очень холодно и собранная система отопления не функционирует. Наши технические специалисты выехали на объект, удостоверились в исправности оборудования и провели теплотехнический расчет. Как оказалось, выбранная клиентом конфигурация была недостаточна для восполнения тепловых потерь, так как в доме присутствовало большое количество окон в пол, высота потолков была выше трех метров, и было отступление от проектной толщины утепления стен по периметру дома. 

 

Решение проблемы заключалось в:

• Замене котла на более мощный;
• Докупке радиаторов с большим количеством секций;
• Общей реконструкции системы отопления.

 

Клиент потерял время и значительную сумму средств, а также на протяжении нескольких недель жил в некомфортных для себя условиях.

 

Вывод

 

Самостоятельный расчет теплотехнических потерь – это явный и неоправданный риск. Отсутствие такового вовсе может привести к полной неработоспособности отопительной системы.

 

Даже если вас будет обслуживать действительно профессиональный продавец отопительной техники, который может грамотно подобрать комплектующие и основные модули, он физически не учтет потенциальные потери тепла зданием.  

 

В таком случае стандартный алгоритм с его стороны – это продажа оборудования со значительным запасом по мощности и производительности, что обходится дороже. Вне зависимости от ситуации, клиент теряет средства. Заказывайте профессиональный расчет тепловых потерь в рамках комплексной услуги, наслаждайтесь комфортом и экономьте деньги/время!

 

Расчет теплового сопротивления и размера радиатора

: выбор радиатора

Увеличение скорости рассеивания тепла и уменьшение общего форм-фактора сделали терморегулирование электронных продуктов сложной задачей. Радиаторы охлаждают электронные устройства за счет увеличения площади поверхности рассеивания тепла. В этой статье мы обсудим как выбрать радиатор расчет теплового сопротивления радиатора ?

Как работает радиатор?

Работа радиатора

Работа радиатора  за счет увеличения площади рассеивания тепла теплорассеивающим компонентом. Это позволяет радиатору передавать больше тепла в более холодную среду. Скорость передачи тепла от радиатора зависит от следующих факторов:

• Теплопроводность материала радиатора
• Доступная площадь поверхности
• Естественная или принудительная конвекция (скорость воздуха)
• Условия окружающей среды, такие как воздух температура.

Расчет теплового сопротивления радиатора

Термическое сопротивление  это свойство материала или тела, благодаря которому материал сопротивляется тепловому потоку. Он измеряет разницу температур между двумя концами тела. Точно так же тепловое сопротивление радиатора измеряет эффективность теплопередачи радиатора в тепловой цепи. Для выбора радиатора сначала рассчитывается тепловое сопротивление контура отопления .

Математически тепловое сопротивление тела равно отношению разницы температур и выделяемого тепла.

R = Тепловое сопротивление (°C/Вт), Q = Генерируемое тепло (ватт), (T2-T1) = Разница температур.

Расчет термического сопротивления при последовательном соединении

Правила последовательного определения электрического сопротивления также применимы к тепловому сопротивлению. Чтобы это понять, рассмотрим пример охлаждения теплоотводящего чипа на печатной плате.

Тепловая цепь радиатора

Из приведенного выше Тепловая цепь радиатора:

Q : Общая мощность или тепловыделение в ваттах.

Tj : Температура перехода устройство/чип (°C).

Tc : Температура корпуса устройства/чипа (°C).

Th : Температура радиатора (°C).

Ta : Температура окружающего воздуха (°C).

Rja : Тепловое сопротивление соединения с воздухом.

Rjc : Тепловое сопротивление перехода к чипу.

Rch : Тепловое сопротивление между чипом и радиатором (материал интерфейса).

Rha : Тепловое сопротивление теплоотвода к воздуху.

Типовые значения теплового сопротивления обычно используемых электронных блоков
Блок электроники	(Rjc) Соединение с корпусом (°C/Вт)	(Rca) Корпус-воздух (°C/Вт)
ТО-3	5	60
ТО-39	12	140
ТО-223	30,6	53
ТО-263	23,5	50

**Обратите внимание, что эти значения приведены только для справки. См. спецификацию на упаковке.

Калькулятор теплового сопротивления радиатора

Выбор радиатора

Выбор радиатора осуществляется путем сравнения значений теплового сопротивления перехода к воздуху (Rja) и суммы теплового сопротивления перехода к корпусу (Rjc) и корпуса к воздуху (Rca)

Если

Rjc + Rca < Rja ; Радиатор не требуется .

If

Rjc + Rca > Rja ; Требуется радиатор.

Выбранное тепловое сопротивление радиатора (Rha) всегда должно быть больше общего расчетного требуемого теплового сопротивления.

Как улучшить тепловые характеристики радиатора

Мы можем повысить тепловые характеристики радиатора, улучшив кондуктивный, конвективный или радиационный теплообмен. Мы должны учитывать следующие моменты, чтобы улучшить производительность радиатора без увеличения его размера.

1) Конструкция радиатора: расположение, форма и размер ребер

Мы можем улучшить характеристики радиатора, улучшив воздушный поток в радиаторе. Размер, дизайн и ориентация ребра радиатора напрямую влияют на воздушный поток. Поэтому мы можем улучшить характеристики радиатора, просто улучшив конструкцию ребер радиатора.

2) Направление воздушного потока

Направление воздушного потока также влияет на характеристики радиатора. Рекомендуется поток воздуха в направлении, параллельном ребрам, поскольку при таком расположении воздух проходит большее расстояние через ребра. Тогда как при движении воздуха в направлении, перпендикулярном оребрению. Воздух не достигает внутренней области радиатора.

3) Скорость и тип воздушного потока

Тип воздушного потока (естественная или принудительная конвекция) влияет на тепловые характеристики радиатора. Мы можем уменьшить тепловое сопротивление радиатора, увеличив скорость воздуха.

4) Материал радиатора

Высокопроводящий материал снижает тепловое сопротивление радиатора. Тепловое сопротивление медных радиаторов при аналогичной геометрии меньше, чем у алюминиевых радиаторов. Следовательно, эффективность теплоотвода можно повысить, используя материал с высокой проводимостью.

5) Материалы термоинтерфейса

Термопаста или термопрокладки заполняют воздушные зазоры между радиатором и теплоотводящим чипом. Тепловые характеристики радиатора можно повысить, выбрав термопасту/прокладку с высокой проводимостью.

6) Способы крепления радиатора

Тепловые характеристики радиатора  можно повысить, выбрав соответствующий метод крепления радиатора к компонентам, рассеивающим тепло. Методы крепления радиатора включают в себя:

1. Термоклей/лента
2. Прокладки
3. Пружинные зажимы

Подводя итог, из-за миниатюризации электронных продуктов. Отвод тепла от электронных продуктов становится сложной задачей. Поэтому правильный выбор радиатора обеспечивает надежную работу теплоотводящих компонентов.

Есть вопросы?   Мы будем рады помочь.

Если вы думаете, что мы что-то пропустили? Вы можете дополнить эту статью, отправив сообщение в поле для комментариев. Мы постараемся добавить его в этот пост.

Как рассчитать потери тепла

Опубликовано 2 января 2015 г.

|

Вы когда-нибудь задумывались, как рассчитать потери тепла? В этой статье, опубликованной в журнале Process Heating, рассматриваются основные принципы теплопередачи, а также расчеты, используемые для труб и сосудов. Подробнее здесь.

На рис. 1 (ниже) показан вид в разрезе типичной системы трубопроводов. Он состоит из трубы, изоляции, атмосферостойкого барьера и зазоров между каждым слоем. Если труба и ее содержимое теплее окружающей среды, тепло будет передаваться от трубы к воздуху. Если из трубы отводится достаточное количество тепла, содержимое трубы может загустеть или затвердеть, что приведет к повреждению труб или насосного оборудования. Тепло переходит от одного объекта к другому почти так же, как вода. Объекты с неодинаковыми температурами в тепловой системе стремятся к тепловому равновесию. Более горячий объект передает часть своего тепла более холодному объекту до тех пор, пока они не станут одинаковой температуры. Тепло может передаваться теплопроводностью, конвекцией и излучением.

Проводимость

Проводимость определяется как передача тепла или электричества через проводящую среду посредством прямого контакта. Скорость теплопередачи зависит от того, какое сопротивление существует между объектами с разной температурой. Во многих случаях желателен перенос тепла от одной среды к другой. Приготовление пищи — это повседневный пример преднамеренной теплопередачи. Кроме того, большинство электронных компонентов работают более эффективно, если избыточное тепло, выделяемое оборудованием, рассеивается в среде, на которую не оказывает неблагоприятного воздействия добавление тепла.

То, действует ли вещество как теплопроводник или изолятор, зависит от терморезистивных свойств вещества. Термическое сопротивление (R) — это мера способности объекта задерживать теплопередачу за счет проводимости через заданную толщину вещества.

Математически R равно: R = L/k, где L — толщина изоляции в дюймах, а k — теплопроводность, (БТЕ)(дюймы)/(фут2)(oF)(ч)

Изменение толщины (L) влияет на значение R или тепловое сопротивление изоляции. Значения K — это константы, характерные для физических свойств данного материала. Они измеряют способность материала передавать тепло. Некоторые общие значения K, измеренные при комнатной температуре, для материалов составляют 325,300 для стали, 2750,700 для меди, 0,250 для стекловолокна и 0,167 для воздуха. Новый призыв к действию

Конвекция

Потери на конвекцию можно увидеть в системе без обширных расчетов, которые пренебрежимо малы. В любой системе трубопроводов между поверхностью стены и изоляцией существуют небольшие воздушные зазоры. Воздушные зазоры обычно небольшие — менее одной десятой дюйма — и предотвращают поток воздуха, который ограничивает конвекцию. Хотя небольшие воздушные зазоры не влияют на потери тепла за счет конвекции, необходимо проанализировать их терморезистивные свойства, чтобы определить вклад в потери тепла в системе за счет теплопроводности.

Для иллюстрации предположим, что труба, показанная на рис. 1, состоит из 1-дюймовой изоляции из стекловолокна, а воздушный зазор между стенкой трубы и изоляцией составляет 0,05 дюйма. Используя уравнение значения R, можно рассчитать сопротивление изоляции и воздушного зазора. Соотношение двух сопротивлений указывает на то, что изоляция оказывает наибольшее влияние на общее тепловое сопротивление, а незначительные дефекты при нанесении изоляции минимальны.

Процентное сопротивление из-за воздушного зазора составляет 0,299, деленное на 4,29.9, или 6,95%.

Радиация

Лучистая потеря тепла происходит в результате того, что молекулы с высокой энергией передают тепло посредством волн или частиц. Для того чтобы происходили значительные потери тепла из-за излучения, более горячая поверхность должна иметь температуру значительно выше температуры окружающей среды, т. е. намного выше, чем наблюдается в типичных системах обогрева. Поэтому потерями тепла от излучения можно пренебречь.
В практических приложениях с низкими и средними температурами конвекция и излучение составляют около 10 процентов от общих потерь тепла в системе. Прибавив 10 процентов, можно рассчитать общую формулу для расчета тепловых потерь системы за счет теплопроводности, конвекции и излучения.

Расчет тепловых потерь на плоской поверхности

Термин «теплопотери» обычно относится к теплопередаче объекта в окружающую среду. Это означает, что рассматриваемый объект — например, стена — имеет температуру выше температуры окружающей среды (рис. 2). Математически формула для расчета тепловых потерь системы за счет теплопроводности, выраженная в БТЕ/ч, выглядит следующим образом:

Q = (У)(А)(Т)

где U — проводимость, БТЕ/(фут ² )( ^или F)(час)

A — площадь поверхности объекта, футы ²
ΔT — разность температур (T1-T2), ^o F
Проводимость — величина, обратная сопротивлению, R, и может быть выражена как U = к/л.

Следовательно, другим способом выражения основных теплопотерь (Q) является:

Q = [(k)(A)( ΔT)(1.1)] / л Тепловые потери, БТЕ/ч

BTUS И WATTS: СРАВНЕНИЕ.

Приведенное выше уравнение вычисляет тепловые потери всей квартиры в БТЕ/час, но обычно электричество продается в киловатт-часах.