Общая тепловая мощность объекта;

Общая тепловая мощность системы теплоснабжения представля­ет собой сумму расчетных расходов по отдельным видам водопотребления. Она обеспечивает покрытие нагрузок систем отопления, вентиляции, горя­чего водоснабжения и технологических процессов. В общую тепловую мощность системы теплоснабжения должны входить также и потери тепло­ты при транспортировке по тепловым сетям. В общем виде это можно вы­разить следующим образом:

где k — коэффициент, учитывающий потери при транспортировании в тру­бопроводах системы теплоснабжения.

В свою очередь, рабочая тепловая мощность источника тепло­снабжения складывается из максимальной мощности, подаваемой в тепло­вую сеть потребителям по всем видам энергоносителя мощности, расхо­дуемой источником теплоснабжения для выработки энергоносителя (т.е. мощности на собственные нужды) и потерь мощности. В общем случае:

Тепловой мощностью источника теплоснабжения называется сум-ма(Q₀+Q_B+Q_rB+Q_T).

Она определяется в зависимости от типа системы теплоснабжения и типа источника теплоснабжения. Обычно Q₀ , Q_B , Q_rB, , Q_T даются в исход-

ных данных на проектирование источников теплоснабжения.

Для источника теплоснабжения отопительного типа и закрытойсис­темы теплоснабжения (см. п.3.1) тепловая мощность определяется, как:

где Q_ит — тепловая мощность источника теплоснабжения; Q_o и Q_B — соот­ветственно тепловая мощность на отопление и вентиляцию при максималь­ном зимнем режиме; Q_rBmax — максимально-часовая мощность на горячее водоснабжение.

Если система теплоснабжения — открытая, то тепловая мощность ис­точника теплоснабжения отопительного типа определяется по формуле:

(2.38)

где — среднечасовая за отопительный период тепловая мощность на

Для источника теплоснабжения производственно-отопительного типа тепловая мощность складывается из мощностей на отопление, венти­ляцию, горячее водоснабжение и мощности на технологические нужды:

(2.39)

Тепловая мощность Q_rB задается в зависимости от типа системы тепло­снабжения (закрытой или открытой).

В зависимости от типа источника теплоснабжения и вида топлива, сжигаемого в топках котельных агрегатов, а также от типа системы тепло­снабжения, изменяется тепловая мощность, потребляемая источником теп­лоснабжения на собственные нужды. Она расходуется на подогрев воды перед установкой химводоочистки, деаэрацию воды, обдувку экономайзе­ров (для паровых котлоагрегатов), подогрев мазута (при использовании этого вида топлива) и др.

Ниже приведены формулы для ориентировочного (укрупненного) оп­ределения рабочей тепловой мощности источников теплоснабжения раз­личных типов [30]:

— для источников теплоснабжения отопительного типа с водогрейными
котлами:

(2.40)

— для источников теплоснабжения производственно-отопительного ти­
па с паровыми котлами низкого давления (р =1,4 МПа) и отпуском теплоты
по закрытой схеме на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в
размере 20% тепловой мощности источника теплоснабжения требуемая
массовая выработка пара, кг/с:

(2.41)

— для источников теплоснабжения производственно-отопительного ти­
па при нагрузке на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение более
20% требуемая массовая выработка пара, кг/с:

(2.42)

где D_n — расход пара на технологические нужды, кг/с; G_K — возврат кон­денсата от потребителя, кг/с; ц — доля возврата конденсата (по заданию); t_K — температура возвращаемого конденсата, ° С.

Коэффициенты А, Б и В в формулах (2.40) — (2.42), приведенные в табл. 2.10, учитывают затраты мощности на собственные нужды и потери в источниках теплоснабжения (ИТ).

Изменение мощности источников теплоснабжения во времени полу­чают суммированием расчетных расходов одновременно действующих по грабителей данного объекта в рассматриваемый период. Расчетный расход тепловой энергии на отопление 3, вентиляцию 1, горячее водоснабжение 2 и по объекту в целом 4 представляют графически (рис. 2.4,а) в зависимости

На основании этого графика выявляют годовое теплопотребление объ­екта, по которому осуществляют регулирование отпускаемой тепловой энергии. Графическое изменение тепловой потребности объекта строят по продолжительности стояния в определенные периоды одинаковых темпера­тур t_H, принимаемых по климатологическим данным [43].

Рисунок2.4. Графики расхода тепловой энергии объектом: а) часовой; б) годовой

Годовое теплопотребление объекта, так же, как и на отдельные нужды, изображают в осях координат справа от графика расчетных расходов (рис. 2.4, б). Так же, как и для отопительного графика, на оси абсцисс в масштабе откладывают продолжительность стояния t_n, начиная с минимальной тем­пературы наружного воздуха. Для соответствующих значений t_n общий расчетный расход теплоты из левого графика переносят на ординаты начала и окончания продолжительности стояния этих температур t_n.

Точки пересечения, характеризующие расходы тепловой энергии в конце каждого периода стояния t_n соединяют плавной кривой 5, которая

отражает потребление тепловой энергии данного объекта в течение года.

Годовой график теплопотребления можно построить и другим спосо­бом — на основе расчетных данных для каждого потребителя. Полученные значения в масштабе откладывают на соответствующих ординатах и соеди­няют плавной кривой.

Значения коэффициентов А, Б, В дня определения рабочей тепловой мощности ТГУ

Мощность отопления.

Непосредственно перед выбором котла для отопления дома, потребитель задается вопросом: какую мощность должен иметь котел для эффективного отопления дома и как правильно рассчитать эту мощность? Давайте разберемся в вопросе мощности отопления.

В случаях, когда мощность котла будет невысокой, а объем помещения внушительным, то такая система отопления не позволит прогреть дом до необходимой, комфортной температуры.

Для расчета систем отопления дома, вы можете воспользоваться калькулятором расчета отопления, теплопотерь дома.

Именно по этой причине, расчет мощности системы отопления является одним из важнейших вопросов, который возникает при выборе отопительного котла. Следует так же помнить и об экономии, ведь если приобрести котел высокой мощности (так сказать с запасом), то в помещении будет комфортно, но такая система отопления будет затратной, ведь за энергоноситель придётся платить, учитывая что холодное время года в России длится в течении 5-6 месяцев.

Расчет мощности отопления.

Ориентировочный расчет мощности котла отопления можно выполнить используя простую формулу:

Wкотла = S*Wуд / 10

• S — площадь отапливаемого помещения;
• Wуд — удельная мощность котла на 10 м 3 помещения, определяется с учетом климатических условий региона.

Так же существуют общепринятые значения удельной мощности отопления по климатическим зонам регионов:

• Для районов Подмосковья Wуд = 1-1,5 кВт;
• Для северных районов Wуд = 1,3-2 кВт;
• Для южных районов Wуд = 0,6-0,9 кВт.

Часто строители используют усредненное значение, где Wуд, = 1.

Выполним расчет мощности отопления на конкретном примере:

• Площадь отапливаемого помещения = 100 м 2
• Удельная мощность 1,4 кВт (допускаем что зимы будут холодными)
• Используем усредненное значение удельной мощности 1 кВт

• Мощность котла 100*1,4/10=14 кВт
• Мощность котла 100*1/10=10 кВт

Собственно для того чтобы прикинуть мощность отопления, можно воспользоваться данным способом, стоит отметить, что существуют системы отопления работающие на различных видах топлива, следовательно, для расчета таких систем отопления могут использоваться другие методы расчёта мощности.

Так же для расчета мощности котла можете использовать таблицу, которая будет приведена ниже.

Центральное отопление (Часть 1)

Сегодня мы расскажем вам о том, как устроена централизованная система отопления, какие существуют источники тепла, их алгоритмах работы, а также об устройстве ТЭЦ.

Как устроена централизованная система отопления?

Централизованное отопление – это способ подачи тепла от единого источника в жилые и производственные помещения, расположенные на большой территории.

Общая схема выглядит так:

• Теплоноситель нагревается на отдельно расположенных объектах до требуемой температуры.
• По трубам, проложенным в земле или открытым способом, тепло подводится к домам.
• В тепловых узлах организован учёт потраченной энергии и распределение тепла по подъездам дома.
• По стоякам внутридомовой разводки горячий теплоноситель подаётся в каждую квартиру и на лестничные марши.

Для обогрева квартир используют теплообменники, которые в обиходе называют радиаторами или батареями. Тепловой узел, распределяющий теплоноситель, идущий из ТЭС по магистрали из труб Централизованное отопление – это способ подачи тепла от единого источника в жилые и производственные помещения, расположенные на большой территории.

Котельная, расположенная в самом доме — это частный случай центрального отопления.

Каждая из систем может быть устроена различными способами и выполнять дополнительные функции.

Источники тепла

Теплоноситель нагревается в специально построенных для этой цели теплоэлектроцентралях (ТЭЦ), государственных районных электростанциях (ГРЭС) или котельных, обслуживающих несколько жилых районов.

Исходя из экономической целесообразности ТЭЦ строят в населённых пунктах с численностью населения от 100 тыс. человек и развитой промышленностью. ГРЭС предназначены для малых и средних городов с небольшим потреблением электроэнергии. Котельные обогревают жилые и общественные здания, производственные объекты в радиусе не более 3 км.

ТЭЦ, ГРЭС и котельные различаются:

• основным предназначением и режимом функционирования;
• мощностью;
• радиусом обслуживаемой территории.

Теплоэлектроцентрали спроектированы таким образом, что в холодное время года основным их назначением является нагрев воды для целей отопления. В межтопочный период станция переходит в режим производства электроэнергии.

Государственные электростанции нужны для генерации электричества. Тепло высвобождается в процессе работы турбин и направляется на цели обогрева.

Котельные исключительно греют воду для систем отопления, электричества они не вырабатывают.

Схема получения тепла

Функциональные схемы работы ТЭЦ и ГРЭС очень похожи, разница заключается в мощности и построении оборудования.

Получение электрической и тепловой энергии на ТЭЦ и ГРЭС происходит за счёт сжигания топлива. Для работы нужен уголь, мазут или природный газ.

Устройство ТЭЦ

• топливное хозяйство — совокупность мест хранения и подготовки топлива;
• котельная в составе котла и вспомогательного оборудования;
• турбина и электротехническое оборудование;
• конденсатная установка;
• теплообменники, отбирающие тепло для централизованного отопления;
• система технического водоснабжения.

Дополнительными являются системы дымоудаления и дымоочистки, золошлакоудаления, трубопроводы.

Котельные устроены намного проще — в их составе отсутствуют турбины, конденсатные установки, другое вспомогательное оборудование.

Алгоритм работы источников тепла

ТЭЦ и ГРЭС — чрезвычайно сложные сооружения, но принцип работы по нагреву теплоносителя понять нетрудно:

• Подготовленное топливо подается в котельную. Уголь обязательно размалывают, желательно до состояния пыли. Для сжигания в камеру сгорания насосами подаётся воздух.
• В котельной техническая вода в котлах доводится до состояния пара, который находится под высоким давлением.
• По трубопроводам пар подаётся на лопасти турбины, которая, вращаясь, вырабатывает электрическую энергию.
• После турбины остывший пар поступает в теплообменник, где отдаёт тепловую энергию воде для централизованной системы теплоснабжения.
• Остывший пар переходит в жидкую фазу, которую конденсатная установка очищает от паров и примесей.
• Очищенная вода подаётся в котельную, где начинается новый цикл нагрева.

В режиме летнего использования, когда горячей воды требуется намного меньше, ТЭЦ переводят в режим получения электроэнергии. В этом случае пар охлаждается в градирнях до состояния воды, насосами подаётся на высоту до 12 метров и распыляется специальными установками. Излишки пара отводятся в атмосферу.

Вода попадает в бассейн, где охлаждается. Далее конденсационными установками подаётся в котельную. Процесс повторяется. Для компенсации потерь вода добавляется из внешних источников — рек или озёр.

На следующей неделе Вы узнаете еще больше о центральном отоплении . Следите за публикациями! Подписывайтесь на страницу Московской Энергетической Дирекции в социальных сетях!

Расчет отопления по площади помещения

Создавать систему отопления в собственном доме или даже в городской квартире – чрезвычайно ответственное занятие. Будет совершенно неразумным при этом приобретать котельное оборудование, как говорится, «на глазок», то есть без учета всех особенностей жилья. В этом вполне не исключено попадание в две крайности: или мощности котла будет недостаточно – оборудование станет работать «на полную катушку», без пауз, но так и не давать ожидаемого результата, либо, наоборот, будет приобретен излишне дорогой прибор, возможности которого останутся совершенно невостребованными.

Расчет отопления по площади помещения

Но и это еще не все. Мало правильно приобрести необходимый котел отопления – очень важно оптимально подобрать и грамотно расположить по помещениям приборы теплообмена – радиаторы, конвекторы или «теплые полы». И опять, полагаться только лишь на свою интуицию или «добрые советы» соседей – не самый разумный вариант. Одним словом, без определенных расчетов – не обойтись.

Конечно, в идеале, подобные теплотехнические вычисления должны проводить соответствующие специалисты, но это часто стоит немалых денег. А неужели неинтересно попытаться выполнить это самостоятельно? В настоящей публикации будет подробно показано, как выполняется расчет отопления по площади помещения, с учетом многих важных нюансов. По аналогии можно будет выполнить расчет отопления в частном доме калькулятор, встроенный в эту страницу, поможет выполнить необходимые вычисления. Методику нельзя назвать совершенно «безгрешной», однако, она все же позволяет получить результат с вполне приемлемой степенью точности.

Простейшие приемы расчета

Для того чтобы система отопления создавала в холодное время года комфортные условия проживания, она должна справляться с двумя основными задачами. Эти функции тесно связаны между собой, и разделение их – весьма условно.

• Первое – это поддержание оптимального уровня температуры воздуха во всем объеме отапливаемого помещения. Безусловно, по высоте уровень температуры может несколько изменяться, но этот перепад не должен быть значительным. Вполне комфортными условиями считается усредненный показатель в +20 °С – именно такая температура, как правило, принимается за исходную в теплотехнических расчетах.

Иными словами, система отопления должна быть способной прогреть определенный объем воздуха.

Если уж подходить с полной точностью, то для отдельных помещений в жилых домах установлены стандарты необходимого микроклимата – они определены ГОСТ 30494-96. Выдержка из этого документа – в размещенной ниже таблице:

Предназначение помещения	Температура воздуха, °С		Относительная влажность, %		Скорость движения воздуха, м/с
оптимальная	допустимая	оптимальная	допустимая, max	оптимальная, max	допустимая, max
Для холодного времени года
Жилая комната	20÷22	18÷24 (20÷24)	45÷30	60	0.15	0.2
То же, но для жилых комнат в регионах с минимальными температурами от — 31 °С и ниже	21÷23	20÷24 (22÷24)	45÷30	60	0.15	0.2
Кухня	19÷21	18÷26	Н/Н	Н/Н	0.15	0.2
Туалет	19÷21	18÷26	Н/Н	Н/Н	0.15	0.2
Ванная, совмещенный санузел	24÷26	18÷26	Н/Н	Н/Н	0.15	0.2
Помещения для отдыха и учебных занятий	20÷22	18÷24	45÷30	60	0.15	0.2
Межквартирный коридор	18÷20	16÷22	45÷30	60	Н/Н	Н/Н
Вестибюль, лестничная клетка	16÷18	14÷20	Н/Н	Н/Н	Н/Н	Н/Н
Кладовые	16÷18	12÷22	Н/Н	Н/Н	Н/Н	Н/Н
Для теплого времени года (Норматив только для жилых помещений. Для остальных – не нормируется)
Жилая комната	22÷25	20÷28	60÷30	65	0.2	0.3

• Второе – компенсирование потерь тепла через элементы конструкции здания.

Самый главный «противник» системы отопления — это теплопотери через строительные конструкции

Увы, теплопотери – это самый серьезный «соперник» любой системы отопления. Их можно свести к определенному минимуму, но даже при самой качественной термоизоляции полностью избавиться от них пока не получается. Утечки тепловой энергии идут по всем направлениям – примерное распределение их показано в таблице:

Элемент конструкции здания	Примерное значение теплопотерь
Фундамент, полы по грунту или над неотапливаемыми подвальными (цокольными) помещениями	от 5 до 10%
«Мостики холода» через плохо изолированные стыки строительных конструкций	от 5 до 10%
Места ввода инженерных коммуникаций (канализация, водопровод, газовые трубы, электрокабели и т.п.)	до 5%
Внешние стены, в зависимости от степени утепленности	от 20 до 30%
Некачественные окна и внешние двери	порядка 20÷25%, из них около 10% — через негерметизированные стыки между коробками и стеной, и за счет проветривания
Крыша	до 20%
Вентиляция и дымоход	до 25 ÷30%

Естественно, чтобы справиться с такими задачами, система отопления должна обладать определенной тепловой мощностью, причем этот потенциал не только должен соответствовать общим потребностям здания (квартиры), но и быть правильно распределенным по помещениям, в соответствии с их площадью и целым рядом других важных факторов.

Обычно расчет и ведется в направлении «от малого к большому». Проще говоря, просчитывается потребное количество тепловой энергии для каждого отапливаемого помещения, полученные значения суммируются, добавляется примерно 10% запаса (чтобы оборудование не работало на пределе своих возможностей) – и результат покажет, какой мощности необходим котел отопления. А значения по каждой комнате станут отправной точкой для подсчета необходимого количества радиаторов.

Самый упрощённый и наиболее часто применяемый в непрофессиональной среде метод – принять норму 100 Вт тепловой энергии на каждый квадратный метр площади:

Самый примитивный способ подсчета — соотношение 100 Вт/м²

Q = S × 100

Q – необходимая тепловая мощность для помещения;

S – площадь помещения (м²);

100 — удельная мощность на единицу площади (Вт/м²).

Например, комната 3.2 × 5,5 м

S = 3,2 × 5,5 = 17,6 м²

Q = 17,6 × 100 = 1760 Вт ≈ 1,8 кВт

Способ, очевидно, очень простой, но весьма несовершенный. Стоит сразу оговориться, что он условно применим только при стандартной высоте потолков – примерно 2.7 м (допустимо – в диапазоне от 2.5 до 3.0 м). С этой точки зрения, более точным станет расчет не от площади, а от объема помещения.

Расчет тепловой мощности от объема помещения

Понятно, что в этом случае значение удельной мощности рассчитано на кубический метр. Его принимают равным 41 Вт/м³ для железобетонного панельного дома, или 34 Вт/м³ — в кирпичном или выполненном из других материалов.

Q = S × h × 41 (или 34)

h – высота потолков (м);

41 или 34 – удельная мощность на единицу объема (Вт/м³).

Например, та же комната, в панельном доме, с высотой потолков в 3.2 м:

Q = 17,6 × 3,2 × 41 = 2309 Вт ≈ 2,3 кВт

Результат получается более точным, так как уже учитывает не только все линейные размеры помещения, но даже, в определенной степени, и особенности стен.

Но все же до настоящей точности он еще далек – многие нюансы оказываются «за скобками». Как выполнить более приближенные к реальным условиям расчеты – в следующем разделе публикации.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляют биметаллические радиаторы отопления

Проведение расчетов необходимой тепловой мощности с учетом особенностей помещений

Рассмотренные выше алгоритмы расчетов бывают полезны для первоначальной «прикидки», но вот полагаться на них полностью все же следует с очень большой осторожностью. Даже человеку, который ничего не понимает в строительной теплотехнике, наверняка могут показаться сомнительными указанные усредненные значения – не могут же они быть равными, скажем, для Краснодарского края и для Архангельской области. Кроме того, комната — комнате рознь: одна расположена на углу дома, то есть имеет две внешних стенки, а другая с трех сторон защищена от теплопотерь другими помещениями. Кроме того, в комнате может быть одно или несколько окон, как маленьких, так и весьма габаритных, порой – даже панорамного типа. Да и сами окна могут отличаться материалом изготовления и другими особенностями конструкции. И это далеко не полный перечень – просто такие особенности видны даже «невооруженным глазом».

Одним словом, нюансов, влияющих на теплопотери каждого конкретного помещения – достаточно много, и лучше не полениться, а провести более тщательный расчет. Поверьте, по предлагаемой в статье методике это будет сделать не так сложно.

Общие принципы и формула расчета

В основу расчетов будет положено все то же соотношение: 100 Вт на 1 квадратный метр. Но вот только сама формула «обрастает» немалым количеством разнообразных поправочных коэффициентов.

Q = (S × 100) × a × b× c × d × e × f × g × h × i × j × k × l × m

Латинские буквы, обозначающие коэффициенты, взяты совершенно произвольно, в алфавитном порядке, и не имеют отношения к каким-либо стандартно принятым в физике величинам. О значении каждого коэффициента будет рассказано отдельно.

• «а» — коэффициент, учитывающий количество внешних стен в конкретной комнате.

Очевидно, что чем больше в помещении внешних стен, тем больше площадь, через которую происходит тепловые потери. Кроме того, наличие двух и более внешних стен означает еще и углы – чрезвычайно уязвимые места с точки зрения образования «мостиков холода». Коэффициент «а» внесет поправку на эту специфическую особенность комнаты.

Коэффициент принимают равным:

— внешних стен нет (внутреннее помещение): а = 0,8;

— внешняя стена одна: а = 1,0;

— внешних стен две: а = 1,2;

— внешних стен три: а = 1,4.

• «b» — коэффициент, учитывающий расположение внешних стен помещения относительно сторон света.

На количество теплопотерь через стены влияет их расположение относительно сторон света

Даже в самые холодные зимние дни солнечная энергия все же оказывает влияние на температурный баланс в здании. Вполне естественно, что та сторона дома, которая обращена на юг, получает определенный нагрев от солнечных лучей, и теплопотери через нее ниже.

А вот стены и окна, обращённые на север, Солнца «не видят» никогда. Восточная часть дома, хотя и «прихватывает» утренние солнечные лучи, какого-либо действенного нагрева от них все же не получает.

Исходя из этого, вводим коэффициент «b»:

— внешние стены комнаты смотрят на Север или Восток: b = 1,1;

— внешние стены помещения ориентированы на Юг или Запад: b = 1,0.

• «с» — коэффициент, учитывающий расположение помещения относительно зимней «розы ветров»

Возможно, эта поправка не столь обязательна для домов, расположенных на защищенных от ветров участках. Но иногда преобладающие зимние ветры способны внести свои «жесткие коррективы» в тепловой баланс здания. Естественно, что наветренная сторона, то есть «подставленная» ветру, будет терять значительно больше тела, по сравнению с подветренной, противоположной.

Существенные коррективы могут внести преобладающие зимние ветры

По результатам многолетних метеонаблюдений в любом регионе составляется так называемая «роза ветров» — графическая схема, показывающая преобладающие направления ветра в зимнее и летнее время года. Эту информацию можно получить в местной гидрометеослужбе. Впрочем, многие жители и сами, без метеорологов, прекрасно знают, откуда преимущественно дуют ветра зимой, и с какой стороны дома обычно наметает наиболее глубокие сугробы.

Если есть желание провести расчеты с более высокой точностью, то можно включить в формулу и поправочный коэффициент «с», приняв его равным:

— наветренная сторона дома: с = 1,2;

— подветренные стены дома: с = 1,0;

— стена, расположенные параллельно направлению ветра: с = 1,1.

• «d» — поправочный коэффициент, учитывающий особенности климатических условий региона постройки дома

Естественно, количество теплопотерь через все строительные конструкции здания будет очень сильно зависеть от уровня зимних температур. Вполне понятно, что в течение зимы показатели термометра «пляшут» в определенном диапазоне, но для каждого региона имеется усредненный показатель самых низких температур, свойственных наиболее холодной пятидневке года (обычно это свойственно январю). Для примера – ниже размещена карта-схема территории России, на которой цветами показаны примерные значения.

Карта-схема минимальных январских температур

Обычно это значение несложно уточнить в региональной метеослужбе, но можно, в принципе, ориентироваться и на свои собственные наблюдения.

Итак, коэффициент «d», учитывающий особенности климата региона, для наших расчетом в принимаем равным:

— от – 35 °С и ниже: d = 1,5;

— от – 30 °С до – 34 °С: d = 1,3;

— от – 25 °С до – 29 °С: d = 1,2;

— от – 20 °С до – 24 °С: d = 1,1;

— от – 15 °С до – 19 °С: d = 1,0;

— от – 10 °С до – 14 °С: d = 0,9;

— не холоднее – 10 °С: d = 0,7.

• «е» — коэффициент, учитывающий степень утепленности внешних стен.

Суммарное значение тепловых потерь здания напрямую связано со степенью утепленности всех строительных конструкций. Одним из «лидеров» по теплопотерям являются стены. Стало быть, значение тепловой мощности, необходимое для поддержания комфортных условий проживания в помещении, находится в зависимости от качества их термоизоляции.

Огромное значение имеет степень утепленности внешних стен

Значение коэффициента для наших расчетов можно принять следующее:

— внешние стены не имеют утепления: е = 1,27;

— средняя степень утепления – стены в два кирпича или предусмотрена их поверхностная термоизоляция другими утеплителями: е = 1,0;

— утепление проведено качественно, на основании проведенных теплотехнических расчетов: е = 0,85.

Ниже по ходу настоящей публикации будут даны рекомендации о том, как можно определить степень утепленности стен и иных конструкций здания.

• коэффициент «f» — поправка на высоту потолков

Потолки, особенно в частных домах, могут иметь различную высоту. Стало быть, и тепловая мощность на прогрев того или иного помещения одинаковой площади будет различаться еще и по этому параметру.

Не будет большой ошибкой принять следующие значения поправочного коэффициента «f»:

— высота потолков до 2.7 м: f = 1,0;

— высота потоков от 2,8 до 3,0 м: f = 1,05;

— высота потолков от 3,1 до 3,5 м: f = 1,1;

— высота потолков от 3,6 до 4,0 м: f = 1,15;

— высота потолков более 4,1 м: f = 1,2.

• «g» — коэффициент, учитывающий тип пола или помещение, расположенное под перекрытием.

Как было показано выше, пол является одним из существенных источников теплопотерь. Значит, необходимо внести некоторые корректировки в расчет и на эту особенность конкретного помещения. Поправочный коэффициент «g» можно принять равным:

— холодный пол по грунту или над неотапливаемым помещением (например, подвальным или цокольным): g = 1,4;

— утепленный пол по грунту или над неотапливаемым помещением: g = 1,2;

— снизу расположено отапливаемое помещение: g = 1,0.

• «h» — коэффициент, учитывающий тип помещения, расположенного сверху.

Нагретый системой отопления воздух всегда поднимается вверх, и если потолок в помещении холодный, то неизбежны повышенные теплопотери, которые потребуют увеличения необходимой тепловой мощности. Введём коэффициент «h», учитывающий и эту особенность рассчитываемого помещения:

— сверху расположен «холодный» чердак: h = 1,0;

— сверху расположен утепленный чердак или иное утепленное помещение: h = 0,9;

— сверху расположено любое отапливаемое помещение: h = 0,8.

• «i» — коэффициент, учитывающий особенности конструкции окон

Окна – один из «магистральных маршрутов» течек тепла. Естественно, многое в этом вопросе зависит от качества самой оконной конструкции. Старые деревянные рамы, которые раньше повсеместно устанавливались во всех домах, по степени своей термоизоляции существенно уступают современным многокамерным системам со стеклопакетами.

Без слов понятно, что термоизоляционные качества этих окон — существенно различаются

Но и между ПВЗХ-окнами нет полного единообразия. Например, двухкамерный стеклопакет (с тремя стеклами) будет намного более «теплым» чем однокамерный.

Значит, необходимо ввести определенный коэффициент «i», учитывающий тип установленных в комнате окон:

— стандартные деревянные окна с обычным двойным остеклением: i = 1,27;

— современные оконные системы с однокамерным стеклопакетом: i = 1,0;

— современные оконные системы с двухкамерным или трехкамерным стеклопакетом, в том числе и с аргоновым заполнением: i = 0,85.

• «j» — поправочный коэффициент на общую площадь остекления помещения

Какими бы качественными окна ни были, полностью избежать теплопотерь через них все равно не удастся. Но вполне понятно, что никак нельзя сравнивать маленькое окошко с панорамным остеклением чуть ли ни на всю стену.

Чем больше площадь остекления, тем значительнее общие теплопотери

Потребуется для начала найти соотношение площадей всех окон в комнате и самого помещения:

х = ∑Sок / Sп

∑Sок – суммарная площадь окон в помещении;

Sп – площадь помещения.

В зависимости от полученного значения и определяется поправочный коэффициент «j»:

— х = 0 ÷ 0,1 → j = 0,8;

— х = 0,11 ÷ 0,2 → j = 0,9;

— х = 0,21 ÷ 0,3 → j = 1,0;

— х = 0,31 ÷ 0,4 → j = 1,1;

— х = 0,41 ÷ 0,5 → j = 1,2;

• «k» — коэффициент, дающий поправку на наличие входной двери

Дверь на улицу или на неотапливаемый балкон — это всегда дополнительная «лазейка» для холода

Дверь на улицу или на открытый балкон способна внести свои коррективы в тепловой баланс помещения – каждое ее открытие сопровождается проникновением в помещение немалого объема холодного воздуха. Поэтому имеет смысл учесть и ее наличие – для этого введем коэффициент «k», который примем равным:

— двери нет: k = 1,0;

— одна дверь на улицу или на балкон: k = 1,3;

— две двери на улицу или на балкон: k = 1,7.

• «l» — возможные поправки на схему подключения радиаторов отопления

Возможно, кому-то это покажется несущественной мелочью, но все же – почему бы сразу не учесть планируемую схему подключения радиаторов отопления. Дело в том, что их теплоотдача, а значит, и участие в поддержании определенного температурного баланса в помещении, достаточно заметно меняется при разных типах врезки труб подачи и «обратки».

Иллюстрация	Тип врезки радиатора	Значение коэффициента «l»
	Подключение по диагонали: подача сверху, «обратка» снизу	l = 1.0
	Подключение с одной стороны: подача сверху, «обратка» снизу	l = 1.03
	Двухстороннее подключение: и подача, и «обратка» снизу	l = 1.13
	Подключение по диагонали: подача снизу, «обратка» сверху	l = 1.25
	Подключение с одной стороны: подача снизу, «обратка» сверху	l = 1.28
	Одностороннее подключение, и подача, и «обратка» снизу	l = 1.28

• «m» — поправочный коэффициент на особенности места установки радиаторов отопления

И, наконец, последний коэффициент, который также связан с особенностями подключения радиаторов отопления. Наверное, понятно, что если батарея установлена открыто, ничем не загораживается сверху и с фасадной части, то она будет давать максимальную теплоотдачу. Однако, такая установка возможна далеко не всегда – чаще радиаторы частично скрываются подоконниками. Возможны и другие варианты. Кроме того, некоторые хозяева, стараясь вписать приоры отопления в создаваемый интерьерный ансамбль, скрывают их полностью или частично декоративными экранами – это тоже существенно отражается на тепловой отдаче.

Если есть определенные «наметки», как и где будут монтироваться радиаторы, это также можно учесть при проведении расчетов, введя специальный коэффициент «m»:

Иллюстрация	Особенности установки радиаторов	Значение коэффициента «m»
	Радиатор расположен на стене открыто или не перекрывается сверху подоконником	m = 0,9
	Радиатор сверху перекрыт подоконником или полкой	m = 1,0
	Радиатор сверху перекрыт выступающей стеновой нишей	m = 1,07
	Радиатор сверху прикрыт подоконником (нишей), а с лицевой части — декоративным экраном	m = 1,12
	Радиатор полностью заключен в декоративный кожух	m = 1,2

Итак, с формулой расчета ясность есть. Наверняка, кто-то из читателей сразу возьмется за голову – мол, слишком сложно и громоздко. Однако, если к делу подойти системно, упорядочено, то никакой сложности нет и в помине.

У любого хорошего хозяина жилья обязательно есть подробный графический план своих «владений» с проставленными размерами, и обычно – сориентированный по сторонам света. Климатические особенности региона уточнить несложно. Останется лишь пройтись по всем помещениям с рулеткой, уточнить некоторые нюансы по каждой комнате. Особенности жилья — «соседство по вертикали» сверху и снизу, расположение входных дверей, предполагаемую или уже имеющуюся схему установки радиаторов отопления – никто, кроме хозяев, лучше не знает.

Рекомендуется сразу составить рабочую таблицу, куда занести все необходимые данные по каждому помещению. В нее же будет заноситься и результат вычислений. Ну а сами вычисления поможет провести встроенный калькулятор, в котором уже «заложены» все упомянутые выше коэффициенты и соотношения.

Если какие-то данные получить не удалось, то можно их, конечно, в расчет не принимать, но в этом случае калькулятор «по умолчанию» подсчитает результат с учетом наименее благоприятных условий.

Можно рассмотреть на примере. Имеем план дома (взят совершенно произвольный).

Для примера взят совершенно произвольный план жилого дома

Регион с уровнем минимальных температур в пределах -20 ÷ 25 °С. Преобладание зимних ветров = северо-восточные. Дом одноэтажный, с утепленным чердаком. Утепленные полы по грунту. Выбрана оптимальное диагональное подключение радиаторов, которые будут устанавливаться под подоконниками.

Составляем таблицу примерно такого типа:

Помещение, его площадь, высота потолка. Утепленность пола и «соседство» сверху и снизу	Количество внешних стен и их основное расположение относительно сторон света и «розы ветров». Степень утепления стен	Количество, тип и размер окон	Наличие входных дверей (на улицу или на балкон)	Требуемая тепловая мощность (с учетом 10% резерва)
Площадь 78,5 м²	10,87 кВт ≈ 11 кВт
1. Прихожая. 3,18 м². Потолок 2.8 м. Утеленный пол по грунту. Сверху — утепленный чердак.	Одна, Юг, средняя степень утепления. Подветренная сторона	Нет	Одна	0,52 кВт
2. Холл. 6,2 м². Потолок 2.9 м. Утепленный пол по грунту. Сверху — утепленный чердак	Нет	Нет	Нет	0,62 кВт
3. Кухня-столовая. 14,9 м². Потолок 2.9 м. Хорошо утепленный пол по грунту. Свеху — утепленный чердак	Две. Юг-Запад. Средняя степень утепления. Подветренная сторона	Два, однокамерный стеклопакет, 1200 × 900 мм	Нет	2.22 кВт
4. Детская комната. 18,3 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол по грунту. Сверху — утепленный чердак	Две, Север — Запад. Высокая степень утепления. Наветренная	Два, двухкамерный стеклопакет, 1400 × 1000 мм	Нет	2,6 кВт
5. Спальная. 13,8 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол по грунту. Сверху — утепленный чердак	Две, Север, Восток. Высокая степень утепления. Наветренная сторона	Одно, двухкамерный стеклопакет, 1400 × 1000 мм	Нет	1,73 кВт
6. Гостиная. 18,0 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол. Сверху -утепленный чердак	Две, Восток, юг. Высокая степень утепления. Параллельно направлению ветра	Четыре, двухкамерный стеклопакет, 1500 × 1200 мм	Нет	2,59 кВт
7. Санузел совмещенный. 4,12 м². Потолок 2.8 м. Хорошо утепленный пол. Сверху -утепленный чердак.	Одна, Север. Высокая степень утепления. Наветренная сторона	Одно. Деревянная рама с двойным остеклением. 400 × 500 мм	Нет	0,59 кВт
ИТОГО:

Затем, пользуясь размешенным ниже калькулятором производим расчет для каждого помещения (уже с учетом 10% резерва). С использованием рекомендуемого приложения это не займет много времени. После этого останется просуммировать полученные значения по каждой комнате – это и будет необходимая суммарная мощность системы отопления.

Результат по каждой комнате, кстати, поможет правильно выбрать требуемое количество радиаторов отопления – останется только разделить на удельную тепловую мощность одной секции и округлить в большую сторону.

Калькулятор расчета требуемой тепловой мощности отопления по помещениям

Согласитесь, что рассчитанные результаты, особенно если рассматривать по помещениям в отдельности, могут существенно отличаться от тех, которые получились бы при упоминавшимся выше соотношении 100 Вт на 1 м².

Кстати, калькулятор дает возможность немного «поиграть» с теми исходными данными, которые хозяева в силах изменить, и посмотреть, как будут меняться результаты. Возможно, это поможет выявить «слабые места» и придаст своеобразный импульс на принятие мер по обеспечению максимальной утепленности дома. Затраты на качественную термоизоляцию очень быстро окупятся экономией на системе отопления.

Приведенная система расчета тепловой мощности отопления может вызвать вопрос в том плане, что достаточно размыто указаны критерии утепленности стен. С этим можно согласиться – но это сделано лишь для упрощения самостоятельны вычислений с вполне допустимым уровнем погрешности. Если отталкиваться от точного «канонического» расчета тепловых потерь, алгоритм получится слишком сложным и громоздким, и далеко не каждый среднестатистический посетитель сможет с ним разобраться.

Тем не менее, в качестве полезного «бонуса» будет представлена несложная методика достаточно точной оценки теплотехнических характеристик стен и других элементов здания, чтобы любой хозяин смог сам увидеть, насколько они утеплены, и в какой дополнительной термоизоляции еще нуждаются.

Оценка степени утепленности элемента дома и требуемой толщины термоизоляции

Общий принцип расчета

Принцип расчета заключается в том, что каждая строительная конструкция жилого дома должна обладать определенным нормированным значением сопротивления теплопередаче. Эти параметры рассчитаны специалистами и сведены в таблицах СНиП, отдельно для каждого региона, в зависимости от особенностей климатических условий.

Таблицы слишком объемны, поэтому в нашем случае предлагаем воспользоваться картой-схемой, расположенной ниже.

Карта схема с нормированными значениями сопротивления теплопередаче строительных конструкций

Обратите внимание, что для стен, перекрытий (полов или потолков) и покрытий (кровля) указаны свои значений – они выделены различными оттенками.

Чаще всего и стены, и другие ограждающие элементы дома имеют многослойную конструкцию (впрочем, это не догма – возможно и однослойное строение, но так расчет будет ещё проще). Каждый из слоев обладает собственными характеристиками термического сопротивления, и все они в сумме дадут итоговый параметр.

Значение сопротивления теплопередаче для каждого отдельного слоя равно:

Rx = hх / λх

hх — толщина слоя в метрах

λх — значение коэффициента теплопроводности материала слоя. Это табличная величина, которую несложно отыскать в справочниках для любого из строительных, отделочных или утеплительных материалов.

Таким образом, зная особенности конструкции стены или другого ограждения, несложно рассчитать суммарную величину сопротивления теплопередаче и выявить, насколько она не соответствует нормированному значению. Ну а если полученную разницу умножить на коэффициент теплопроводности выбранного термоизоляционного материала, то это станет рекомендуемой толщиной утепления, чтобы конструкция соответствовала необходимым параметрам.

Упрощенная схема многослойной ограждающей конструкции

В предложенном ниже калькуляторе предусмотрен расчет для многослойной конструкции, включающей основной слой (поз. 1), уже имеющееся утепление (если оно есть) (поз. 2), слой внутренней (поз. 3) и внешней (поз. 4) отделки. Если каких-то слоев в реальности нет – то этот пункт в калькуляторе просто не заполняется.

Примечание: в расчёт не берутся внешние отделочные слои вентилируемых конструкций фасада или кровли (например, сайдинг или кровельный материал), так как их термическое сопротивление не оказывает значимого воздействия на общую утепленность.

Последним пунктом в калькуляторе будет предложено выбрать тот или иной вид утеплителя, и в результате расчетов будет указана рекомендуемая толщина термоизоляционного слоя.

Калькулятор оценки необходимости дополнительного утепления

Вот теперь оценить степень утепленности своих стен (или других элементов здания), для расчета необходимой тепловой мощности отопления – уже не составит большого труда. Можно поступить примерно так – ввести все запрашиваемые значения, а в конце указать в качестве утеплителя, например, минеральную базальтовую вату.

• Если получится результат, стремящийся к нулю (менее 10 мм толщины) или даже отрицательное значение, то можно считать стены хорошо утепленными.
• При рекомендуемой толщине утепления до 75 ÷ 80 мм можно условно считать, что стены имеют среднюю степень утепленности.
• В том случае, когда результат больше, а еще хуже — «зашкаливает» за 100 мм – беда, уровень теплопотерь очень высокий, и система отопления будет «пожирать» энергоресурсы на никому не нужный «обогрев улицы». И в этом случае главные усилия должны быть сконцентрированы на обеспечение надежной термоизоляции.

Безусловно, при желании в интернете можно отыскать более мощные программы профессионального уровня сложности для расчета теплотехнических характеристик системы отопления. В качестве примера – видеосюжет, в котором показан процесс подобного расчета. Но, повторимся, для проведения самостоятельных вычислений вполне подойдет и предложенная методика – уровень погрешности будет вполне допустимым. Печь долгого горения узнавайте по ссылке.

Видео: пример расчета системы отопления с помощью специальной прикладной программы

Возможно, вас заинтересует информация о том, что такое байпас в системе отопления

Евгений Афанасьев главный редактор

Автор публикации 11.02.2016

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!