РАСЧЕТ СИСТЕМ ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ

А. Основной способ расчета

Вес воздуха G, вводимого за единицу времени в помещение для его отопления, определяется по известной формуле

При определении расчетного количества воздуха для квартир жилых зданий следует исходить из установленных для них норм воздухообмена (см. § 71) с условием удаления воздуха из квартир через вентиляционные системы санузлов и кухонь.

Максимальная температура подаваемого в помещение воздуха должна приниматься равной 70°С — при подаче воздуха на высоте более 3,5 м от пола и 45°С—при подаче воздуха на высоте менее 3,5 м от пола и на расстоянии более 2 м от работающего.

В централизованных прямоточных и с частичной рециркуляцией воздуха системах воздушного отопления количество вводимого воздуха принимается по требованиям, предъявляемым к вентиляции; при этом температуру приточного (вводимого) воздуха определяют по формуле

Если температура Пр окажется выше допустимой, то для ее снижения следует увеличить количество приточного воздуха.

В прямоточных системах отопления с естественным побуждением количество перемещаемого воздуха изменяется в зависимости от наружной температуры. При понижении наружной температуры естественное давление возрастает, в результате чего увеличивается количество поступающего в помещение воздуха; при повышении наружной температуры происходит обратное явление.

Расчет воздуховодов систем воздушного отопления ведется по действующему в них давлению.

Так, при расчете приточных и вытяжных каналов прямоточных систем отопления с естественным побуждением действующее в них давление определяют по тем же формулам, которые принимаются и для расчета систем приточно-вытяжной вентиляции (см. § 75).

Для рециркуляционной системы (рис. XXIII. 1,6) действующее давление Нр в кгс/м2 определяют по формуле

В системах воздушного отопления с механическим побуждением действующее давление принимается равным давлению, развиваемому вентилятором.

Определение расхода тепла в системах воздушного отопления. Для систем воздушного отопления, работающих на полной циркуляции, расход тепла в ккал/ч на нагревание воздуха

Методику подбора калориферов, вентиляторов и расчета воздуховодов для систем воздушного отопления см. в § 78 и 82.

Б. Расчет системы воздушного отопления с сосредоточенным выпуском воздуха

При выборе места выпуска воздуха из отопительных агрегатов следует учитывать, что распространение приточных струй не должно встречать препятствий в виде массивных строительных конструкций и оборудования. Горизонтальное расстояние между препятствиями и местом выпуска воздуха должно быть не меньше удвоенной высоты помещения, при этом выпуск воздуха следует предусматривать выше этих препятствий.

Высоту выпуска воздуха h над уровнем пола помещения принимают от 3,5 до 6 м для помещений высотой до 8 л и для помещений большей высоты — от 5 до 7 л. Для регулирования температуры и подвижности воздуха в рабочей зоне приточные отверстия следует снабжать подвижными лопатками, позволяющими изменять направление выпуска воздуха по горизонтали.

При определении теплопотерь помещения при воздушном отоплении температуру воздуха под перекрытием следует назначать на 3° выше температуры воздуха в рабочей зоне.

Подвижность воздуха в рабочей зоне должна соответствовать гигиеническим требованиям. Так, в помещениях, где работа выполняется в сидячем положении, при температуре воздуха 18—20°С скорость имаКс должна быть не более 0,26 м/сек, в помещениях, где выполняется легкий физический труд,— не более 0,5 м/сек и в помещениях, где выполняется тяжелый физический труд,— не более 0,76 м/сек.

Ширину зоны, обслуживаемой одной струей, рекомендуется принимать в 3—4 раза большей высоты помещения. Площадь поперечного сечения зоны, обслуживаемой одной струей воздуха, следует определять исходя из высоты помещения.

Высоту зоны, обслуживаемой одной струей воздуха, определяют следующим образом: при направлении струи вдоль фонаря —с учетом фонарного пространства; при направлении струи перпендикулярно оси фонаря — без учета фонарного пространства; при решетчатых фермах независимо от направления струи—с учетом пространства между фермами.

Общее количество струй К зависит от схемы выпуска воздуха и равно:

Величина коэффициента турбулентной струи а, как видно из таблицы, в основном определяется принятой конструкцией приточного насадка и условиями подведения к нему воздуха. От принятого значения а зависит дальнобойность струи.

Значения коэффициентов приведены в табл. XXIII.2.

Дальнобойность струй L и R должна быть равна длине обслуживаемой ею зоны помещения.

Если в результате подсчета будет получено большее значение дальнобойности, то следует соответственно уменьшить подвижность воздуха в рабочей зоне помещения Омане или увеличить значение коэффициента турбулентной структуры струи а. При меньшем значении дальнобойности необходимо, наоборот, уменьшить величину а или увеличить оМакс.

Кратность циркуляции воздуха п принимают: а) для системы отопления с полной рециркуляцией воздуха:

б) для системы отопления, совмещенной с вентиляцией,— по расчетным объемам вентиляционного воздуха, но не менее величины, принимаемой для отопления с полной рециркуляцией воздуха.

Температура подаваемого в помещение воздуха /Пр, которая не должна превышать 70°С, проверяется по формуле

Расчет эффективности воздушного отопления

Монтаж системы отопления невозможен без осуществления предварительных вычислений. Полученные сведения должны быть максимально точными, поэтому расчет воздушного отопления производят эксперты с использованием профильных программ, учитывая нюансы конструкции.

Рассчитать систему воздушного отопления (далее – СВО) можно самостоятельно, обладая элементарными познаниями в математике и физике.

В этом материале мы расскажем, как рассчитать уровень теплопотерь дома и СВО. Для того чтобы все было максимально понятно будут приведены конкретные примеры вычислений.

Несложный расчет воздушной отопительной системы, совмещенной с приточной вентиляцией

Тут, само собой разумеется, очень многое зависит от метода организации циркуляции воздуха. В случае если, к примеру, употребляется лишь частичная рециркуляция, то это разрешит мало сэкономить на электричестве, поскольку нагревательному прибору не нужно будет тратить энергию на подогрев воздуха с температурой, равной уличной.

Иначе, вариант с частичной рециркуляцией не всегда приемлем чисто с гигиенической точки зрения, поскольку часть загрязненного воздуха все равно останется в помещении. Но нулевая рециркуляция, особенно зимой, обойдется обладателям недешево, но воздушное пространство будет гарантированно будет чистым.

Расчет воздушного отопления совмещенного с вентиляцией выполняется исходя из того, что в помещении обязана поддерживаться заданная температура окружающей среды. От этого не должен мучиться приток, другими словами кратность замены воздуха в комнате должна быть кроме этого величиной постоянной.

В качестве примера приведен очень упрощенный вариант расчета, но он подойдет, к примеру, для частного строительства.

Целый расчет возможно поделить на 3 несложных этапа:

1. Необходимо выяснить теплопотери в помещении. Для упрощения расчета нужно воспользоваться онлайн-калькулятором, это разрешит учесть тонкости наподобие типа стеклопакета, установленного в квартире, климатической территории и т. д. При ручном расчете многие новички испытывают проблемы с этим,

Обратите внимание! От правильности исполнения этого пункта будет зависеть свойство отопительного прибора поддерживать нужную температуру в квартире. В случае если, к примеру, итог окажется заниженным, то нагреватель просто не справится и о комфорте возможно будет забыть.

1. После этого необходимо задаться температурой, которая обязана поддерживаться в помещении и температурой выхода (на выходе из отопительного прибора) и выяснить расход воздуха при заданных условиях. Расчет ведется по формуле

в данной формуле приняты такие обозначения:

• Qп – потери тепла, подсчитаны на прошлом этапе, Вт,
• с – теплоемкость воздуха, Дж/(кг•К), справочная величина, принимается равной 1005,
• tг и tв – температура из отопительного прибора и температура в комнате, ?С.

1. Определяется расход тепла, которое нужно будет затратить на подогрев этого воздуха, употребляется формула

где tн – наружная температура окружающей среды, ?С.

Пример расчета

Как пример выполним несложный расчет в котором стоит задача выполнить расчет отопления и вентиляции, при условии их совместной работы.

Приняты такие данные:

• в комнате установлены двойные стеклопакеты, а площадь остекления в процентном соотношении образовывает 20% от площади стенки,
• принята наружная температура -30?С,
• в комнате лишь одна стенки выходит наружу,
• площадь помещения – 20 м2,
• в доме обязана неизменно поддерживать температура на уровне +20 ?С, температура подачи +50 ?С,

Расчет делаем по рекомендованной методике:

• потери тепла для для того чтобы случая составят 2,26 кВт,
• расход воздуха для для того чтобы случая должен составлять G = 2260/(1005(50-20)) = 0,075 кг/с,
• тепла на подогрев пригодится Qн = 0,075•1005•(20-(-30)) = 3769 Вт = 3,77 кВт. Уже опираясь на эти сведенья возможно подбирать отопительный прибор по паспортным чертям.

Второй этап

2.Зная теплопотери, рассчитаем расход воздуха в системе используя формулу

G- массовый расход воздуха, кг/с

Qп- теплопотери помещения, Дж/с

C- теплоемкость воздуха, принимается 1,005 кДж/кгК

tг- температура нагретого воздуха (приток), К

tв – температура воздуха в помещении, К

Напоминаем что К= 273+°С, то есть чтоб перевести ваши градусы Цельсия в градусы Кельвина нужно к ним добавить 273. А чтоб перевести кг/с в кг/ч нужно кг/с умножить на 3600.

Перед расчетом расхода воздуха необходимо узнать нормы воздухообмена для для данного типа здания. Максимальная температура приточного воздуха 60°С, но если воздух подается на высоте меньше 3 м от пола эта температура снижается до 45°С.

Еще одно, при проектировании системы воздушного отопления возможно использование некоторых средств энергосбережения, таких как рекуперация или рециркуляция. При расчете количества воздуха системы с такими условиями нужно уметь пользоваться id диаграммой влажного воздуха.

Имеет ли суть совмещать отопительную и вентиляционную системы?

Большая часть людей у нас привыкли к классическому водяному отоплению, а вопрос совмещения вентиляции и отопления кроме того не рассматривают действительно, а напрасно. Так как проектирование системы вентиляции и отопления как единого целого разрешит максимально использовать возможности воздуховодов, они не будут простаивать в холодной время года.

К тому же, воздушная система отопления имеет ряд преимуществ перед классической, где в качестве теплоносителя употребляется вода.

Применение воздуха в качестве теплоносителя разрешает:

• продолжить срок работы системы (долговечность воздушной отопительной системы достигает до 40 лет),
• сократить время прогрева помещения,

Обратите внимание! В случае с водяной системой необходимо дождаться пока радиатор даст достаточное количество тепла, это занимает часы. Воздушная система поставляет в комнату уже подогретый воздушное пространство, необходимо лишь подождать пока он смешается с холодным воздухом. На это уйдет всего лишь 20 – 30 мин..

Второй этап

2.Зная теплопотери, рассчитаем расход воздуха в системе используя формулу

G- массовый расход воздуха, кг/с

Qп- теплопотери помещения, Дж/с

C- теплоемкость воздуха, принимается 1,005 кДж/кгК

tг- температура нагретого воздуха (приток), К

tв – температура воздуха в помещении, К

Напоминаем что К= 273+°С, то есть чтоб перевести ваши градусы Цельсия в градусы Кельвина нужно к ним добавить 273. А чтоб перевести кг/с в кг/ч нужно кг/с умножить на 3600.

Перед расчетом расхода воздуха необходимо узнать нормы воздухообмена для для данного типа здания. Максимальная температура приточного воздуха 60°С, но если воздух подается на высоте меньше 3 м от пола эта температура снижается до 45°С.

Еще одно, при проектировании системы воздушного отопления возможно использование некоторых средств энергосбережения, таких как рекуперация или рециркуляция. При расчете количества воздуха системы с такими условиями нужно уметь пользоваться id диаграммой влажного воздуха.

Приточная вентиляция совмещенная с воздушным отоплением

Принцип воздушного отопления на основе приточной установки основана на рециркуляции воздуха, установка забирает воздух из помещения, добавляет необходимое количество свежего воздуха, очищает, нагревает и вновь подает в помещение. Для распределения воздуха по помещениям прокладывается сеть воздуховодов, заканчивающихся воздухораспределительными решетками, диффузорами или анемостатами. Основной сложностью таких систем, по мнению специалистов нашего проектного института по отоплению в Украине является балансировка таких систем, чем больше помещений, тем тяжелее увязать их между собой. Для этого необходима дорогостоящая автоматика, поэтому такие системы более эффективны именно в промышленном и производственном секторах, в больших магазинах и других помещениях с большим объемом.

Проектирование систем воздушного отопления на основе приточных установок

Проектирование систем отопления, в том числе и воздушных, начинается теплотехнического расчета, которым определяется требуемое количество тепла для каждого производственного или бытового помещения. После расчетов требуемого тепла, задаемся температурой подачи, зависящей от:

• Высоты помещения – чем больше высота помещения, тем ниже температура подачи, чтоб струя воздуха достигала пола.
• Материалов воздуховодов и распределительных решеток – пластиковые решетки имеют свойство деформироваться в даже от не сильно большой температуры, которая действует продолжительное время.
• Назначения помещения – в помещениях с постоянным нахождением людей вблизи воздухораспределителей необходимо снижать температуру подачи иначе будет возникать дискомфорт.

Схемы воздушных отопительных систем

В зависимости от того, где расположен источник тепла, возможные схемы воздушных отопительных систем делятся на два типа:

• Центральная система
• Местная система.

Местная схема отопления

Когда площадь действия системы отопления распространяется всего на одно помещение, в котором находится сам тепловой центр, схема называется местной схемой воздушного отопления производственных помещений. Расчет и выбор схемы производятся в зависимости от специфики производственного объекта, учета ряда эксплуатационных требований.

Центральная схема отопления

Другое название этой схемы — канальная. Смысл ее заключается в том, что воздух нагревается до нужной температуры в тепловом центре, а затем подается в помещения через воздуховоды. Тепловую установку можно разместить как внутри здания, так и снаружи.

Системы отопления, построенные по центральному типу, в свою очередь бывают рециркуляционными, прямоточными, частично-рециркуляционными.

Рециркуляционная система. Требует сравнительно небольших начальных расходов, эксплуатационные расходы тоже невелики.

Применяется в помещениях, где разрешается циркуляция воздуха.

Система с частичной рециркуляцией. Является более гибкой системой, реализуется за счет механических побуждений движения воздуха. Она способна работать в разных режимах: с частичной заменой воздуха или полной. Может работать в сочетании с вентиляционными установками.

Прямоточная система. Применение такой системы актуально для помещений, в которых выделяются взрывоопасные вещества, токсичные или пожароопасные — в тех случаях, когда попадание этих веществ в другие помещения недопустимо.