Расчет систем воздушного отопления

Как и для расчета любой другой системы отопления, для расчета воздушного отопления необходимо ориентироваться и быть знакомым с ГОСТами и СНИПами. Но если же вы решили сэкономить и рассчитать систему сами, тогда вам поможет наша статья.

И так, приступаем к самому расчету:

Первый этап

1.Первым делом нужно рассчитать общие теплопотери помещений. Для этого лучше всего использовать программное обеспечение или же использовать Excel.

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.

Третий этап

3. Подбираем воздухонагреватель, по мощности, необходимой для обеспечения нагрева воздуха до необходимой температуры. Не забываем, что если система воздушного отопления связана с вентиляцией то Qот ≥ Qвент+Qп.

Четвертый этап

1)Задаемся количеством решеток и выбираем из каталога их размеры

2) Зная их количество и расход воздуха, рассчитываем количество воздуха для 1 решетки

3) Рассчитываем скорость выхода воздуха из воздухораспределителя за формулой V= q /S, где q- количество воздуха на одну решетку, а S- площадь воздухораспределителя. Обязательно необходимо ознакомится с нормативной скоростью вытока, и только после того как рассчитанная скорость будет меньше нормативной можно считать , что количество решеток подобрано правильно.

Пятый этап

5. Делаем аэродинамический расчет системы. Для облегчения расчета специалисты советуют приблизительно определить сечение магистрального воздуховода за суммарным расходом воздуха:

• расход 850 м 3 /час – размер 200 х 400 мм
• Расход 1 000 м 3 /час – размер 200 х 450 мм
• Расход 1 100 м 3 /час – размер 200 х 500 мм
• Расход 1 200 м 3 /час – размер 250 х 450 мм
• Расход 1 350 м 3 /час – размер 250 х 500 мм
• Расход 1 500 м 3 /час – размер 250 х 550 мм
• Расход 1 650 м 3 /час – размер 300 х 500 мм
• Расход 1 800 м 3 /час – размер 300 х 550 мм

Как правильно выбрать воздуховоды для воздушного отопления?

Заключение

После проведения всех расчетов можно приступать к покупке и монтированию системы. И не забывайте, если вы не хотите переплачивать за эксплуатацию и ремонт систем отопления, обязательно нужно ознакомится с нормами и правильно рассчитать систему. Желаем удачи!

Температура воздушного отопления нормы

Группа: Участники форума
Сообщений: 5907
Регистрация: 12.10.2009
Из: Шантарск-Севастополь (пробегом)
Пользователь №: 39475

Ответ совершенно неверный. При воздушном отоплении необходимо обеспечить равномерный обогрев и предотвратить всплытие теплого воздуха вверх. Это достигается правильным подбором и расстановкой воздухораспределителей и расчетом температуры подаваемого воздуха. А при воздушном отоплении она всегда будет выше температуры РЗ. Допустимый перегрев также зависит от схемы воздухораспределения.

Вот реальная ситуация — цех холодной штамповки. Объем 100000 м3. Высота 17 м. Работает 20 чел. Выделений вредностей нет. Подача наружного воздуха по норме на рыло 20*30=600 м3/ч. Обогреете такой цех таким объемом воздуха, даже не зная теплопотерь? Разумеется нет. А теплопотери порядка 2500000 ккал/ч. Для их компенсации воздух в количестве 600 м3 надо было бы перегреть на 1700 градусов. И даже 60 тыс.м3/ч будет мало для воздушного отопления — перегрев 17 градусов, нельзя подавать непосредственно в РЗ а при подаче даже сверху вниз теплый воздух всплывет.

Надо будет или несколько ВОА ставить с большим объемом, или большую приточку тысяч на 200 м3/ч. И то и другое нерационально.

Потому, что это действительно примерно так. Потому что он знает. И пишет «в среднем». Потому что 1 кратностью не обогреть, а от 8 до 64 только ради воздушного отопления бессмысленно.
Более точно определяется расчетом.

Группа: Участники форума
Сообщений: 1257
Регистрация: 3.10.2007
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 11699

Группа: Участники форума
Сообщений: 5907
Регистрация: 12.10.2009
Из: Шантарск-Севастополь (пробегом)
Пользователь №: 39475

Вставлю свои пять коппеек.
Объясните мне «манагеру», пожалуйста, что правильно называть воздухообменом.

Мне кажется, это понятие относиться к теме вентиляции.

«Манагеры» тоже должны знать терминологию не на уровне «мне кааааэтца» и не по каким-то сомнительным источникам, а по нормативным документам.

Обмен воздуха — это и есть воздухообмен. Величина воздухообмена определяется по приложению Л СП 60 по нескольким формулам.

Из каких «сочинений» взяты эти слова «коэффициент воздухообмена»? В вентиляционной науке коэффициент воздухообмена никакого отношения к объемам не имеет. Это параметр, по которому, в зависимости от способа организации воздухообмена, вида воздухораспределителей и доли поступлений тепла в РЗ определяется температура и концентрации в удаляемом воздухе.

Итак, для целей вентиляции необходим нормируемый воздухообмен — чтобы обеспечить «дыхательные» параметры в РЗ. А для целей воздушного отопления необходимо перемешивание воздуха, такое, чтобы и обеспечить нагрев всего помещения, предотвратить перегрев верхней зоны (куда всплывает теплый воздух) и, одновременно, не допустить превышения допустимых скоростей и температур в воздушных струях, достигающих РЗ.

Это довольно сложная задача, как при отоплении ВО, так и при воздушном отоплении, совмещенном с приточной вентиляцией. На эту тему есть несколько методик расчета. Но общим признаком является то, что объем перемешиваемого воздуха всегда получается достаточно большой (порядка нескольких кратностей), а температура выпускаемого в помещение воздуха — достаточно низкой. Не 40 или 60, или 1700 градусов, а менее 30.

Иногда при эксплуатации допускают, по незнанию, глупости. Как-то на прицепном заводе в Тавде рабочие забастовали — холодно в главном корпусе. Приехала комиссия из Минавтопрома, нас вызвали как генпроектировщиков, энергетиков с ближайших заводов.

И что оказалось — заводская котельная отличная, топлива полно, теплоноситель до 150 градусов выдает. В корпусе стоят приточки, у которых аж по шесть рядов калориферов наставили. Температура приточного воздуха +45, а в рабочей зоне +5. Вот это как раз несоблюдение условий воздушного отопления.

Воздух подавался ВЭСами в направлении РЗ, и сразу всплывал. Под перекрытием вообще «сауна», а внизу холод. Заставили местного главного механика (отопление на нем висело) отключить лишние ряды, оставить только два. Это за час сделали, благо арматура на рядах была. Температура притока упала до +30, а в РЗ поднялась до +15.

А на следующий день ещё и ВЭСы повернули под углом к горизонтали, как и должно было быть по проекту. Тут уж аврально работали — надо было 12 полуотводов вставить на высоте. Но сделали, и температура в РЗ стала +20 градусов.

Потом энергетик механик на комиссии — «я же хотел как лучше, я же механик, я не знал про воздушное отопление». Ну а специалисты на АВОК знать обязаны.

Расчет воздушного отопления: основные принципы + пример расчета

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.

Расчет теплопотерь дома

Для выбора СВО необходимо определить количество воздуха для системы, начальную температуру воздуха в воздуховоде для оптимального обогрева помещения. Чтобы узнать эти сведения, нужно рассчитать теплопотери дома, а к основным вычислениям приступать позже.

Любое здание в период холодов теряет тепловую энергию. Максимальное ее количество покидает помещение через стены, крышу, окна, двери и другие ограждающие элементы (далее – ОК), выходящие одной стороной на улицу.

Чтобы обеспечить определенную температуру в доме, нужно вычислить тепловую мощность, которая способна компенсировать тепловые затраты и поддержать в доме желаемую температуру.

Существует ошибочное мнение, что тепловые потери одинаковы для каждого дома. Одни источники утверждают, что для отопления небольшого дома любой конфигурации достаточно 10 кВт, другие ограничиваются цифрами в 7-8 кВт на кв. метр.

Согласно упрощенной схеме расчетов каждые 10 м 2 эксплуатируемой площади в северных регионах и районах средней полосы должны обеспечиваться поставкой 1 кВт тепловой мощности. Эту цифру, индивидуальную для каждого строения, умножают на коэффициент 1,15, тем самым создают запас тепловой мощности на случай непредвиденных потерь.

Однако такие оценки довольно грубые, к тому же в них не учитываются качества, особенности материалов, использующихся при строительстве дома, климатические условия и другие факторы, влияющие на тепловые расходы.

Если в возведении дома использовались современные строительные материалы теплопроводность которых низкая, то и теплопотери конструкции будут меньшими, а значит, тепловая мощность потребуется меньшая.

Если взять тепловое оборудование, генерирующее мощность, превышающую необходимую, то появится избыток тепла, который обычно компенсируют с помощью вентиляции. В этом случае появляются дополнительные финансовые расходы.

Если для СВО подобрано оборудование малой мощности, то в помещении будет ощущаться дефицит тепла, поскольку устройство не сможет генерировать нужно количество энергии, из-за чего потребуется приобретать дополнительные тепловые установки.

Тепловые затраты здания зависят от:

• строения ограждающий элементов (стен, потолков и др), их толщины;
• площади отапливаемой поверхности;
• ориентированности относительно сторон света;
• минимальной температуры за окном в регионе, городе на протяжении 5 зимних дней;
• продолжительности отопительного сезона;
• процессов инфильтрации, вентиляции;
• бытовых теплопоступлений;
• расхода тепла на бытовые нужды.

Грамотно рассчитать потери тепла невозможно без учета инфильтрации и вентиляции, существенно влияющих на количественную составляющую. Инфильтрация – естественный процесс перемещения воздушных масс, который происходит во время движения людей по помещению, открытия окон для проветривания и других бытовых процессов.

Вентиляция – специально установленная система, через которую происходит подача воздуха, причем воздух может заходить в помещение с меньшей температурой.

Тепло поступает в помещение не только через систему обогрева, но и через нагревающиеся электроприборы, лампы накаливания, людей. Важно учитывать также расходы тепла на обогрев холодных предметов, принесенных с улицы, одежды.

Перед выбором оборудования для СВО, проектированием системы отопления важно с высокой точность рассчитать теплопотери дома. Сделать это можно с помощью бесплатной программы Valtec. Чтобы не вникать в тонкости приложения, можно использовать математические формулы, которые дают высокую точность расчетов.

Для расчета общих тепловых потерь Q жилища необходимо вычислить тепловые затраты ограждающих конструкций Q_org.k, расходы энергии на вентиляцию и инфильтрацию Q_v, учесть бытовые расходы Q_t. Потери измеряются и записываются в Вт.

Для вычисления общих теплозатрат Q используют формулу:

Далее рассмотрим формулы для определения тепловых затрат:

Определение теплопотерь ограждающих конструкций

Через ограждающие элементы дома (стены, двери, окна, потолок и пол) выходит наибольшее количество тепла. Для определения Q_org.k необходимо отдельно рассчитать теплопотери, которые несет каждый элемент конструкции.

То есть Q_org.k рассчитывается по формуле:

Чтобы определить Q каждого элемента дома, необходимо узнать его строение и коэффициент теплопроводности или коэффициент теплосопротивления, который указывают в паспорте материала.

Расчет тепловых потерь происходит для каждого однородного слоя ограждающего элемента. Например, если стена состоит из двух разнородных слоев (утеплителя и кирпичной кладки), то расчет производится отдельно для утеплителя и для кирпичной кладки.

Вычисляют тепловые расходы слоя с учетом желаемой температуры в помещении по выражению:

В выражении переменные имеют следующий смысл:

• S – площадь слоя, м 2 ;
• t_v – желаемая температура в доме, °С; для угловых комнат температура берется на 2 градуса выше;
• t_n – средняя температура наиболее холодной 5-дневки в регионе, °С;
• k – коэффициент теплопроводности материала;
• B – толщина каждого слоя ограждающего элемента, м;
• l– табличный параметр, учитывает особенности теплозатрат для ОК, расположенных в разных сторон света.

Если в стене, для которой производится расчет, встроены окна или двери, то при расчете Q из общей площади ОК необходимо вычесть площадь окна или двери, поскольку расходы их тепла будут иными.

Коэффициент теплосопротивления высчитывается по формуле:

D = B/k

Формулу тепловых потерь для отдельно взятого слоя можно представить в виде:

На практике для вычисления Q пола, стен или потолков отдельно рассчитывают коэффициенты D каждого слоя ОК, суммируют их и подставляют в общую формулу, что упрощает процесс расчетов.

Учет расходов инфильтрации и вентиляции

В помещение из системы вентиляции может поступать воздух низкой температуры, который существенно влияет на теплопотери. Общая формула для этого процесса выглядит так:

В выражении буквенные символы имеют значение:

• L_n – расход поступающего воздуха, м 3 /ч;
• p_v – плотность воздуха в помещении при заданной температуре, кг/м 3 ;
• t_v – температура в доме, °С;
• t_n – средняя температура наиболее холодной 5-дневки в регионе, °С;
• c – теплоемкость воздуха, кДж/(кг*°C).

Параметр L_n берется из технических характеристик системы вентиляции. В большинстве случаев приточный воздухообмен обладает удельным расходом 3 м 3 /ч, исходя из чего L_n вычисляется по формуле:

В формуле S_pol – площадь пола, м 2 .

Плотность воздуха в помещении p_v определяется выражением:

Здесь t_v – заданная температура в доме, измеряется в °С.

Теплоемкость с является постоянной физической величиной и равна 1.005 кДж/(кг× °С).

Неорганизованная вентиляция, или инфильтрация, определяется по формуле:

• G_h – расход воздуха через каждое ограждение, является табличным значением, кг/ч;
• k_t – коэффициент влияния теплового воздушного потока, берется из таблицы;
• t_v , t_n – заданные температуры внутри помещения и снаружи, °С.

При открытии дверей происходят наиболее значительные теплопотери воздуха, поэтому, если вход оборудован воздушно-тепловыми завесами, их также следует учесть.

Для расчета тепловых потерь дверей используется формула:

• Q_dv – расчетные теплопотери наружных дверей;
• H – высота здания, м;
• j – табличный коэффициент, зависящий от типа дверей и их месторасположения.

Если в доме присутствует организованная вентиляция или инфильтрация, то расчеты производятся по первой формуле.

Поверхность ограждающих элементов конструкции может быть неоднородна – на ней могут встречаться щели, неплотности, через которые проходит воздух. Эти тепловые потери считаются незначительными, но их также возможно определить. Сделать это можно исключительно программными методами, поскольку произвести вычисления некоторых функций без использования приложений невозможно.

Бытовые поступления тепла

Через электрические приборы, тело человека, лампы в помещение приходит дополнительное тепло, которое тоже учитывают при расчетах тепловых потерь.

Опытным путем установлено, что такие поступления не могут превышать отметку 10 Вт на 1 м 2 . Поэтому формула вычисления может иметь вид:

В выражении S_pol – площадь пола, м 2 .

Основная методика расчета СВО

Основной принцип работы любой СВО заключается в передаче тепловой энергии через воздух путем охлаждения теплоносителя. Основные ее элементы – теплогенератор и теплопровод.

Воздух в помещение подается уже нагретым до температуры t_r, чтобы поддерживать желаемую температуру t_v. Поэтому количество аккумулируемой энергии должно равняться общим теплопотерям здания, то есть Q. Имеет место равенство:

Q = E_ot × c × (t_v – t_n)

В формуле E – расход нагретого воздуха кг/с для отапливания помещения. Из равенства можем выразить E_ot:

Напомним, что теплоемкость воздуха с=1005 Дж/(кг×К).

По формуле определяют исключительно количество подаваемого воздуха, используемого только для отопления только в рециркуляционных системах (далее – РСВО).

Если СВО используют в качестве вентиляции, то количество подаваемого воздуха вычисляют следующим образом:

• Если количество воздуха для отопления превышает количество воздуха для вентиляции или равно ему, то берут во внимание количество воздуха для отопления, а систему выбирают прямоточной (далее – ПСВО) или с частичной рециркуляцией (далее – ЧРСВО).
• Если количество воздуха для отопления меньше количества воздуха, необходимого для вентиляции, то принимают во внимание только количество воздуха, необходимого для вентиляции, внедряют ПСВО (иногда – ЧРСВО), а температуру подаваемого воздуха вычисляют по формуле: t_r = t_v + Q/c × E_vent.

В случае превышения показателем t_r допустимых параметров, следует увеличить количество вводимого через вентиляцию воздуха.

Если в помещении есть источники постоянного тепловыделения, то температуру подаваемого воздуха уменьшают.

Для отдельно взятого помещения показатель t_r может оказаться разным. Технически реализовать идею подачи разной температуры в отдельно взятые помещения возможно, но намного проще подавать во все комнаты воздух одинаковой температуры.

В этом случае общую температуру t_r берут той, которая оказалась наименьшей. Тогда количество подаваемого воздуха вычисляют по формуле, определяющей E_ot.

Далее определим формулу для расчета объема поступающего воздуха V_ot при температуре его нагревания t_r:

Ответ записывается в м 3 /ч.

Однако воздухообмен в помещении V_p будет отличаться от величины V_ot, поскольку определять его необходимо исходя из внутренней температуры t_v:

В формуле для определения V_p и V_ot показатели плотности воздуха p_r и p_v (кг/м 3 ) вычисляются с учетом температуры нагретого воздуха t_r и температуры в помещении t_v.

Подаваемая температура в помещении t_r должна быть выше t_v. Это уменьшит количество подаваемого воздуха и позволит сократить габариты каналов систем с естественным движением воздуха или снизить расходы электричества в случае, если используется механическое побуждение для циркуляции нагретой воздушной массы.

Традиционно предельная температура приходящего в помещение воздуха при его подаче на высоте, превышающей отметку 3.5 м, должна составлять 70 °С. Если воздух подается на высоте менее 3.5 м, то его температура обычно приравнивается к 45 °С .

Для жилых помещений высотой 2.5 м допустимый температурный предел 60 °С. При установке температуры выше атмосфера теряет свои свойства и непригодна для вдыхания.

Если воздушно-тепловые завесы располагаются у внешних ворот и проемах, выходящих наружу, то допускается температура входящего воздуха 70 °С , для завес, находящихся в наружных дверях, до 50 °С.

На подаваемую температуры влияют способы подачи воздуха, направление струи (вертикально, по наклону, горизонтально и др.). Если в помещении постоянно находятся люди, то температуру подаваемого воздуха следует уменьшить до 25 °С.

После осуществления предварительных вычислений, можно определять необходимые теплозатраты на нагрев воздуха.

Для РСВО тепловые затраты Q₁ рассчитываются по выражению:

Для ПСВО расчет Q₂ производится по формуле:

Расход тепла Q₃ для ЧРСВО находится по уравнению:

Во всех трех выражениях:

• E_ot и E_vent – расход воздуха в кг/с на отопление (E_ot) и вентиляцию (E_vent);
• t_n – температура наружного воздуха в °С.

Остальные характеристики переменных прежние.

В ЧРСВО количество рециркуляционного воздуха определяется по формуле:

Переменная E_ot выражает количество смешанного воздуха, нагретого до температуры t_r.

В ПСВО с естественным побуждением есть особенность – количество движущегося воздуха меняется в зависимости от температуры снаружи. Если наружная температура падает, то давление системы возрастает. Это ведет к увеличению поступающего воздуха в дом. Если же температура повышается, то происходит обратный процесс.

Также в СВО, в отличие от систем вентиляции, воздух перемещается с меньшей и меняющейся плотностью по сравнению с плотностью воздуха, окружающего воздуховоды.

Из-за этого явления происходят следующие процессы:

1. Поступая из генератора, воздух, проходя воздуховоды, заметно охлаждается во время передвижения
2. При естественном движении количество поступающего в помещении воздуха с течением отопительного сезона меняется.

Вышеперечисленные процессы не учитываются, если в СВО для циркуляции воздуха используются вентиляторы, также она имеют ограниченную длину и высоту.

Если же система имеет множество разветвлений, достаточно протяженная, а здание большое и высокое, то необходимо сократить процесс охлаждения воздуха в воздуховодах, уменьшить перераспределение воздуха, поступающего под влиянием естественного циркуляционного давления.

Чтобы контролировать процесс охлаждения воздуха, выполняют тепловой расчет воздуховодов. Для этого необходимо установить начальную температуру воздуха и уточнить его расход с помощью формул.

Для вычисления теплового потока Q_ohl через стенки воздуховода, длина которого равна l, используют формулу:

В выражении величина q₁ обозначает тепловой поток, проходящий через стенки воздуховода длиной 1 м. Параметр вычисляется по выражению:

В уравнении D₁ – сопротивление теплопередачи от нагретого воздуха со средней температурой t_sr через площадь S₁ стенок воздуховода длиной 1 м в помещении при температуре t_v.

Уравнение теплового баланса выглядит таким образом:

• E_ot – количество воздуха, необходимого для отопления помещения, кг/ч;
• c – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг °С);
• t_nac – температура воздуха в начале воздуховода, °С;
• t_r – температура выпускаемого в помещение воздуха,°С.

Уравнение теплового баланса позволяет установить начальную температуру воздуха в воздуховоде по заданной конечной температуре и, наоборот, узнать конечную температуру при заданной начальной, а также определить расход воздуха.

Температуру t_nach также можно найти по формуле:

Здесь η – часть от Q_ohl, поступающая в помещение, в расчетах берется равной нулю. Характеристики остальных переменных были названы выше.

Уточненная формула расхода горячего воздуха будет выглядеть так:

Все буквенные значения в выражении определялись выше. Перейдем к рассмотрению примера расчета воздушного отопления для конкретного дома.

Пример расчета теплопотерь дома

Рассматриваемый дом располагается в городе Кострома, где температура за окном в наиболее холодную пятидневку достигает -31 градусов, температура грунта – +5 °С. Желаемая температура в помещении – +22 °С.

Рассматривать будем дом со следующими габаритами:

• ширина – 6.78 м;
• длина – 8.04 м;
• высота – 2.8 м.

Величины будут использоваться для вычисления площади ограждающих элементов.

Стены здания состоят из:

• газобетона толщиной В=0.21 м, коэффициентом теплопроводности k=2.87;
• пенопласта В=0.05 м, k=1.678;
• облицовочного кирпича В=0.09 м, k=2.26.

При определении k следует использовать сведения из таблиц, а лучше – информацию из технического паспорта, поскольку состав материалов разных производителей может отличаться, следовательно, иметь разные характеристики.

Пол дома состоит из следующий слоев:

• песка, В=0.10 м, k=0.58;
• щебня, В=0.10 м, k=0.13;
• бетона, В=0.20 м, k=1.1;
• утеплителя эковаты, B=0.20 м, k=0.043;
• армированной стяжки, В=0.30 м k=0.93.

В приведенном плане дома пол имеет одинаковое строение по всей площади, подвальное помещение отсутствует.

Потолок состоит из:

• минеральной ваты, В=0.10 м, k=0.05;
• гипсокартона, B=0.025 м, k= 0.21;
• сосновых щитов, В=0.05 м, k=0.35.

У потолочного перекрытия выходов на чердак нет.

В доме окон всего 8, все они двухкамерные с К-стеклом, аргоном, показатель D=0.6. Шесть окон имеют габариты 1.2×1.5 м, одно – 1.2×2 м, одно – 0.3×0.5 м. Двери имеют габариты 1×2.2 м, показатель D по паспорту равен 0.36.

Вычисление тепловых потерь стен

Расчет тепловых потерь будем производить для каждой стены в отдельности.

Для начала найдем площадь северной стены:

S_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

На стене отсутствуют дверные проемы и оконные отверстия, поэтому в расчетах будем использовать это значение S.

Исходя из состава стены, найдем ее общее теплосопротивление, равное:

Для нахождения D воспользуемся формулой:

D = B/k

Тогда, подставив исходные значения, получим:

D_s.sten = 0.21/2.87 + 0.05/1.678 + 0.09/2.26 = 0.14

Для подсчетов используем формулу:

Учитывая, что коэффициент l для северной стены равен 1.1, получим:

Q_sev.st = 22.51 × (22 + 31) × 0.14 × 1.1 = 184

В южной стене располагается одно окно площадью:

Поэтому в расчетах из S южной стены необходимо вычесть S окна, чтобы получить максимально точные результаты.

S_yuj.s = 22.51 – 0.15 = 22.36

Параметр l для южного направления равен 1. Тогда:

Q_sev.st = 22.36 × (22 + 31) × 0.14 × 1 = 166

Для восточной, западной стены уточняющий коэффициент l=1.05, поэтому достаточно вычислить площадь поверхности ОК без учета S окон и двери.

S_ok1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8

S_zap+vost = 2 × 6.78 × 2.8 – 2.2 – 2.4 – 10.8 = 22.56

Q_zap+vost = 22.56 × (22 + 31) × 0.14 × 1.05 = 176

В конечном итоге, общая Q стен равна сумме Q всех стен, то есть:

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

Итого, тепло уходит через стены в количестве 526 Вт.

Теплопотери через окна и двери

В плане дома видно, что двери и 7 окон выходят на восток и запад, следовательно, параметр l=1.05. Общая площадь 7 окон, учитывая вышеизложенные вычисления, равна:

S_okn = 10.8 + 2.4 = 13.2

Для них Q, с учетом того, что D=0.6, будет рассчитываться так:

Q_ok4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

Вычислим Q южного окна (l=1).

Q_ok5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

Для дверей D=0.36, а S=2.2, l=1.05, тогда:

Q_dv = 2.2 × (22 + 31) × 0.36 × 1.05 = 43

Суммируем полученные теплопотери и получим:

Q_ok+dv = 630 + 43 + 5 = 678

Далее определим Q для потолка и пола.

Расчет теплопотерь потолка и пола

Для потолка и пола l=1. Рассчитаем их площадь.

Учитывая состав пола, определим общее D.

D_pol = 0.10/0.58 + 0.10/0.13 + 0.2/1.1 + 0.2/0.043 + 0.3/0.93 =61

Тогда тепловые потери пола с учетом того, что температура земли равна +5, равны:

Q_pol = 54.51 × (21 – 5) × 6.1 × 1 = 5320

Рассчитаем общее D потолка:

D_pot = 0.10/0.05 + 0.025/0.21 + 0.05/0.35 = 2.26

Тогда Q потолка будет равно:

Q_pot = 54.51 × (22 + 31) × 2.26 = 6530

Общие теплопотери через ОК будут равны:

Q_ogr.k = 526 + 678 +6530 + 5320 = 13054

Итого, теплопотери дома будут равны 13054 Вт или почти 13 кВт.

Вычисление теплопотельпотерь вентиляции

В помещении работает вентиляция с удельным воздухообменом 3 м 3 /ч, вход оборудован воздушно-тепловым навесом, поэтому для расчетов достаточно воспользоваться формулой:

Рассчитаем плотность воздуха в помещении при заданной температуре +22 градуса:

Параметр L_n равен произведению удельного расхода на площадь пола, то есть:

L_n = 3 × 54.51 = 163.53

Теплоемкость воздуха с равна 1.005 кДж/(кг× °С).

Учитывая все сведения, найдем Q вентиляции:

Q_v = 0.28 × 163.53 × 1.2 × 1.005 × (22 + 31) = 3000

Итого тепловые расходы на вентиляцию составят 3000 Вт или 3 кВт.

Бытовые тепловые поступления

Поступления бытового характера вычисляются по формуле.

То есть, подставляя известные значения, получим:

Q_t = 54.51 × 10 = 545

Подводя итоги, можно увидеть, что общие теплопотери Q дома будут равны:

Q = 13054 + 3000 – 545 = 15509

Возьмем в качестве рабочего значения Q=16000 Вт или 16 кВт.

Примеры расчетов для СВО

Пусть температура подаваемого воздуха (t_r) – 55 °С, желаемая температура в помещении (t_v) – 22 °С, теплопотери дома (Q) – 16000 Вт.

Определение количества воздуха для РСВО

Для определения массы подаваемого воздуха при температуре t_r используется формула:

Подставляя в формулу значения параметров, получим:

E_ot = 16000/(1.005 × (55 – 22)) = 483

Объемное количество подаваемого воздуха рассчитывается по формуле:

Для начала вычислим плотность p:

p_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Воздухообмен в помещении определяется по формуле:

Vp = E_ot /p_v

Определим плотность воздуха в помещении:

p_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Подставляя значения в формулу, получим:

Таким образом, воздухообмен в помещении равен 405 м 3 за час, а объем подаваемого воздуха должен быть равен 451 м 3 за час.

Расчет количества воздуха для ЧРСВО

Для вычисления количества воздуха для ЧРСВО возьмем полученные сведения из предыдущего примера, а также t_r = 55 °С, t_v = 22 °С; Q=16000 Вт. Количество воздуха, необходимого для вентиляции, E_vent=110 м 3 /ч. Расчетная наружная температура t_n=-31 °С.

Для расчета ЧРСВО используем формулу:

Подставляя значения, получим:

Q₃ = [483 × (55 – 22) + 110 × 1.19 × (55 – 31)] × 1.005 = 27000

Объем рециркуляционного воздуха составит 405-110=296 м 3 в ч. Дополнительный расход тепла равен 27000-16000=11000 Вт.

Определение начальной температуры воздуха

Сопротивление механического воздуховода D=0.27 и берется из его технических характеристик. Длина воздуховода вне отапливаемого помещения l=15 м. Определено, что Q=16 кВт, температура внутреннего воздуха равна 22 градуса, а необходимая температура для отопления помещения равна 55 градусам.

Определим E_ot по вышеизложенным формулам. Получим:

E_ot = 10 × 3.6 × 1000/ (1.005 × (55 – 22)) = 1085

Величина теплового потока q₁ составит:

Начальная температура при отклонении η = 0 составит:

t_nach = 22 + (16 × 1000 + 137 × 15) × (55 – 22)/ 1000 × 16 = 60

Уточним среднюю температуру:

t_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

С учетом полученных сведений найдем:

t_nach = 22 + (16 × 1000 + 1972) × (55 – 22)/(1000 × 16) = 59

Из этого следует вывод, что при движении воздуха теряется 4 градуса тепла. Чтобы уменьшить потери тепла, необходимо теплоизолировать трубы. Также рекомендуем вам ознакомиться с другой нашей статьей, в которой подробно описывается процесс обустройства системы воздушного отопления.

Выводы и полезное видео по теме

Информативное видео о расчетах СВ средствами программы Ecxel:

Доверять расчеты СВО необходимо профессионалам, ведь только специалисты обладают опытом, соответствующими знаниями, учтут все нюансы при вычислениях.

Возникли вопросы, нашли неточности в приведенных вычислениях или хотите дополнить материал ценными сведениями? Оставляйте, пожалуйста, свои комментарии в расположенном ниже блоке.