Скорость остывания дома без отопления

Зима. Мороз. Аварийно отключено водяное отопление. Сколько времени есть на ремонт и восстановление работоспособности системы отопления без слива до размораживания? За какое время воздух в помещении остынет до критической температуры, при которой возникнет.

. опасность замерзания воды в трубах?

Критическим значением температуры внутреннего воздуха помещений принято считать +8°C. Предполагается, что при этом в подвалах, технических помещениях, на лестничных клетках температура может оказаться уже отрицательной, и последствия могут быть катастрофическими.

На скорость остывания дома влияют множество факторов: температура и влажность наружного воздуха, скорость и направление ветра, уровень и продолжительность инсоляции, наличие или отсутствие иных внутренних источников тепла (включая людей и животных), инфильтрация, вентиляция.

В расчете, представленном далее, будет учитываться только температура наружного воздуха. Этот факт не добавляет точности, делая расчет, по сути, оценочным, зато существенно его упрощает.

Следует заметить, что наука предлагает более высокоточные алгоритмы расчета скорости остывания дома (например: docplayer.ru/44638823-K-teorii-matematicheskogo-modelirovaniya-teplovogo-rezhima-zdaniy.html). Однако вся их точность нивелируется сложностью корректного определения фактических значений многочисленных исходных данных. А так как исходных параметров много, то неточности их значений в результате вычислений накапливаются в одной большой погрешности конечного результата.

Теория.

По классическому закону Ньютона-Рихмана время нагрева (охлаждения) тела в среде с постоянной температурой определяется по формуле:

z=(LN (ABS (t_н-t₁)) -LN (ABS (t_н-t₂)))·c·ρ·V/(α·F), с (1)

• t_н — температура среды, °C
• t₁ — начальная температура тела, °C
• t₂ — температура тела по истечении времени z, °C
• c — удельная теплоемкость тела, Дж/(кг·К)
• ρ — плотность тела, кг/м3
• V — объем тела, м3
• α — коэффициент теплоотдачи на границе поверхность тела — среда, Вт/(м2·К)
• F — площадь поверхности тела, м2

Выделим правую часть формулы и обозначим β:

β=c·ρ·V/(α·F), с (2)

β имеет размерность времени — секунда:

В строительной теплотехнике величину β принято называть коэффициентом аккумуляции тепла здания и считать не в секундах, а в часах.

Наиболее надежным, достаточно точным и простым способом определения коэффициента аккумуляции здания β является практический замер температуры воздуха в помещении (как правило, в угловом) при отключенном отоплении и достаточно стабильной наружной температуре при пасмурной безветренной погоде без осадков.

Если температура воздуха в точке замера снизится с t₁ до t₂ за z часов, то согласно тем же формулам (1) и (2):

β=z/LN ((t₁-t_н)/(t₂-t_н)), час (3)

Для некоторых типов зданий значения β приведены в таблице:

* МДС 41-6.2000, Таблица 2, автор таблицы: к.т.н. Брайнина Е.Ю.

** Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление, Москва, Стройиздат, 1991, стр. 81

Зная коэффициент аккумуляции β, можно достаточно легко смоделировать процесс остывания, вычислив время и среднюю скорость остывания дома:

z=β·LN ((t₁-t_н)/(t₂-t_н)), час (4)

Расчет в Excel скорости и времени остывания помещения.

На скриншотах далее представлен пример выполнения расчета, реализованного в Excel, с интерактивным отображением графика остывания помещения.

Задав исходные данные, вписав их в ячейки со светло-зеленой и светло-бирюзовой заливкой, пользователь получает автоматически вычисленные время z и скорость остывания v в ячейках листа Excel со светло-желтой заливкой фона.

Меняя шаг времени (в примере задан шаг 2 часа), можно визуально оценить темп остывания в разные по длине периоды времени.

В примере на скриншотах воздух в некоем помещении с коэффициентом аккумуляции β=20 часов остывает с t₁=20°C до t₂=8°C при температуре наружного воздуха t_н=-10°C. Расчет в Excel показывает, что этот процесс по времени займет z=10,2 часа.

Средний темп падения температуры или скорость остывания в течение этого промежутка времени составит v=1,2°C/час. Самая большая скорость остывания будет в первый час после отключения отопления: v_max=1,4°C/час.

Беглого взгляда на график достаточно, чтобы понять, что отрицательной температура воздуха в помещении станет через 22 часа.

Программу можно использовать для расчета коэффициента аккумуляции β или температуры воздуха в помещении t₂ по известному времени остывания z при помощи сервиса Excel «Подбор параметра».

Заключение.

Скорость остывания дома при отключении отопления зависит в первую очередь при отсутствии инфильтрации от коэффициента аккумуляции здания и от разницы между внутренней и внешней температурой воздуха.

Наибольшей способностью аккумулировать (запасать и сохранять) тепло обладают тяжелые массивные кирпичные старые здания с чугунными радиаторами и большим объемом воды в системе отопления. У таких домов коэффициент аккумуляции β достигает порой 120 часов.

С увеличением в здании количества и размеров окон, с уменьшением толщины стен в связи с широким использованием легких утеплителей, с распространением конвекторов, обуславливающих относительно небольшой объем теплоносителя в системе современные легкие дома плохо аккумулируют тепло. У таких зданий β может быть 40-20 часов и даже меньше.

Для одного и того же здания коэффициент аккумуляции угловых помещений верхних этажей меньше чем у срединных помещений средних этажей в 1,5-2 раза.

Прошу уважающих труд автора скачивать файл с программой расчетов после подписки на анонсы статей!

Если не будет отопления в моей квартире , как быстро она промерзнет?

Сообщений: 4 160

А если не топить в такие морозы, то скольокградусов будет в квартире ? Неужели минус ?

Сообщений: 1 418

Минуса точно не будет. Мы до морозов в этом году (до -15 примерно), вообще изредка только отопление включали. При этом температура в квартире держалась 20-22.
Хотя может это от дома зависит. У нас дом строился ИСКО-Ч, стены цельнокирпичные + с утеплением.
А в ОФС-овских домах, каркасных, и подбных, наверное теплоизоляция похуже будет.

Сообщение отредактировал Дядя Саша — Dec 15 2009, 14:42

Мусечка моя, Мурыся.

Сообщений: 4 622
Из: рекаю

если есть соседи которые топят будет в доме плюс, но сколько зависит от теплопотери, если дома малозаселенный. то в такой мороз может что-нибудь и замерзнет.заметила, что дома стало как-то зябко, так сильно не топили в морозы в прошлом году, все потому, что нет снега, он сдерживает тепло

Сообщений: 5 828
Из: Казань

+1. Сосед сверху «пробивал» индивидуальное отопление в доме с центральным, дело затянулось, он год жил вообще без никакого. Говорил, что +18 держалось всегда, за счет стен соседей, внутренних обогревателей в виде газ. плиты во время готовки, компа, ТВ, полотенцесушителя в ванной и самих теплокровных обитателей.

Сообщение отредактировал Дядя Саша — Dec 15 2009, 14:48

Сообщений: 4 160

Это получается можно вообще отопление отключить, если уж припрет. А нежилые в многоквартирных домах, так вообще не отпаливать.

У кого еще есть опыт ?

Сообщений: 64 703
Из: Чебоксары
Telegram: @blog21

Зимой прошлого года у нас в квартире случилась авария из-за чего котёл не работал. Мороз был -15, ночью -20. Ночь мы провели без отопления.

Всё очень быстро остывало — с 22-24 градусов комфортной температуры, до 18 градусов вечером и 13-14 градусов на утро. В тех комнатах где не было отопления был дубак.

Ждать когда остынет до нуля мы, слава богу, не стали. Ремонтники прибыли утром, отопление завели ближе к обеду.

Соседей, которые отапливали бы квартиры, у нас тогда не было. Зачастую бывает тепло за их счет.

Сообщений: 7 438
Из: Чебоксары

Это получается можно вообще отопление отключить, если уж припрет. А нежилые в многоквартирных домах, так вообще не отпаливать.

У кого еще есть опыт ?

Знакомые уезжая на пару недель зимой в загранку обычно отключают батареи (вентилями — видимо протечек боятся) и квартира отапливается только за счет самих трубок стояков (но они тонкие и толку от них. )
Если при этом морозов жутких нет то ниже +18-20 не опускается температура. А если холодно на улице то пониже, но не особо. Однозначно не до отрицательной температуры.

Как разморозить систему отопления?

Разморозка системы отопления – одна из немногих проблем, с которой владельцы частного дома на самом деле боятся столкнуться. По сути, разморозка – процесс, когда теплоноситель в отопительных трубах или приборах просто замерзает. Такая ситуация может стать истинной катастрофой – ведь в случае если подобное случилось, дом на продолжительное время остается без отопления – а система требует капитального ремонта. Что же предпринять, чтобы не попасть в такую ситуацию? И как разморозить систему отопления?

Как предотвратить

Прежде всего – стоит грамотно подходить к планированию и монтажу отопительной системы. В частности, следует предусмотреть возможность использования вспомогательного источника электропитания – особенно это актуально в регионах, где довольно часто бывают перебои с электричеством. Таким образом, вы сможете предотвратить простой системы – и, соответственно, замерзание теплоносителя.

При монтаже отопительной системы следует достаточно большое внимание уделять типу используемых вами материалов.

В частности, не следует применять в качестве элементов системы алюминиевые трубы – они имеют относительно непродолжительный срок эксплуатации – максимум 10 лет. Более надежными являются трубы стальные и медные – они спокойно смогут прослужить вам 20 лет, не требуя при этом замены. Однако истинными «долгожителями» считаются чугунные радиаторы и трубы. В случае установки их ремонт (или замена) потребуется, возможно, через 50 лет. Однако следует понимать, что металлические трубы в большинстве случаев подвержены коррозии. Кроме того, в случае использования некачественной воды наблюдается образование налета на внутренних стенках труб, что значительно снижает их теплопроводность и сокращает срок службы.

В таком случае более рациональным является использование труб пластиковых. Они не подвластны коррозии, на них не образуется осадка. Такие компоненты имеют большой срок эксплуатации – минимум 35 лет.

Еще одно весомое преимущество пластиковых труб состоит в том, что в случае разморозки системы отопления, трубу не «разрывает», как это бывает с металлом. Даже если такая неприятная ситуация произошла – пластиковая труба лишь немного вздуется.

Конечно же, важным средством защиты труб любого типа от такого происшествия, как заморозка труб отопления, является качественная теплоизоляция. Это наложение на трубу специального материала, который не дает теплоносителю, циркулирующему в ней, замерзнуть. Для того чтобы максимально защитить трубы от сильного охлаждения, следует быть особенно внимательными при прокладывании труб под землей. В частности, необходимо учесть, что труба ни в коем случае не должна соприкасаться с землей. Она должна лежать на подушке из щебня, и быть покрытой теплоизолом. Особенное внимание следует уделить стыкам трубы – такие места больше всего подвластны тому, чтобы замерзла система отопления.

Защита труб от замерзания

Бывают случаи, когда размораживание системы отопления не сразу замечается хозяевами. В результате – возможен разрыв труб, и даже подтопление цокольного этажа (подвала). Все это влечет необходимость серьезного и, что крайне неприятно, – дорогостоящего ремонта.

Чтоб такая ситуация не возникла, необходимо пользоваться современными системами, которые способны предотвратить замерзание теплоносителя. В частности, довольно хорошо себя показала система антиобледенения труб.

Она представляет собой резистивный кабель, прокладывающийся вдоль трубы, в непосредственной близости к ней. При этом его можно использовать даже для продолжительных отрезков трубопровода. Если же вам необходимо защитить короткие отрезки труб, воспользуйтесь резистивным кабелем, который имеет дополнительный термостат. Также весьма рационально использовать саморегулирующийся кабель.

Следует отметить, что подобная система с успехом применяется и для защиты труб с питьевой водой. Разница лишь в том, что провод прокладывается непосредственно внутри трубы.

Разморозка труб

В случае если все же замерзли трубы отопления, их в кратчайшие сроки необходимо разморозить. Конечно, правильнее всего – поручить это специалисту. Однако не всегда есть возможность его пригласить. В таком случае следует самому взяться за разморозку, последовательно выполняя следующие действия:

• необходимо открыть кран, который расположен ближе всего к месту образования ледяной пробки.
• постепенно продвигаться все дальше, открывая более отдаленные краны.
• производить разморозку следует при относительно невысокой постоянной температуре (вы должны спокойно удерживать руку на трубе).
• перегрев трубы может оказать на нее губительное действие – она может просто разорваться под воздействием излишнего давления, возникшего в трубе.

Пожалуй, наиболее простым и безопасным методом, как разморозить систему отопления, является банальное включение отопительной системы. Постепенно нагреваясь, она поспособствует быстрому размораживанию замерзшего отрезка.

Если замерзла отопительная труба, которая проходит непосредственно в доме или подвале, можно использовать следующий метод решения проблемы. «Пораженное» место обматывается плотно тканью, и на него осторожно льется умеренно горячая вода. Разумеется, внизу следует поставить емкость, в которую эта вода будет стекать.

Еще одним решение проблемы того, что разморозилась система отопления, является использование электропростыни (одеяла) или электрической грелки. Она обматывается вокруг трубы, подключается к сети электропитания и постепенно нагревается. При этом следует контролировать уровень нагрева, постепенно повышая его. Если замерзший кусок трубы весьма продолжительный – обогревающий ее элемент следует осторожно перемещать вдоль пробки.

Довольно эффективным способом борьбы с замерзшими участками является воздействие на них потоком теплого воздуха, создаваемым небольшим тепловентилятором или обычным феном. Однако такой метод подходит лишь для небольших замерзших участков.

Еще один вариант борьбы с ледяными пробками – использование обычных ламп с отражающими тепло рефлекторами. Но и такой метод подходит только для небольших участков замерзших труб.

Выбор метода разморозки замерзшего участка во многом зависит от места его расположения, а также от продолжительности пробки. При этом следует учитывать – в случае, если необходима разморозка металлопластиковых труб, температура нагревания не должна превышать 120 градусов.

Есть еще один метод разморозки, который, впрочем, можно назвать экстремальным. Прибегать к нему можно только в том случае, если иные способы не возымели необходимого действия.

Удалить ледяную пробку можно, нагревая трубу пропановой горелкой.

При этом важным условием является наличие прокладки в виде асбестового листа между трубой и стеной. Нагрев трубы производится очень осторожно. Желательно, чтоб рядом находился огнетушитель и отсутствовали легковоспламеняющиеся или взрывоопасные вещества и материалы.

Теперь вы знаете, как отогреть систему отопления, если с ней произошла беда. Любые действия следует производить осторожно, а лучше всего – позвать специалистов.