Расчет тепловой нагрузки на отопление здания по объему: Расчет тепловой нагрузки на отопление, расчет теплопотерь дома

Содержание

расчет часовых и годовых показателей

На чтение 8 мин. Просмотров 589 Опубликовано Обновлено

Как оптимизировать затраты на отопление? Эта задача решается только комплексным подходом, учитывающим все параметры системы, здания и климатические особенности региона. При этом важнейшей составляющей является тепловая нагрузка на отопление: расчет часовых и годовых показателей входят в систему вычислений КПД системы.

Зачем нужно знать этот параметр

Распределение тепловых потерь в доме

Что же представляет собой расчет тепловой нагрузки на отопление? Он определяет оптимальное количество тепловой энергии для каждого помещения и здания в целом. Переменными величинами являются мощность отопительного оборудования – котла, радиаторов и трубопроводов. Также учитываются тепловые потери дома.

В идеале тепловая мощность отопительной системы должна компенсировать все тепловые потери и при этом поддерживать комфортный уровень температуры. Поэтому прежде чем выполнить расчет годовой нагрузки на отопление, нужно определиться с основными факторами, влияющими на нее:

  • Характеристика конструктивных элементов дома. Наружные стены, окна, двери, вентиляционная система сказываются на уровне тепловых потерь;
  • Размеры дома. Логично предположить, что чем больше помещение – тем интенсивнее должна работать система отопления. Немаловажным фактором при этом является не только общий объем каждой комнаты, но и площадь наружных стен и оконных конструкций;
  • Климат в регионе. При относительно небольших снижениях температуры на улице нужно малое количество энергии для компенсации тепловых потерь. Т.е. максимальная часовая нагрузка на отопление напрямую зависит от степени снижения температуры в определенный период времени и среднегодовое значение для отопительного сезона.

Учитывая эти факторы составляется оптимальный тепловой режим работы системы отопления. Резюмируя все вышесказанное можно сказать, что определение тепловой нагрузки на отопление необходимо для уменьшения расхода энергоносителя и соблюдения оптимального уровня нагрева в помещениях дома.

Для расчета оптимальной нагрузки на отопление по укрупненным показателям нужно знать точный объем здания. Важно помнить, что эта методика разрабатывалась для больших сооружений, поэтому погрешность вычислений будет велика.

Выбор методики расчета

Санитарно-эпидемиологические требования для жилых домов

Перед тем, как выполнить расчет нагрузки на отопление по укрупненным показателям или с более высокой точностью необходимо узнать рекомендуемые температурные режимы для жилого здания.

Во время расчета характеристик отопления нужно руководствоваться нормами СанПиН 2.1.2.2645-10. Исходя из данных таблицы, в каждой комнате дома необходимо обеспечить оптимальный температурный режим работы отопления.

Методики, по которым осуществляется расчет часовой нагрузки на отопление, могут иметь различную степень точности. В некоторых случаях рекомендуется использовать достаточно сложные вычисления, в результате чего погрешность будет минимальна. Если же оптимизация затрат на энергоносители не является приоритетной задачей при проектировании отопления – можно применять менее точные схемы.

Во время расчета почасовой нагрузки на отопление нужно учитывать суточную смену уличной температуры. Для улучшения точности вычисления нужно знать технические характеристики здания.

Простые способы вычисления тепловой нагрузки

Любой расчет тепловой нагрузки нужен для оптимизации параметров системы отопления или улучшения теплоизоляционных характеристик дома. После его выполнения выбираются определенные способы регулирования тепловой нагрузки отопления. Рассмотрим нетрудоемкие методики вычисления этого параметра системы отопления.

Зависимость мощности отопления от площади

Таблица поправочных коэффициентов для различных климатических зон России

Для дома со стандартными размерами комнат, высотой потолков и хорошей теплоизоляцией можно применить известное соотношение площади помещения к требуемой тепловой мощности. В таком случае на 10 м² потребуется генерировать 1 кВт тепла. К полученному результату нужно применить поправочный коэффициент, зависящий от климатической зоны.

Предположим, что дом находится в Московской области. Его общая площадь составлять 150 м². В таком случае часовая тепловая нагрузка на отопление будет равна:

15*1=15 кВт/час

Главным недостатком этого метода является большая погрешность. Расчет не учитывает изменение погодных факторов, а также особенности здания – сопротивление теплопередачи стен, окон. Поэтому на практике его использовать не рекомендуется.

Укрупненный расчет тепловой нагрузки здания

Укрупненный расчет нагрузки на отопление характеризуется более точными результатами. Изначально он применялся для предварительного расчета этого параметра при невозможности определить точные характеристики здания. Общая формула для определения тепловой нагрузки на отопление представлена ниже:

Где — удельная тепловая характеристика строения. Значения нужно брать из соответствующей таблицы, а – поправочный коэффициент, о котором говорилось выше,  – наружный объем строения, м³, Tвн и Tнро – значения температуры внутри дома и на улице.

Таблица удельных тепловых характеристик зданий

Предположим, что необходимо рассчитать максимальную часовую нагрузку на отопление в доме с объемом по наружным стенам 480 м³ (площадь 160 м², двухэтажный дом). В этом случае тепловая характеристика будет равна 0,49 Вт/м³*С. Поправочный коэффициент а = 1 (для Московской области). Оптимальная температура внутри жилого помещения (Твн ) должна составлять +22°С. Температура на улице при этом будет равна -15°С. Воспользуемся формулой для расчета часовой нагрузки на отопление:

Q=0.49*1*480(22+15)= 9,408 кВт

По сравнению с предыдущим расчетом полученная величина меньше. Однако она учитывает важные факторы – температуру внутри помещения, на улице, общий объем здания. Подобные вычисления можно сделать для каждой комнаты. Методика расчета нагрузки на отопление по укрупненным показателям дает возможность определить оптимальную мощность для каждого радиатора в отдельно взятом помещении. Для более точного вычисления нужно знать среднетемпературные значения для конкретного региона.

Такой метод расчета можно применять для вычисления часовой тепловой нагрузки на отопление. Но полученные результаты не дадут оптимально точную величину тепловых потерь здания.

Точные расчеты тепловой нагрузки

Значение теплопроводности и сопротивление теплопередачи для строительных материалов

Но все же этот расчет оптимальной тепловой нагрузки на отопление не дает требуемую точность вычисления. Он не учитывает важнейший параметр – характеристики здания. Главной из них является сопротивление теплопередачи материал изготовления отдельных элементов дома – стен, окон, потолка и пола. Именно они определяют степень сохранения тепловой энергии, полученной от теплоносителя системы отопления.

Что же такое сопротивление теплопередачи (R)? Это величина, обратная теплопроводности (λ) – возможности структуры материала передавать тепловую энергию. Т.е. чем больше значение теплопроводности – тем выше тепловые потери. Для расчета годовой нагрузки на отопление воспользоваться этой величиной нельзя, так как она не учитывает толщину материала (d). Поэтому специалисты используют параметр сопротивление теплопередачи, который вычисляется по следующей формуле:

R=d/λ

Расчет по стенам и окнам

Сопротивление теплопередачи стен жилых зданий

Существуют нормированные значения сопротивления теплопередачи стен, которые напрямую зависят от региона, где расположен дом.

В отличие от укрупненного расчета нагрузки на отопление сначала нужно вычислить сопротивление теплопередачи для наружных стен, окон, пола первого этажа и чердака. Возьмем за основу следующие характеристики дома:

  • Площадь стен – 280 м². В нее включены окна – 40 м²;
  • Материал изготовления стен – полнотелый кирпич (λ=0.56). Толщина наружных стен – 0,36 м. Исходя из этого рассчитываем сопротивление телепередачи — R=0.36/0.56= 0,64 м²*С/Вт;
  • Для улучшения теплоизоляционных свойств был установлен наружный утеплитель – пенополистирол толщиной 100 мм. Для него λ=0,036. Соответственно R=0,1/0,036= 2,72 м²*С/Вт;
  • Общее значение R для наружных стен равно 0,64+2,72= 3,36 что является очень хорошим показателем теплоизоляции дома;
  • Сопротивление теплопередачи окон — 0,75 м²*С/Вт (двойной стеклопакет с заполнением аргоном).

Фактически тепловые потери через стены составят:

(1/3,36)*240+(1/0.75)*40= 124 Вт при разнице температуры в 1°С

Температурные показатели возьмем такие же, как и для укрупненного вычисления нагрузки на отопление +22°С в помещении и -15°С на улице. Дальнейший расчет необходимо делать по следующей формуле:

124*(22+15)= 4,96 кВт/час

Расчет по вентиляции

Затем необходимо вычислить потери через вентиляцию. Общий объем воздуха в здании составляет 480 м³. При этом его плотность примерно равна 1,24 кг/м³. Т.е. его масса равна 595 кг. В среднем за сутки (24 часа) происходит пятикратное обновление воздуха. В таком случае для вычисления максимальной часовой нагрузки для отопления нужно рассчитать тепловые потери на вентиляцию:

(480*40*5)/24= 4000 кДж или 1,11 кВт/час

Суммируя все полученные показатели можно найти общие тепловые потери дом:

4,96+1,11=6,07 кВт/час

Таким образом определяется точная максимальная тепловая нагрузка на отопление. Полученная величина напрямую зависит от температуры на улице. Поэтому для расчета годовой нагрузки на отопительную систему нужно учитывать изменение погодных условий. Если средняя температура в течение отопительного сезона составляет -7°С, то итоговая нагрузка на отопление будет равна:

(124*(22+7)+((480*(22+7)*5)/24))/3600)*24*150(дней отопительного сезона)=15843 кВт

Меняя температурные значения можно сделать точный расчет тепловой нагрузки для любой системы отопления.

К полученным результатам нужно прибавить значение тепловых потерь через крышу и пол. Это можно сделать поправочным коэффициентом 1,2 – 6,07*1,2=7,3 кВт/ч.

Полученная величина указывает на фактические затраты энергоносителя при работе системы. Существует несколько способов регулирования тепловой нагрузки отопления. Наиболее действенный из них – уменьшение температуры в комнатах, где нет постоянного присутствия жильцов. Это можно осуществить с помощью терморегуляторов и установленных датчиков температуры. Но при этом в здании должна быть установлена двухтрубная система отопления.

Для вычисления точного значения тепловых потерь можно воспользоваться специализированной программой Valtec. В видеоматериале показа пример работы с ней.

Расчет тепловой нагрузки отопления здания. Определяем потери

Отопительная система является многокомпонентной схемой, предназначенной для обеспечения требуемых температурных показателей в зданиях. Грамотный расчёт показателей тепловой нагрузки обогрева позволяет минимизировать затраты на оплату энергоносителей и сделать пребывание в здании комфортным вне зависимости от времени года.

Определение тепловой нагрузки

Само определение «Тепловая нагрузка» характеризует получение определённого количества теплоэнергии за одну единицу времени в конкретных условиях. В отопительный сезон такой показатель должен изменяться согласно установленному температурному графику теплоснабжения. Он отражает общий объём теплоэнергии, расходуемой всей отопительной конструкцией на прогрев строений до нормативного температурного уровня в самый холодный период.

Профессиональный расчёт показателя нагрузки необходим в следующих случаях:

  • отсутствие приборов учёта;
  • сокращение расчётной нагрузки;
  • снижение расходов на обогрев здания;
  • проектирование индивидуальной системы обогрева;
  • изменение состава потребляющего энергию оборудования;
  • подтверждение лимита для потребляемой тепловой энергии;
  • выявление причин потери тепловой эффективности и перерасхода;
  • оптимальное распределение субабонентов, использующих в работе тепло;
  • подсоединение к схеме отопления построек и сооружений, потребляющих тепло;
  • уточнение тепловых нагрузок и заключение договора со снабжающими организациями.

При определении максимальной почасовой нагрузки на отопление учитывается количество тепла, используемого с целью сохранения нормированных показателей на протяжении одного часа при максимально неблагоприятных внешних воздействиях.

Как рассчитать нагрузку?

Показатель тепловой нагрузки определяется несколькими наиболее важными факторами, поэтому при выполнении расчётных мероприятий в обязательном порядке требуется учитывать:

  • общую площадь остекления и количество дверей;
  • разницу температурных режимов за пределами и внутри строения;
  • уровень производительности, режим эксплуатации системы вентиляции;
  • толщину конструкций и материалы, задействованные в возведении строения;
  • свойства кровельного материала и основные конструктивные особенности крыши;
  • величину инсоляции и степень поглощения солнечного тепла внешними поверхностями.

Практикуется применение нескольких способов вычисления тепловой нагрузки, которые заметно различаются не только степенью сложности, но и точностью полученных расчётных результатов. Важно предварительно собрать необходимые для проектирования и расчётных мероприятий сведения, касающиеся схемы установки радиаторов и места вывода ГВС, а также поэтажный план и экспликацию сооружения.

Формулы расчёта

Исходя из общих потребностей здания в тепловой энергии и технических характеристик постройки, с целью определения оптимального количества теплоты за единицу времени могут использоваться разные стандартные формулы.

При отсутствии приборов учёта: Q = V × (Тх - Тy) / 1000

Обозначение

Параметр

V

Объём теплового носителя в отопительной системе

Тх

Показатели температурного режима нагретого теплоносителя (60-65оС)

Тy

Исходная температура не нагретого теплового носителя

1000

Стандартный поправочный числовой множитель

Схема отопления с замкнутым типом контура:

Qот = α × qо × V × (Тв - Тн.р) × (1 + Kн.р) × 0,000001

Обозначение

Параметр

α

 

Корректирующий погодные характеристики числовой множитель при уличном температурном режиме, отличном от минус 30оС

V

 

Показатели объёма строения в соответствии с наружными замерами

 

Отопительный удельный показатель при температурном режиме -30оС

 

Расчётные показатели внутреннего температурного режима в строении

tн.р

 

Расчётный режим наружного температурного режима для проектирования отопительной системы

Kн.р

Поправочный числовой множитель в виде соотношения теплопотерь с инфильтрацией и тепловой передачей посредством внешних конструктивных элементов

Применение поправочного числового множителя

При выполнении расчётов тепловой нагрузки обязательно учитывается поправочный числовой множитель, при помощи которого определяется отличие расчётного температурного режима наружного воздуха для проектов отопительных систем. В таблице представлены поправочные числовые множители для различных климатических зон, расположенных на территории Российской Федерации.

-35оС

-36оС

-37оС

-38оС

-39оС

-40оС

0,95

0,94

0,93

0,92

0,91

0,90

В других регионах России, где расчётный температурный режим наружных воздушных масс при проектировании отопительной системы находится на уровне минус 31°С или ниже, значения расчётных температур внутри обогреваемых помещений принимаются в соответствии с данными, приведёнными в действующей редакции СНиП 2.08.01-85.

На что обратить внимание при расчётах

В соответствии с действующим СНиП, на каждые 10 м2 обогреваемой площади должно приходится не менее 1 кВт тепловой мощности, но при этом в обязательном порядке учитывается так называемый региональный поправочный числовой множитель:

  • зона с умеренными климатическими условиями – 1.2-1.3;
  • территория южных регионов – 0.7-0.9;
  • районы крайнего севера – 1.5-2.0.

Кроме прочего, немаловажное значение имеет высота потолочных конструкций и индивидуальные тепловые потери, которые напрямую зависят от типовых характеристик эксплуатируемого строения. Как правило, на каждый кубометр полезной площади затрачивается 40 ватт тепловой энергии, но при выполнении расчётов потребуется также учитывать следующие поправки:

  • наличие окна – плюс 100 ватт;
  • наличие двери – плюс 200 ватт;
  • угловое помещение – поправочный числовой множитель 1.2-1.3;
  • торцевая часть здания – поправочный числовой множитель 1.2-1.3;
  • частное домовладение – поправочный числовой множитель 1.5.

Практическое значение имеют показатели потолочного и стенового сопротивления, потери тепла через конструкции ограждающего типа и функционирующую вентиляционную систему.

Вид материала

Уровень термического сопротивления

Кирпичная кладка в три кирпича

 

0,592 м2 × с/Вт

 

Кирпичная кладка в два с половиной кирпича

0,502 м2 × с/Вт

 

Кирпичная кладка в два кирпича

 

0,405 м2 × с/Вт

 

Кирпичная кладка в один кирпич

0,187 м2 × с/Вт

 

Газосиликатные блоки толщиной 200 мм

 

0,476 м2 × с/Вт

Газосиликатные блоки толщиной 300 мм

0,709 м2 × с/Вт

Бревенчатые стены толщиной 250 мм

0,550 м2 × с/Вт

Бревенчатые стены толщиной 200 мм

0,440 м2 × с/Вт

Бревенчатые стены толщиной 100 мм

0,353 м2 × с/Вт

Деревянный неутеплённый пол

1,85 м2 × с/Вт

Двойная деревянная дверь

0,21 м2 × с/Вт

Штукатурка толщиной 30 мм

0,035 м2 × с/Вт

Каркасные стены толщиной 20 см с утеплением

0,703 м2 × с/Вт

В результате функционирования вентиляционной системы потери тепловой энергии в зданиях составляют порядка 30-40%, через кровельные перекрытия уходит примерно 10-25%, а сквозь стены – около 20-30%, что должно учитываться при проектировании и расчёте тепловой нагрузки.  

Средняя тепловая нагрузка

Максимально просто осуществляется самостоятельный расчёт тепловой нагрузки по площади здания или отдельно взятого помещения. В этом случае показатели обогреваемой площади умножаются на уровень тепловой мощности (100 Вт). Например, для здания общей площадью 180 м2 уровень тепловой нагрузки составит:

180 × 100 Вт = 18000 Вт

Таким образом, для максимально эффективного обогрева здания площадью 180 м2 потребуется обеспечить 18 кВт мощности. Полученный результат необходимо разделить на количество тепла, выделяемого в течение одного часа отдельной секцией установленных отопительных радиаторов.

18000 Вт / 180 Вт = 100

В результате можно понять, что в разных по назначению и площади помещениях здания должно быть установлено не менее 100 секций. С этой целью можно приобрести 10 радиаторов, имеющих по 10 секций, или остановить свой выбор на других вариантах комплектации. Следует отметить, что средняя тепловая нагрузка чаще всего рассчитывается в зданиях, оснащённых централизованной системой отопления при температурных показателях теплоносителя в пределах 70-75оС.  

Расчёт тепловой нагрузки ГВС

Общие показатели тепловой нагрузки на оборудованную систему горячего водоснабжения в течение года определяются в соответствии со следующей формулой:

Qyhw = 24 Qhw / 1 + khl = (365 – m) × khl + zht + а × (365 – m – zht) × 55 – twcs /55 – twc

Обозначение

Параметр

khl

Поправочный числовой множитель тепловой потери трубопроводными системами горячего водоснабжения

twc

Температурные показатели холодной воды (стандарт – 5)

m

Количество суток без горячего водоснабжения

zht

 

Количество суток в течение отопительного сезона при среднесуточных показателях температуры на улице ниже 8°C

а

 

Поправочный числовой множитель снижения уровня разбора воды в зданиях летом: 0,9 – жилые строения и 1 – здания другого назначения

twcs

Температурные показатели холодной воды летом (для открытых источников водоснабжения поправочный числовой множитель равен 15)

Нужно учитывать, что среднюю почасовую тепловую нагрузку на горячее водоснабжение в зданиях необходимо определять не только для зимнего отопительного сезона, но и для неотопительного периода в летние месяцы. При этом важно помнить, что если в процессе проектирования системы отопления выявлено, что оптимизация расходов на оплату энергоносителя – это не приоритетная задача, то вполне допустимо использовать на практике наименее точные и простые в понимании методики расчётов. 

Читайте так же:

Расчет и определение тепловой нагрузки на отопление: методики расчета, вывод

Тепловая нагрузка подразумевает под собой количество тепловой энергии, необходимое для поддержания комфортной температуры в доме, квартире или отдельной комнате. Под максимальной часовой нагрузкой на отопление подразумевается количество тепла, необходимое для поддержания нормированных показателей в течение часа в самых неблагоприятных условиях.

Факторы, влияющие на тепловую нагрузку

  • Материал и толщина стен. К примеру, стена из кирпича в 25 сантиметров и стена из газобетона в 15 сантиметров способны пропустить разное количество тепла.
  • Материал и структура крыши. Например, теплопотери плоской крыши из железобетонных плит значительно отличаются от теплопотерь утепленного чердака.
  • Вентиляция. Потеря тепловой энергии с отработанным воздухом зависит от производительности вентиляционной системы, наличия или отсутствия системы рекуперации тепла.
  • Площадь остекления. Окна теряют больше тепловой энергии по сравнению со сплошными стенами.
  • Уровень инсоляции в разных регионах. Определяется степенью поглощения солнечного тепла наружными покрытиями и ориентацией плоскостей зданий по отношению к сторонам света.
  • Разность температур между улицей и помещением. Определяется тепловым потоком через ограждающие конструкции при условии постоянного сопротивления теплопередаче.

Распределение тепловой нагрузки

При водяном отоплении максимальная тепловая мощность котла должна равняться сумме тепловой мощности всех устройств отопления в доме. На распределение устройств отопления влияют следующие факторы:

  • Площадь помещения и высота потолка;
  • Расположение внутри дома. Угловыми и торцевыми помещениями теряется больше тепла, чем помещениями, расположенными в середине здания;
  • Удаленность от источника тепла;
  • Желаемая температура в комнатах.

СНиП рекомендует следующие значения:

  • Жилые комнаты в середине дома – 20 градусов;
  • Угловые и торцевые жилые комнаты – 22 градуса. При этом за счет более высокой температуры не промерзают стены;
  • Кухня – 18 градусов, поскольку в ней имеются собственные источники тепла – газовые или электрические плиты и пр.
  • Ванная комната – 25 градусов.

При воздушном отоплении тепловой поток, который поступает в отдельное помещение, зависит от пропускной способности воздушного рукава. Зачастую простейшим способом его регулировки является подстройка положения решеток вентиляции с контролем температуры вручную.

При системе отопления, где применяется распределительный источник тепла (конвектора, теплые полы, электрообогреватели и т.д.), необходимый режим температуры устанавливается на термостате.

Методики расчета

Для определения тепловой нагрузки существует несколько способов, обладающие различной сложностью расчета и достоверностью полученных результатов. Далее представлены три наиболее простые методики расчета тепловой нагрузки.

Метод №1

Согласно действующему СНиП, существует простой метод расчета тепловой нагрузки. На 10 квадратных метров берут 1 киловатт тепловой мощности. Затем полученные данные умножаются на региональный коэффициент:

  • Южные регионы имеют коэффициент 0,7-0,9;
  • Для умеренно-холодного климата (Московская и Ленинградская области) коэффициент равен 1,2-1,3;
  • Дальний Восток и районы Крайнего Севера: для Новосибирска от 1,5; для Оймякона до 2,0.

Расчет на примере:

  1. Площадь здания (10*10) равна 100 квадратных метров.
  2. Базовый показатель тепловой нагрузки 100/10=10 киловатт.
  3. Это значение умножается на региональный коэффициент, равный 1,3, в итоге получается 13 кВт тепловой мощности, которые требуются для поддержания комфортной температуры в доме.

Обратите внимание! Если использовать эту методику для определения тепловой нагрузки, то необходимо еще учесть запас мощности в 20 процентов, чтобы компенсировать погрешности и экстремальные холода.

Метод №2

Первый способ определения тепловой нагрузки имеет много погрешностей:

  • Разные строения имеют разную высоту потолков. Учитывая то, что обогревается не площадь, а объем, этот параметр очень важен.
  • Через двери и окна проходит больше тепла, чем через стены.
  • Нельзя сравнивать городскую квартиру с частным домом, где снизу, сверху и за стенами не квартиры, а улица.

Корректировка метода:

  • Базовый показатель тепловой нагрузки равняется 40 ватт на 1 кубический метр объема помещения.
  • Каждая дверь, ведущая на улицу, добавляет к базовому показателю тепловой нагрузки 200 ватт, каждое окно – 100 ватт.
  • Угловые и торцевые квартиры многоквартирного дома имеют коэффициент 1,2-1,3, на который влияет толщина и материал стен. Частный дом обладает коэффициентом 1,5.
  • Региональные коэффициенты равны: для Центральных областей и Европейской части России – 0,1-0,15; для Северных регионов – 0,15-0,2; для Южных регионов – 0,07-0,09 кВт/кв.м.

Расчет на примере:

  1. Объем здания 300 квадратных метров (10*10*3=300).
  2. Базовый показатель тепловой нагрузки 12000 ватт (300*40).
  3. С учетом восьми окон и двух дверей тепловая мощность равна 13200 ватт (12000+(8*100)+(2*200)).
  4. Для частного дома тепловая нагрузка умножается на региональный коэффициент и получается 19800 ватт (13200*1,5).
  5. 19800*1,3=25740 ватт (с учетом регионального коэффициента для Северных регионов). Следовательно, для обогрева потребуется 28-киловаттный котел.

Метод №3

Не стоит обольщаться – второй способ расчета тепловой нагрузки также весьма несовершенен. В нем весьма условно учтено тепловое сопротивление потолка и стен; разность температур между наружным воздухом и воздухом внутри.

Стоит отметить, чтобы поддерживать внутри дома постоянную температуру необходимо такое количество тепловой энергии, которое будет равняться всем потерям через вентиляционную систему и ограждающие устройства. Однако, и в этом методе расчеты упрощены, так как невозможно систематизировать и измерить все факторы.

На теплопотери влияет материал стен – 20-30 процентов потери тепла. Через вентиляцию уходит 30-40 процентов, через крышу – 10-25 процентов, через окна – 15-25 процентов, через пол на грунте – 3-6 процентов.

Чтобы упростить расчеты тепловой нагрузки, подсчитываются тепловые потери через ограждающие устройства, а затем это значение просто умножается на 1,4. Дельта температур измеряется легко, но взять данные про термическое сопротивление можно только в справочниках. Ниже приведены некоторые популярные значения термического сопротивления:

  • Термическое сопротивление стены в три кирпича равно 0,592 м2*С/Вт.
  • Стены в 2,5 кирпича составляет 0, 502.
  • Стены в 2 кирпича равно 0,405.
  • Стены в один кирпич (толщина 25 см) равно 0,187.
  • Бревенчатого сруба, где диаметр бревна 25 см – 0,550.
  • Бревенчатого сруба, где диаметр бревна 20 сантиметров – 0,440.
  • Сруба, где толщина сруба 20 см – 0,806.
  • Сруба, где толщина 10 см – 0,353.
  • Каркасной стены, толщина которой 20 см, утепленной минеральной ватой – 0,703.
  • Стены из газобетона, толщина которой 20 см – 0,476.
  • Стены из газобетона, толщина которой 30 см – 0,709.
  • Штукатурки, толщина которой 3 см – 0,035.
  • Потолочного или чердачного перекрытия – 1,43.
  • Деревянного пола – 1,85.
  • Двойной деревянной двери – 0,21.

Расчет по примеру:

  1. Дельта температур в период пика морозов равна 50 градусов: внутри дома плюс 20 градусов, снаружи – минус 30 градусов.
  2. Потери тепла через один метр квадратный 50/1,85 (показатель термического сопротивления пола из дерева) равно приблизительно 27 ватт. Весь пол будет иметь 27*100=2700 ватт.
  3. Теплопотери через потолок составляют (50/1,43)*100 и равно приблизительно 3500 ватт.
  4. Площадь стен (10*3)*4 и равна 120 квадратных метров. К примеру, стены изготовлены из бруса с толщиной 20 см, термическое сопротивление = 0,806. Следовательно, теплопотери составят (50/0,806)*120=7444 ватта.
  5. Все полученные значения потерь тепла складываются, и получается значение 13644 ватт. Именно такое количество тепла будет терять дом через стены, пол и потолок.
  6. Далее полученное значение умножается на коэффициент 1,4 (потери на вентиляционную систему) и получается 19101 ватт. Следовательно, для отопления такого дома понадобится 20-киловаттный котел.

Вывод

Как видно из расчетов, способы определения тепловой нагрузки обладают существенными погрешностями. К счастью, избыточный показатель мощности котла не навредит:

  • Работа газового котла на уменьшенной мощности осуществляется без падения коэффициента полезного действия, а работа конденсационных устройств при неполной нагрузке осуществляется в экономичном режиме.
  • То же относится и к соляровым котлам.
  • Показатель коэффициента полезного действия электрического нагревательного оборудования равен 100 процентам.

Обратите внимание! Работа твердотопливных котлов на мощности меньше номинального значения мощности противопоказана.

Расчет тепловой нагрузки на отопление является важным фактором, вычисления которого обязательно необходимо выполнять перед началом создания системы отопления. В случае подхода к процессу с умом и грамотного выполнения всех работ гарантируется безотказная работа отопления, а также существенно экономятся деньги на лишних затратах.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Расчет тепловой нагрузки (мощности) для системы отопления помещения

Установка системы автономного отопления для частного дома или городской квартиры всегда начинается с создания проекта. Одной из главных задач, стоящих перед специалистами на этой стадии, является определение полной потребности имеющихся площадей в энергии нагретого теплоносителя для нужд отопления и, если необходимо, горячего водоснабжения.

Пример системы отопления частного дома

Для этого обычно выполняется расчет величины тепловых нагрузок или теплотехнический расчёт помещения. [contents]

Зачем нужен расчет тепловых нагрузок

Расчёт тепловой энергии на отопление необходим для правильного определения характеристик системы с учетом индивидуальных особенностей объекта: тип и назначение здания, количество проживающих людей, материал и конфигурация каждого помещения, географическое положение и многие другие. Вычисление размера тепловой нагрузки является отправной точкой для дальнейших расчетов параметров оборудования отопления:

  • Подбор мощности котла. Это самый важный фактор, определяющий эффективность системы отопления в целом. Производительность котла должна обеспечивать бесперебойную работу всех потребителей в любых условиях, в том числе и при наиболее низких температурах (в самую холодную пятидневку). Вместе с тем при избыточной мощности котла часть вырабатываемой энергии, а следовательно, и денег хозяев будет в буквальном смысле вылетать в трубу;
  • Согласование подключения к газовой сети. Для того чтобы получить разрешение на присоединение к газотранспортной магистрали, необходимо разработать ТУ на подключение. В заявке обязательно указывается планируемый годовой расход газа и оценка суммарной тепловой мощности всех потребителей;
  • Расчет периферийного оборудования. Тип и характеристики батарей, длина и сечение труб, производительность циркуляционного насоса и многие другие параметры также определяются в результате расчета тепловых нагрузок.

Приблизительные методики оценки

Точный расчет отопления помещения – это сложная инженерная задача, которая требует определенной квалификации и наличия специальных знаний. Именно поэтому ее чаще всего поручают специалистам.

Однако, как и в некоторых других случаях, существуют более простые способы, которые дают приблизительную оценку величины необходимой тепловой энергии и могут быть выполнены самостоятельно.

Можно выделить следующие методы определения тепловой нагрузки:

  • Расчёт по площади помещения. Существует мнение, что строительство жилых домов обычно производится по проектам, которые уже учитывают климатические особенности конкретного региона и предполагают использование материалов, обеспечивающих необходимый тепловой баланс. Поэтому при устройстве системы отопления с достаточной долей точности можно использовать коэффициент удельной мощности, который не зависит от конкретных особенностей здания.

    Для Москвы и области этот коэффициент обычно берется равным 100–150 Вт/м2, а полная нагрузка вычисляется его умножением на общую площадь помещения.

  • Учет объема и температуры. Немного более сложный алгоритм позволяет принять во внимание высоту потолков, уровень комфорта в зоне отопления, а также, очень приблизительно, учесть особенности самого здания.

    Тепловая нагрузка вычисляется по формуле: Q = V*ΔT*K/860. Здесь V – объем (произведение длины, ширины и высоты помещения), ΔT – разница температур внутри и снаружи, К – коэффициент потерь энергии тепла.

    Именно с помощью коэффициента К в расчет и закладываются конструктивные особенности здания. Например, для сооружений из двойной кирпичной кладки с обычной кровлей значение К берется из диапазона 1,0–1,9, а для упрощенных деревянных конструкций оно может достигать 3,0–4,0.

  • Метод укрупненных показателей. Этот метод похож на предыдущий, но используется для определения тепловой нагрузки при устройстве системы отопления больших объектов, например, многоквартирных зданий.

Несмотря на простоту и доступность, указанные методы дают лишь примерную оценку тепловой нагрузки вашего дома или квартиры. Результаты, полученные с их помощью, могут отличаться от реальных как в большую, так и в меньшую сторону. Недостатки устройства маломощной системы отопления очевидны, но и сознательно закладывать необоснованный запас по мощности также нежелательно. Использование более производительного, чем требуется, оборудования приведет к его быстрому износу, перерасходу электрической энергии и топлива.

Применять приведенные выше формулы на практике рекомендуется с большой долей осторожности. Такие расчеты могут быть оправданы в самых простых случаях, например, при выборе циркуляционного насоса для имеющегося котла или для получения грубых оценок величины затрат на отопление.

Точный расчет тепловой нагрузки

Эффективность теплоизоляции любого помещения зависит от его конструктивных особенностей. Известно, что основная часть тепловых потерь (до 40%) приходится на наружные стены, 20% – на оконные системы, по 10% – на крышу и пол. Остальное тепло уходит через двери и вентиляцию. Очевидно, что расчёт величины нагрузки на отопление обязательно должен учитывать эти особенности распределения тепловой энергии. Для этого используются соответствующие коэффициенты:

  • К1 – учитывает тип окон. Для двухкамерных стеклопакетов его значение равно 1, для трехкамерных – 0,85, для обычного остекления – 1, 27;
  • К2 – теплоизоляция стен. Может изменяться от 1 для пенобетона с улучшенной теплопроводностью до 1,5 для кладки в полтора кирпича или бетонных блоков;
  • К3 – конфигурация помещения (соотношение площади окон и пола). Естественно, чем больше окон, тем больше тепловой энергии уходит на улицу. При размерах остекления в 20% от площади пола этот коэффициент равен единице, при увеличении доли окон до 50% он также возрастает до 1,5;
  • К4 – минимальная уличная температура в течение всего сезона. Здесь логика также очевидна – чем холоднее на улице, тем большие коррективы необходимо вносить в расчет тепловых нагрузок. За единицу берется температура -20 °C, далее прибавляется или вычитается по 0,1 на каждые 5 °C;
  • К5 – количество наружных стен. Для одной стены коэффициент равен 1, для двух и трех – 1,2, для четырех – 1,33;
  • К6 – тип помещения над рассматриваемой комнатой. Если сверху жилой этаж – то 0,82, если теплый чердак – 0,91, для холодного чердака значение коэффициента равно 1,0;
  • К7 – учитывает высоту потолков. Чаще всего это 1,0 для высоты 2,5 м или 1,05 – для 3 м.

Определив все поправочные коэффициенты, можно рассчитать тепловые нагрузки для каждого помещения:

Qi=q*Si*K1*K2*K3*K4*K5*K6*K7,

где q =100 Вт/м2, а Si – площадь помещения. Из формулы видно, что каждый из указанных коэффициентов увеличивает расчетную величину теплопотерь, если его значение больше единицы, и уменьшает ее в противном случае.

Просуммировав теплопотери всех помещений, получаем общую величину мощности системы отопления:

Q=Σ Qi, i = 1…N,

где N – количество помещений в доме. Эту величину обычно увеличивают на 15–20% для создания запаса тепловой энергии на непредвиденные случаи: очень сильные морозы, нарушение теплоизоляции, разбитое окно и т. д.

Практический пример расчёта

В качестве примера рассмотрим расчет мощности оборудования, необходимой для отопления помещений брусового дома площадью 150 м2, имеющего теплый чердак, три внешние стены и окна из двойных стеклопакетов. Площадь остекления – 25%, высота стен 2,5 м. Температуру на улице в самую холодную пятидневку будем считать равной -28 °C.

Определяем поправочные коэффициенты:

  • К1=1,0 (двухкамерный стеклопакет).
  • К2=1,25 (материал стен – брус).
  • К3=1,1 (для площади остекления 21 – 29%).
  • К4=1,16 (считаем методом интерполяции для крайних значений: 1,1 при -25 °C и 1,2 при -30 °C).
  • К5=1,22 – три наружные стены.
  • К6=0,91 – наверху теплый чердак.
  • К7=1,0 – высота потолков 2,5 м.

Считаем полную тепловую нагрузку:

Q=100 Вт/м2*135 м2*1,0*1,25*1,1*1,16*1,22*0,91*1,0 = 23,9 кВт.

Теперь определяем мощность системы отопления: W=Q*1,2 = 28,7 кВт.

Отметим, что если бы для расчета мы использовали упрощенную методику, основанную на учете только площади помещения, то получили 15­–22,5 кВт (100–150 Вт х 150 м2). Система работала бы на пределе, без запаса по мощности. Таким образом, данный пример еще раз подчеркивает важность применения точных методик определения тепловых нагрузок на отопление.

как распределяется тепловая нагрузка, какие факторы влияют на тепловую нагрузку

Тепловая нагрузка – это количество тепловой энергии, которое необходимо для поддержания требуемой температуры в помещении. В нашей статье рассмотрим, как распределяется тепловая нагрузка, а также ее расчет.

Содержание:

  1. Как распределяется тепловая нагрузка
  2. Какие факторы влияют на тепловую нагрузку
  3. Расчет тепловой нагрузки

Как распределяется тепловая нагрузка

Рассмотрим водяное отопление: сумма тепловой мощности всех приборов отопления в доме должна равняться максимальной тепловой мощности котла. Чтобы узнать, как распределяется тепловая нагрузка, нужно учитывать некоторые факторы:

  1. Расположение в доме. Те помещения, которые расположены в середине дома, теряет меньше тепла, чем помещения, расположенные в торце или углу здания. 
  2. Высота потолка и площадь помещения.
  3. Необходимая температура в помещении. Если помещение расположено в середине дома, то температура должна быть 20°, а помещения, расположенные в торце или углу дома должны иметь температуру 22°. На кухне достаточно 18°, так как расположены электрические или газовые плиты. В ванной комнате должна быть самая высокая температура, она должна быть 25°. 
  4. Расстояние от источника тепла.
  5. Если в отопительной системе используется в качестве источника тепла, конвектор, электрообогреватели т.д., то нужный температурный режим устанавливается на термостате. А если используется воздушное отопление, то при помощи пропускной способности воздушного рукава поступает тепловой поток в помещение. Чтобы его регулировать можно подстроить положение решеток вентиляции с контролем температуры.

Какие факторы влияют на тепловую нагрузку?

На тепловую нагрузку влияют следующие факторы:

  • Толщина и материал стен. Стена из газосиликатных блоков и кирпичная стена имеют разные пропускные способности. 
  • Материал кровли и структура крыши. В утепленном чердаке будет намного меньше теплопотерь, чем в плоской крыше из железобетонных плит.
  • Площадь остекления. Естественно, чем больше будет окон, тем больше тепловые потери. 
  • Вентиляция. В зависимости от производительности вентиляционной системы происходит потеря тепловой энергии, а также потери происходят от отсутствия или наличия системы рекуперации тепла.
  • В различных регионах разный уровень инсоляции. Его можно определить степенью поглощения солнечного тепла наружными поверхностями. 
  • Температура на улице и в помещении, а именно их разница. Разницу можно определить тепловым потоком, который проходит через ограждающие конструкции. 

Расчет тепловой нагрузки

Чтобы определить тепловую нагрузку есть несколько методов расчета. Каждый из них имеет свои сложности и нюансы, поэтому лучше воспользоваться ниже перечисленными способами для более точного результата. Рассмотрим три простых способа расчета тепловой нагрузки:

  • Метод 1. Есть простой метол расчета, который основан на СНиП. 1 кВт тепловой мощности требуется для обогрева 10 кв.м. помещения. Полученный результат нужно умножить на региональный коэффициент. Рассмотрим некоторые коэффициенты в зависимости от региона: для умеренного климата коэффициент равен от 1,2 до 1,3; для южного региона коэффициент составляет 0,7-0,9; для крайнего северного региона принимает коэффициент от 1,5 до 2;
  • Метод 2. Хоть первый метод довольно-таки простой, но он имеет много погрешностей, поэтому опираться только на его результаты не следует. В первую очередь нужно обратить внимание на высотку потолков, которая в каждом помещении разная. Количество дверей и окон в здании также играет немаловажную роль. В квартире будут тепловые потери намного меньше, чем в частном доме. Именно все эти факторы влияют на тепловую нагрузку.
  • Выделим некоторую корректировку метода: на 1 кубический метр объема помещения применяется тепловая нагрузка 40 ватт; окно в помещении добавляет к показателю 100 ватт, а дверь 200 ватт; если квартира расположена в углу или торце дома, то она имеет коэффициент от 1,2 до 1,3, а в частном доме применяется коэффициент 1,5;
  • Метод 3. Но второй метод, как и первый не является точным. Именно поэтому стоит воспользоваться еще и третьим методом расчета. В данном методе учтены сопротивление стен и потолка, а также разность температур между воздухом в помещении и на улице. Для того чтобы в помещении был постоянный температурный режим необходимо количество тепловой энергии, которое будет совпадать с потерями через ограждающие конструкции и систему вентиляции. Но в этом методе все расчеты упрощены. Через вентиляционную систему теряется примерно от 30 до 40% тепла, через крышу уходит от 10 до 25%, через стены теряется от 20 до 30% тепла, а через пол, который расположен на грунте уходит от 3 до 6 %. 

Рассмотрим некоторые значения термического сопротивления:

  1. Кирпичные стены, которые выложены в 3 кирпича имеют сопротивление 0,592м2*с/Вт, в 2,5 кирпича — 0,502, в 2 кирпича – 0,405, в 1 кирпич – 0,187.
  2. Стены из газосиликатных блоков имеют сопротивление 0,476 для стены в 20 см, для стены в 30 см – 0,709.
  3. Для стены из бревна термическое сопротивление составляет 0,550 для диаметра 25 см, для 20 см – 0,440.
  4. Если толщина бревенчатого сруба равна 20 см, то сопротивление будет 0,440, а если 10 см – 0,353. 
  5. Для деревянного пола сопротивление составляет 1,85, для двойной деревянной двери – 0,21.
  6. Для штукатурки толщиной 3 см сопротивление равняется 0,035.
  7. Для перекрытия термическое сопротивление равно 1,43.
  8. Для каркасной стены толщиной 20 см с утеплением в виде минеральной ваты термическое сопротивление равно 0,703.

Стоит обратить внимание на следующие факторы: твердотопливные котлы не должны работать на мощности, которая меньше номинальной. Рассчитывать тепловую нагрузку на отопление обязательно.

Если выполнить все требования и правила перед устройством отопительной системы, то она будет работать без перебоев, а еще можно сэкономить на лишних затратах.

Читайте также:

видео-инструкция как рассчитать своими руками, особенности расчетных параметров, цена, фото





Как вычисляется расчетная тепловая нагрузка на отопление? Какие факторы влияют на потребность дома в тепловой энергии? Каким образом подобрать отопительные приборы оптимальной мощности? В статье мы постараемся ответить на эти и некоторые другие вопросы.

Распределение теплопотерь частного дома.

Проще, еще проще

Сразу оговорим один нюанс: эта статья ориентирована на владельцев частных домов и квартир с автономным отоплением. Методики расчетов систем отопления многоквартирных зданий довольно сложны и должны учитывать массу факторов: работу вентиляции, розу ветров, степень инсоляции здания и многое другое.

В случае же, когда речь идет об отоплении одного небольшого дома, тепловую мощность проще подобрать с определенным запасом. Цена нескольких дополнительных секций батареи едва ли покажется разорительной на фоне общей стоимости строительства.

Эксплуатационные расходы же при должной организации не увеличатся вовсе: термостаты и дроссели ограничат тепловую мощность в теплые дни, когда она не будет востребованной.

Итак: наша цель – научиться выполнять расчет нагрузки на отопление максимально простыми и понятными неспециалисту способами.

Что считаем

Нам предстоит научиться рассчитывать:

  • Общую тепловую мощность (суммарную мощность отопительных приборов, а в случае автономной системы – еще и мощность котла).
  • Мощность отдельного отопительного прибора в отдельно взятом помещении.

Кроме того, мы затронем несколько смежных величин:

Закрытая автономная система не будет работать без расширительного бака.

  • Подбор производительности циркуляционного насоса.
  • Выбор оптимального диаметра розлива.

Общая тепловая мощность

По площади

СНиПы полувековой давности предлагают простейшую схему расчета, которой многие пользуются по сей день: на 1 квадратный метр площади отапливаемого помещения берется 100 ватт тепла. На дом площадью 100 квадратов нужно 10 КВт. Точка.

Просто, понятно и… слишком неточно.

Причины?

  1. СНиПы разрабатывались для многоквартирных домов. Утечки тепла в квартире, окруженной отапливаемыми помещениями, и в частном доме с ледяным воздухом за стенами несопоставимы.
  2. Расчет верен для квартир с высотой потолка 2,5 метра. Более высокий потолок увеличит объем помещения, а, стало быть, и затраты тепла.

Отапливать квадратный метр площади в этом доме явно труднее, чем в хрущевке.

  1. Через окна и двери теряется куда больше тепловой энергии, чем через стены.
  2. Наконец, будет логичным предположить, что потери тепла в Сочи и Якутске будут сильно различаться. Увеличение дельты температур между помещением и улицей в два раза увеличит затраты тепла на отопление ровно вдвое. Физика, однако.

По объему

Для помещений с нормированным тепловым сопротивлением ограждающих конструкций (для Москвы – 3,19 м2*С/Вт) можно использовать расчет тепловой мощности по объему помещения.

  • На кубометр отапливаемого объема квартиры берется 40 ватт тепла. На кубометр объема частного дома без общих стен с соседними отапливаемыми строениями – 60.

Для таунхаусов и квартир на крайних этажах берутся промежуточные значения.

  • На каждое окно к базовому значению добавляется 100 ватт тепловой энергии. На каждую ведущую на улицу дверь – 200.
  • Полученная мощность умножается на региональный коэффициент:
Регион Коэффициент
Краснодар, Крым 0,7-0,9
Ленинградская и Московская области 1,2-1,3
Сибирь, Дальний Восток 1,5-1,6
Чукотка, Якутия 2,0

Давайте еще раз рассчитаем потребность в тепловой мощности отопления для дома площадью 100 квадратов, однако теперь конкретизируем задачу:

Параметр Значение
Высота потолков 3,2 м
Количество окон 8
Количество ведущих на улицу дверей 2
Расположение Г. Тында (средняя температура января – -28С)

Зима в Тынде.

  1. Высота потолков в 3,2 метра даст нам внутренний объем дома в 3,2*100=320 м3.
  2. Базовая тепловая мощность составит 320*60=19200 ватт.
  3. Окна и двери внесут свою лепту: 19200+(100*8)+(200*2)=20400 ватт.
  4. Бодрящий холод января заставит нас использовать климатический коэффициент 1,7. 20400*1,7=34640 ватт.

Как нетрудно заметить, разница с расчетом по первой схеме не просто велика – она разительна.

Что делать, если качество утепления дома существенно лучше или хуже, чем предписывает СНиП “Тепловая защита зданий”?

По объему и коэффициенту утепления

Инструкция для этой ситуации сводится к использования формулы вида Q=V*Dt*K/860, в которой:

  • Q – заветный показатель тепловой мощности в киловаттах.
  • V – Объем отапливаемого помещения.
  • Dt -дельта температур между помещением и улицей в пик холодов.
  • K – коэффициент, зависящий от степени утепления здания.

Дом из sip-панелей явно будет терять меньше тепла, чем кирпичный.

Две переменных требуют отдельных комментариев.

Дельта температур берется между предписанной СНиП температурой жилого помещения (+18 для регионов с нижней границей зимних холодов до -31С и +20 – для зон с более сильными морозами) и средним минимумом наиболее холодного месяца. Ориентироваться на абсолютный минимум не стоит: рекордные холода редки и, простите за невольный каламбур, погоды не делают.

Коэффициент утепления можно вывести аппроксимацией данных из следующей таблицы:

Коэффициент утепления Ограждающие конструкции
0,6 – 0,9 Пенопластовая или минераловатная шуба, утепленная кровля, энергосберегающие тройные стеклопакеты
1,-1,9 Кладка в полтора кирпича, однокамерные стеклопакеты
2 – 2,9 Кладка в кирпич, окна в деревянных рамах без утепления
3-4 Кладка в полкирпича, остекление в одну нитку

Давайте еще раз выполним расчет тепловых нагрузок на отопление для нашего дома в Тынде, уточнив, что он утеплен пенопластовой шубой толщиной 150 мм и защищен от непогоды окнами с тройными стеклопакетами.

Собственно, иначе современные дома в условиях Крайнего Севера не строятся.

Жители северных регионов страны вынуждены очень серьезно относиться к утеплению дома.

  1. Температуру внутри дома примем равной +20 С.
  2. Средний минимум января услужливо подскажет общеизвестная интернет-энциклопедия. Он равен -33С.
  3. Таким образом, Dt=53 градуса.
  4. Коэффициент утепления возьмем равным 0,7: описанное нами утепление близко к верхней границе эффективности.

Q=320*53*0,7/860=13,8 КВт. Именно на это значение и стоит ориентироваться при выборе котла.

Подбор мощности отопительного прибора

Как вычислить тепловую нагрузку на участок контура, соответствующий отдельно взятому помещению?

Проще простого: выполнив расчет по одной из приведенных выше схем, но уже для объема комнаты. Скажем, на комнату площадью 10 м2 будет приходиться ровно 1/10 общей тепловой мощности; согласно расчету по последней схеме она равна 1380 ватт.

Как подобрать отопительный прибор с нужными характеристиками?

В общем случае – просто-напросто изучив документацию на присмотренный вами радиатор или конвектор. Производители обычно указывают значение теплового потока для отдельной секции или всего прибора.

Параметры некоторых биметаллических секционных радиаторов.

Нюанс: тепловой поток обычно указывается для 70-градусной дельты температур между теплоносителем и воздухом в комнате.
Уменьшение этой дельты вдвое повлечет за собой двукратное падение мощности.

Если в силу каких-то причин документация и сайт производителя недоступны, можно ориентироваться на следующие средние значения:

Тип секционного радиатора Тепловой поток на одну секцию, ватты
Чугунный 140-160
Биметаллический (сталь и алюминий) 180
Алюминиевый 200

Отдельно стоит оговорить расчет теплоотдачи регистра.

Для горизонтальной трубы круглого сечения она рассчитывается по формуле Q=Pi*Dн*L*k*Dt, в которой:

  • Q – тепловая мощность в ваттах;
  • Pi – число “пи”, принимаемое равным 3,1415;
  • Dн – наружный диаметр секции регистра в метрах.
  • L – длина трубы в метрах.
  • k – коэффициент теплопроводности, который для стальной трубы берется равным 11,63 Вт/м2*С;
  • Dt – дельта температур между теплоносителем и воздухом в комнате.

Типичный регистр состоит из нескольких секций. При этом все они, кроме первой, находятся в восходящем потоке теплого воздуха, что уменьшает параметр Dt и прямо влияет на теплоотдачу. Именно поэтому для второй и прочих секций используется дополнительный коэффициент 0,9.

Сопроводим примером и этот расчет.

Давайте вычислим тепловую мощность четырехсекционного регистра длиной три метра, выполненного из трубы с наружным диаметром 208 мм, при температуре теплоносителя 70 градусов и температуре воздуха в комнате 20 градусов.

Четырехрядный отопительный регистр.

  1. Мощность первой секции составит 3,1415*0,208*3*11,63*50=1140 ватт (с округлением до целого числа).
  2. Мощность второй и прочих секций равна 1140*0,9=1026 ватт.
  3. Полная тепловая мощность регистра – 1140+(1026*3)=4218 ватт.

Объем расширительного бака

Это один из параметров, нуждающихся в расчете в автономной отопительной системе. Расширительный бак должен вместить избыток теплоносителя при его температурном расширении. Цена его недостаточного объема – постоянное срабатывание предохранительного клапана.

Однако: завышенный объем бачка никаких негативных последствий не имеет.

В простейшем варианте расчета бак берется равным 10% общего количества теплоносителя в контуре. Как узнать количество теплоносителя?

Вот пара простых решений:

  • Система заполняется водой, после чего та сливается в любую мерную посуду.
  • Кроме того, в сбалансированной системе объем теплоносителя в литрах примерно равен 13-кратной мощности котла в киловаттах.

Мощность котла должна соответствовать количеству теплоносителя.

Более сложная (но и дающая более точный результат) формула расчета бачка выглядит так:

V = (Vt х E)/D.

В ней:

  • V – искомый объем бака в литрах.
  • Vt – объем теплоносителя в литрах.
  • Е – коэффициент расширения теплоносителя при максимальной рабочей температуре контура.
  • D – коэффициент эффективности бака.

И в этом случае пара параметров нуждается в комментариях.

Коэффициент расширения воды, которая чаще всего выступает в качестве теплоносителя, при нагреве с исходной температуры в +10С можно взять из следующей таблицы:

Нагрев, С Расширение, %
30 0,75
40 1,18
50 1,68
60 2,25
70 2,89
80 3,58
90 4,34
100 5,16

Полезно: водно-гликолевые смеси, использующиеся в качестве антифризов для отопительных контуров, расширяются при нагреве несколько сильнее.
Разница достигает 0,45% при нагреве на 100 градусов 30-процентного раствора гликоля.

На фото – антифриз для системы отопления.

Коэффициент эффективности расширительного бачка вычисляется по следующей формуле: D = (Pv – Ps) / (Pv + 1).

В ней:

  • Pv – максимально допустимое рабочее давление в контуре. На него выставляется срабатывание предохранительного клапана. Как правило, оно выбирается равным 2,5 атмосферы.
  • Ps – давление зарядки бака. Оно обычно соответствует высоте водяного столба в контуре над баком. Скажем, в системе отопления, где верх радиаторов на втором этаже возвышается над баком, смонтированным в подвале, на 5 метров, бак заряжается давлением в 0,5 атмосферы (что соответствует пятиметровому напору).

Давайте в качестве примера выполним своими руками расчет бачка для следующих условий:

  • Объем теплоносителя в контуре равен 400 литрам.
  • Теплоноситель – вода, нагреваемая котлом с 10 до 70 градусов.
  • Предохранительный клапан выставлен на 2,5 кгс/см2.
  • Расширительный бак накачан воздухом до давления в 0,5 кгс/см2.

Итак:

  1. Коэффициент эффективности бака равен (2,5-0,5)/(2,5+1)=0,57.

Вместо расчета коэффициент эффективности бака можно взять из таблицы.

  1. Коэффициент расширения воды при нагреве на 60 градусов равен 2,25%, или 0,0225.
  2. Бак должен иметь минимальный объем в 400*0,0225/0,57=16 (с округлением до ближайшего значения из линейки размеров бачков) литров.

Насос

Как подобрать оптимальный напор и производительность насоса?

С напором все просто. Минимального его значения в 2 метра (0,2 кгс/см2) достаточно для контура любой разумной протяженности.

Справка: система отопления многоквартирного дома функционирует при перепаде между смесью и обраткой именно в два метра.

Перепад между смесью (справа вверху) и обраткой (внизу) регистрируется не всяким манометром.

Производительность может быть рассчитана по простейшей схеме: весь объем контура должен оборачиваться трижды за час. Так, для приведенного нами выше количества теплоносителя в 400 литров разумный минимум производительности циркуляционного насоса отопительной системы при рабочем напоре должен быть равен 0,4*3=1,2 м3/час.

Для отдельных участков контура, снабжающихся собственным насосом, его производительность может быть рассчитана по формуле G=Q/(1,163*Dt).

В ней:

  • G – заветное значение производительности в кубометрах в час.
  • Q – тепловая мощность участка системы отопления в киловаттах.
  • 1,163 – константа, средняя теплоемкость воды.
  • Dt – разница температур между подающим и обратным трубопроводами в градусах по шкале Цельсия.

Подсказка: в автономных системах она обычно берется равной 20 градусам.

Так, для контура с тепловой мощностью в 5 киловатт при 20-градусной дельте между подачей и обраткой нужен насос с производительностью не менее 5/(1,163*20)=0,214 м3/час.

Параметры насоса обычно указываются в его маркировке.

Диаметр труб

Как подобрать оптимальный диаметр розлива в контуре с известной тепловой мощностью?

Здесь поможет формула D=354*(0,86*Q/Dt)/v.

В ней:

  • D – внутренний диаметр трубы в сантиметрах.
  • Q – тепловая мощность контура в киловаттах.
  • Dt – дельта температур между подачей и обратным трубопроводом. Напомним, что типичное значение Dt для автономной отопительной системы – 20 С.
  • v – скорость потока. Диапазон ее значений – от 0,6 до 1,5 м/с. При более низкой скорости растет разница температур между первыми и последними радиаторами в контуре; при более высокой – становятся заметными гидравлические шумы.

Давайте вычислим минимальный диаметр для пресловутого контура мощностью 5 КВт при скорости воды в трубах, равной 1 м/с.

D=354*(0,86*5/20)/1=4,04 мм. С практической стороны это означает, что можно брать трубы минимально доступного размера и не бояться медленной циркуляции в них.

Не забудьте, что нами рассчитан внутренний диаметр. Пластиковые трубы маркируются наружным.

Заключение

Надеемся, что обилие формул и сухих цифр не утомило уважаемого читателя. Как обычно, прикрепленное видео предложит его вниманию дополнительную тематическую информацию. Успехов!


— Приложение 3 —

Сводная таблица тепловых нагрузок и топливного режима










Показатель Отопление Вентиляция ГВС Технолог ИТОГО Ед.изм.
Часовой расход тепла 0,0399 0 0,00203 0,0088 0,05073 Гкал/час
46,4 0 2,4 10,2 59 кВт
Годовой расход тепла 91,989 0 16,19 5,475 113,654 Гкал/год
385,14 0 67,78 22,92 475,85 ГДж/год
Часовой расход пр.газа 5,48 0 0,28 1,1 6,86 нм3
Годовой расход пр.газа 12,64 0 2,22 0,68 15,54 тыс.нм3
Годовой расход усл.топ 14,44 0 2,54 0,78 17,76 тут.год

Расчет помесячного распределения потребности в природном газе
















Месяц Средняя темпера тура воздуха, tн, °С Продол житель ность отопи тельно го пер иода, nо, сут Продол житель ность меж отопи тель ного пери ода, nм, сут Градусо сутки отопи тельно го периода, при средней темпера туре внутри отапли ваемых помеще ний Градусо сутки периода ГВС, в холод ный период tхв=5°С, в теплый tхв=15°С Приведен ный коэф фициент ОВ /проп/ Приведен ный коэф фициент ГВС /проп/ Приведен ный коэф фициент для ТО /проп/ Расход природного газа на нужды отопления, тыс.нм3 Расход природ ного газа на нужды ГВС, тыс.нм3 Расход природ ного газа для работы газовых плит, тыс.нм3 Общая потреб ность в природ ном газе в целом, тыс.нм3 Доля от годового потреб ления в целом %%
1 -10,3 31 0 877,3 1550 0,2 0,09 0,08 2,48 0,21 0,06 2,75 17,7%
2 -9,5 28 0 770 1400 0,17 0,08 0,08 2,18 0,19 0,05 2,42 15,6%
3 -4,4 31 0 694,4 1550 0,16 0,09 0,08 1,96 0,21 0,06 2,23 14,3%
4 5,5 30 0 375 1500 0,08 0,09 0,08 1,06 0,2 0,06 1,32 8,5%
5 13,8 0 31 0 1240 0 0,07 0,08 0 0,16 0,06 0,22 1,4%
6 18 0 30 0 1200 0 0,07 0,08 0 0,16 0,06 0,22 1,4%
7 20,2 0 31 0 1240 0 0,07 0,08 0 0,16 0,06 0,22 1,4%
8 18,5 0 31 0 1240 0 0,07 0,08 0 0,16 0,06 0,22 1,4%
9 12,5 0 30 0 1200 0 0,07 0,08 0 0,16 0,06 0,22 1,4%
10 5,5 31 0 387,5 1550 0,09 0,09 0,08 1,1 0,21 0,06 1,36 8,8%
11 -1,5 30 0 585 1500 0,13 0,09 0,08 1,66 0,2 0,06 1,91 12,3%
12 -7,1 31 0 778,1 1550 0,17 0,09 0,08 2,2 0,21 0,06 2,47 15,9%
ГОД -3,4 202 163 4467,3 16720 1 1 1 12,64 2,22 0,68 15,54 100%

Расчет тепловой нагрузки — приток тепла для расчета кондиционера

W. Tombling Ltd.

Wembley House
Dozens Bank
West Pinchbeck
Spalding
Lincolnshire
PE11 3ND
UK

Телефон
+44 (0) 1775 640 049

Факс
+44 (0) 1775

Почта
[email protected]

Вы здесь: — главная
> индекс охлаждения
> индекс кондиционирования
> определение необходимого размера кондиционера

Здание или комната получают тепло от многих источников.Внутри пассажиров,
компьютеры, копировальные аппараты, оборудование и освещение выделяют тепло. Теплый воздух от
наружу проникает через открытые двери и окна или как «утечка» через
состав. Однако самым большим источником тепла является солнечное излучение от солнца,
бить по крыше и стенам, проливать через окна, нагревать
внутренние поверхности.

Сумма всего тепла
источников известен как приток тепла (или тепловая нагрузка) здания и выражается либо в
БТЕ
(Британские тепловые единицы) или кВт, (киловатт).

Чтобы кондиционер охладил комнату или здание, его мощность должна быть больше, чем приток тепла. это
перед покупкой кондиционера важно выполнить расчет тепловой нагрузки, чтобы убедиться в этом.
достаточно большой для предполагаемого применения.

Расчет тепловой нагрузки

Есть несколько разных методов расчета тепла.
нагрузка на заданную площадь:

Быстрый расчет для офисов

Для офисов со средней изоляцией и освещением 2/3
жильцов, 3/4 персональных компьютеров и копировальный аппарат, следующие
расчетов хватит:

Тепловая нагрузка (БТЕ) ​​= Длина (фут.) x Ширина (фут) x Высота (фут) x 4

Тепловая нагрузка (БТЕ) ​​= Длина (м) x Ширина (м) x Высота (м) x 141

За каждого дополнительного пассажира добавьте 500 БТЕ.

При наличии дополнительных значительных источников тепла для
например, окна от пола до потолка, выходящие на южную сторону, или оборудование, которое производит много
тепла, вышеуказанный метод занижает тепловую нагрузку. В этом случае
Вместо этого следует использовать следующий метод.

Более точный расчет тепловой нагрузки для любого типа помещения или здания

Тепловыделение помещения или здания зависит от:

Размер охлаждаемой площади
Размер и положение окон, а также наличие затенения
Количество людей
Тепло, выделяемое оборудованием и механизмами
Тепло, выделяемое освещением

Путем расчета тепловыделения от каждого отдельного предмета и
сложив их вместе, можно определить точное значение тепловой нагрузки.

Первый шаг

Вычислите площадь охлаждаемого пространства в квадратных футах и ​​умножьте на 31,25
.

Площадь БТЕ = длина (фут) x ширина (фут) x 31,25

Шаг второй

Рассчитайте приток тепла через окна. Если окна не затенены, умножьте
результат на 1,4

Северное окно BTU = Площадь окон, выходящих на север (кв.м.) x 164

Если нет затенения, северное окно BTU = Северное окно BTU x 1,4

Южное окно BTU = Площадь окон, выходящих на южную сторону (кв.м.кв.) x 868

Если затенение отсутствует, Южное окно BTU = Южное окно BTU x 1,4

Сложите результаты вместе.

Общее окно BTU = северное окно + южное окно

Шаг третий

Подсчитайте тепло, выделяемое жителями, из расчета 600 БТЕ на человека.

Житель БТЕ = количество человек x 600

Четвертая ступень

Рассчитайте количество тепла, выделяемого каждым элементом оборудования — копировальными аппаратами, компьютерами, печами и т. Д.
Найдите мощность в ваттах для каждого предмета, сложите их и умножьте на 3.4

BTU оборудования = общая мощность оборудования x 3,4

Шаг пятый

Рассчитайте количество тепла, выделяемого освещением. Найдите общую мощность для всего освещения и
умножить на 4,25

BTU освещения = общая мощность освещения x 4,25

Шаг шестой

Сложите вышеперечисленное, чтобы найти общую тепловую нагрузку.

Общая тепловая нагрузка БТЕ = Площадь БТЕ + Общее окно БТЕ + Житель БТЕ + Оборудование БТЕ +
Освещение БТЕ

Шаг седьмой

Разделите тепловую нагрузку на холодопроизводительность кондиционера в БТЕ, чтобы
определить, сколько кондиционеров нужно.

Необходимое количество кондиционеров = Общая тепловая нагрузка БТЕ / Холодопроизводительность
БТЕ

Онлайн-калькулятор тепловыделения

Расчет размера необходимого кондиционера вручную может показаться
сложная задача.
Чтобы упростить процесс, мы создали онлайн-калькулятор, для доступа к нему щелкните изображение калькулятора напротив.

Заявление об ограничении ответственности.
Если у вас есть сомнения по поводу размера кондиционера
требуется, вам следует обратиться к надежному инженеру по кондиционированию воздуха.
Указанные выше методы расчета упрощены; такие факторы
поскольку уровни изоляции и конструкция здания не учитывались. Над
следует рассматривать только как приблизительный метод расчета. В. Томблинг
Ltd. не несет ответственности или претензий, связанных с их использованием.

Вы здесь: — главная
> индекс охлаждения
> индекс кондиционирования
> определение необходимого размера кондиционера

Если вы нашли эту страницу полезной, найдите, пожалуйста, минутку
, чтобы рассказать о ней другу или коллеге.


Copyright 2003/6, W. Tombling Ltd.

Как рассчитать тепловую нагрузку

Важным аспектом правильного планирования системы центрального кондиционирования является включение расчета BTU, чтобы гарантировать, что ваша система HVAC может адекватно обогревать и охлаждать ваш дом или офис. Прежде чем объяснять , как рассчитать тепловую нагрузку , мы должны ответить на важный вопрос:

Что такое тепловая нагрузка?

Очевидно, что климат снаружи влияет на температуру в помещении.В экстремальных климатических условиях системы HVAC должны усердно работать, чтобы поддерживать комфортную среду. «Тепловая нагрузка» описывает количество охлаждения или нагрева , необходимое для достижения желаемой температуры в доме.

Оценка вашего расчета тепловой нагрузки

Для точного измерения, , мы рекомендуем обратиться к специалисту по HVAC , потому что существует множество факторов, которые могут иметь значение. Эти факторы включают изоляцию, строительные материалы, количество окон, размер и расположение окон, бытовую технику, электронику (компьютеры, принтеры и т. Д.).все откладывают тепло), сколько людей обычно занимают дома и многое другое. Тепловая нагрузка измеряется в БТЕ, (британских тепловых единицах). Одна БТЕ составляет приблизительно 1055 джоулей и определяется количеством энергии, необходимой для нагрева или охлаждения одного фунта воды на один градус. Вот простая в использовании формула . Он не предназначен для того, чтобы быть эталоном истины, но он определенно даст вам представление о том, в каком направлении следует двигаться при планировании вашей системы HVAC:

Формула для расчета тепловой нагрузки

  1. Возьмите квадратные метры вашего дома
  2. Умножьте это на среднюю высоту потолка в вашем доме
  3. Умножается на разницу желаемой температуры и температуры за пределами
  4. Умножьте на множитель, который представляет, что целевое здание представляет собой запечатанную конструкцию (.135)

Чтобы проиллюстрировать это дальше, вот пример расчета : если вы сталкиваетесь с 30-градусной температурой в вашем регионе и хотите, чтобы она составляла 70 градусов в доме площадью 3000 квадратных футов с 8-футовыми потолками, ваш расчет будет выглядеть так: 3000 x 8 x 40 x 0,135 = 129 600 БТЕ. Имейте в виду, что это очень консервативная оценка , что означает, что вам, вероятно, не понадобится система отопления, вентиляции и кондиционирования, производящая 129 000 БТЕ. Когда вы рассчитываете тепловую нагрузку, вместо того, чтобы обращаться к профессионалу, вы получите менее точную цифру.Для справки: профессиональные расчеты, как правило, находятся в диапазоне 65-80% от того, что рассчитывается по приведенной выше формуле. Пример: профессионал, скорее всего, сочтет, что для этого дома требуется от 80 000 до 100 000 БТЕ. Как говорится, лучше проявить осторожность. Как уже упоминалось, для правильного планирования мы настоятельно рекомендуем вам профессионально измерить тепловую нагрузку.

Купить запчасти и аксессуары для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в Интернете

Помните, что если вам нужно заменить какой-либо компонент вашей системы, PlumbersStock предлагает отличные цены на огромный выбор деталей HVAC .Если у вас возникли проблемы с поиском того, что вам нужно, свяжитесь с нами. Не забудьте обновить HVAC tools . Если вы все еще не совсем понимаете, как рассчитать тепловую нагрузку, свяжитесь с нами. Отапливаете ли вы свой дом с помощью котла , печи или просто обогревателя , у нас есть все необходимое.

Ресурсы по теме:
Какого размера требуется система HVAC?
Котел какого размера купить?

Расчет коэффициента теплопередачи | NaturalGasEfficiency.org

Расчет теплопередачи

Введение

Источники тепла включают:

  • Solar Усиление прямого солнечного света через окна
  • Solar Пропускание солнечного света непосредственно на поверхности здания и проводимое через стены / потолок в пространство
  • Теплый наружный воздух, проникающий в помещение и поступающий через принудительную вентиляцию
  • Освещение и оборудование, работающее в помещении, выделяющем отходящее тепло
  • Люди загружаются

Самый большой источник тепла зависит от типа здания, в основном от количества и типа стекла, которое в нем есть, а также от того, как стекло может затеняться или нет, а также от типа крыши.

Основные формулы

Формула, используемая для расчета притока тепла за счет теплопроводности (температура наружного воздуха в течение сезона охлаждения), является той же базовой формулой, что и формула теплопотери, [(площадь квадратных футов) x (значение U) x (разница температур)]. Если пространство охлаждается механически, каждая БТЕ тепла, превышающая заданное значение, должна быть удалена для поддержания желаемой температуры.

На влажность воздуха в помещении влияют как внешние погодные условия, так и то, что происходит внутри кондиционируемого помещения.Так же, как для испарения фунта воды требуется 970 БТЕ, так и для конденсации фунта водяного пара требуется 970 БТЕ охлаждающей энергии. (На самом деле, конденсированная вода отдает 970 БТЕ в более холодную среду кондиционирования.) Если влажность будет удалена путем конденсации на обычном змеевике кондиционера, то формула будет следующей: (Требуется охлаждение в БТЕ) = (970 БТЕ) x ( фунтов воды). Влажность также можно удалить с помощью вентиляционного воздуха, систем осушения адсорбентом и систем рекуперации энергии.В этих системах не используется конденсация пара для удаления влаги.

Солнечный свет, проходящий непосредственно через окна (остекление), представляет собой огромную потенциальную охлаждающую нагрузку. Эта нагрузка рассчитывается по «коэффициенту солнечной энергии» на квадратный фут остекления. Коэффициент солнечного усиления представляет собой сложную серию факторов, умноженных вместе, начиная с коэффициента пропускания стекла и заканчивая всеми возможными устройствами / методами затенения и скорректированными с учетом местной погоды (облачность).

Вся электроэнергия, используемая для освещения и оборудования внутри дома, в конечном итоге превращается в БТЕ тепла. Эти БТЕ компенсируют потребность в отоплении в течение отопительного сезона, но являются источником охлаждающей нагрузки в остальное время года. Каждый кВтч содержит 3 413 БТЕ тепловой энергии.

Следовательно, формулы, необходимые для расчета тепловыделения, включают:

  • Поверхности здания: (Площадь квадратных футов) x (U-фактор) x (разница температур) = БТЕ в час
  • Стеклянные площади: (Коэффициент усиления солнечной энергии) x (Квадратный фут площади окна в каждом направлении / лицевой стороне здания)
  • Нагрузка на освещение и оборудование: (кВтч общая нагрузка) x (3413 БТЕ / кВтч) = БТЕ в час
  • Нагрузка на человека: (Количество людей) x (от 200 до 400 БТЕ на человека в час) = БТЕ в час
  • Вентиляционная нагрузка: (CFM) x (60 минут / час) x (Количество людей) x (0.018) x (разница температур) = БТЕ в час
  • CFM = в соответствии с требованиями кода на человека за час занятости
  • 0,018 = коэффициент удельной теплоемкости воздуха (БТЕ на кубический фут на градус F)
  • Разница температур = снаружи внутрь ЧУВСТВИТЕЛЬНО.

Сумма всех этих нагрузок за час составляет основу для расчета теплопередачи.

Практические правила

Коэффициент усиления солнечной энергии через ограждающую конструкцию здания оценивается так же, как и для потерь тепла.Существует разница для поверхностей, которые подвергаются воздействию прямых солнечных лучей, и характеристик поверхности, которые влияют на поглощение, а не на отражение солнечного света. Однако эти различия очень сложно точно рассчитать, и, в конце концов, они не имеют большого значения для большинства учреждений, если сравнить их с другими более значимыми факторами. На объектах в жарком климате используются излучающие барьеры (отражающие покрытия и фольга), чтобы успешно снизить приток тепла в зданиях. Однако я считаю, что эти барьеры снижают свою ценность, если они неправильно установлены — в прямом контакте с другими материалами, где коэффициент отражения минимален, или они продвигаются для использования в приложениях с более низкими температурами.Это потому, что излучающие барьеры очень эффективно отражают инфракрасную энергию; но как только инфракрасное излучение преобразуется в тепло, основным методом теплопередачи является теплопроводность, где лучистые барьеры имеют очень небольшую ценность. Поэтому будьте осторожны при рассмотрении «эффективной R-ценности», заявленной некоторыми продавцами продуктов. Еще одна вещь, которую следует учитывать в отношении разницы температур, — это помещения, прилегающие к областям, более горячим, чем снаружи, например, потолки под очень горячими чердаками или офисы, расположенные в или рядом с гораздо более горячими производственными помещениями.

Коэффициент усиления солнечной энергии через окна можно точно рассчитать В ТЕОРИИ для расчетных условий пиковых дней. Формула начинается с БТЕ на квадратный фут на направление стекла для местоположения объекта (северная широта). Этот фактор обычно называют «фактором изоляции от солнца», доступным в ASHRAE и некоторых других источниках. Некоторые веб-сайты, посвященные солнечной энергии, предлагают коэффициенты, основанные на общем потенциале производства электроэнергии на данном участке. Они могут быть, а могут и не быть хорошими источниками данных в БТЕ, поскольку их номинальные мощности в кВт предназначены для выработки электроэнергии, а не для получения тепла.Фактором является «валовой» прирост БТЕ, на который влияют МНОГИЕ переменные, включая сезонное затенение, фиксированное затенение здания, внутреннее затенение, коэффициент пропускания стекла и почасовые погодные условия. Высококачественные программы расчета учитывают все эти факторы на почасовой основе. Другие могут использовать месячный коэффициент. Стекло, выходящее на запад, часто является наиболее важным фактором для получения тепла, потому что высокий угол наклона солнца в летние месяцы означает, что меньше солнечного света проникает через стекло, обращенное на юг.

«Освещение и оборудование» выполняет свою работу, которая в итоге превращается в отходящее тепло. Люминесцентная лампа на 40 Вт производит намного больше света, чем лампа накаливания на 40 Вт, и поэтому более эффективна, но обе они производят 40 Вт на БТЕ (40 x 3,413 = 136,52 БТЕ в час). Вся электроэнергия, используемая для работы небольшого оборудования. в кондиционируемом пространстве превращается в БТЕ тепла. Обычно легко оценить приток тепла от освещения из-за графика занятости. Сложная часть оценки притока тепла от оборудования — это оценка коэффициента (ов) нагрузки.Оборудование не всегда работает с номинальными данными, указанными на заводской табличке. Следовательно, если какое-либо оборудование действительно не находится в непрерывном режиме работы, следует учитывать данные паспортной таблички, чтобы получить более реалистичную оценку тепловыделения. Для некоторых типов существующих небольших помещений, таких как офис, может быть проще посмотреть счета за электроэнергию за месяцы, которые не содержат электрического обогрева и без охлаждения или с минимальным охлаждением, и считать это количество кВтч нагрузкой на освещение и оборудование.

People Load означает ощутимые БТЕ от тепла тела.Существует также скрытая нагрузка от дыхания и потребность в вентиляции свежего воздуха, поскольку люди дышат. Однако эти нагрузки обычно считаются вентиляционными нагрузками и не обязательно называются «притоком тепла». Типичная нагрузка БТЕ на человека составляет 200–1000 БТЕ в час, при этом 400 — типичный рабочий и 1000 — занятия спортом.

Вентиляция Воздух требуется большинством местных строительных норм и правил для НЕЖИЛЫХ объектов. Некоторые коды могут допускать «интеллектуальное управление», которое позволяет установить монитор CO2 и регулировать объем вентилируемого воздуха в соответствии с уровнями CO2.Чаще всего вентиляционный воздух регулируется настройкой «Занят / не занят» на элементах управления в зависимости от предполагаемого количества людей. Стандарт ASHRAE 62-1989 предлагает диапазоны от 15 до 60 кубических футов в минуту, но типичные требования для некурящих и непромышленных помещений составляют 15-25 кубических футов в минуту на человека.

Дополнительная информация

Для получения дополнительной информации об усилении солнечной энергии через окна из интерактивного источника см. Www.efficientwindows.org

Источник: Текст Боб Феган, 12/2008; Таблица теплопроизводительности в БТЕ на человека с сайта www.engineeringtoolbox.com 9/2005; диаграмма тепловыделения окон с www.efficientwindows.org 9/2005;


© 2008 Energy Solutions Center400 Н. Кэпитол-стрит, Северо-Западный Вашингтон, округ Колумбия, 20001 Все права защищены. Юридические вопросы Свяжитесь с нашим веб-мастером

[PDF] ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ ОЦЕНКИ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ

1 ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ ОЦЕНКИ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ 3.1 Цель оценки тепловой нагрузки 3.2 Тепловая нагрузка в зависимости от нагрузки охлаждения …

ГЛАВА 3.СТРОИТЕЛЬСТВО ОЦЕНКА ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ 3.1 Цель оценки тепловой нагрузки 3.2 Нагревательная нагрузка в зависимости от охлаждающей нагрузки 3.3 Критические условия для проектирования 3.4 Сравнение ручных и компьютерных расчетов 3.5 Оценка тепловой нагрузки 3.6 Оценка охлаждающей нагрузки

3.1 Цель оценки тепловой нагрузки

Для оценки количества потребляемой энергии. Определить мощность оборудования HVAC. Оценить стоимость эксплуатации здания. Для повышения энергоэффективности здания на этапе проектирования.

3.2 Охлаждающая нагрузка и тепловая нагрузка

Сильная солнечная радиация To = 30-35 ℃ (в зоне умеренного климата) Ti = 26 ℃ RH = высокая или низкая

Небольшая солнечная радиация To = -10 ℃ (в умеренной погодной зоне) Ti = 20 ℃ RH = обычно низкая

3.3 Критические условия для проектирования Проектировщик должен выбрать соответствующий набор условий для расчета нагрузки: внешняя погода, солнечные эффекты, внутренняя температура и влажность, состояние эксплуатации здания и многие другие факторы для отопления , критическое расчетное состояние возникает в холодную погоду, когда нагревание за счет лучистой солнечной энергии или внутреннего тепла от источников света, бытовых приборов или людей практически отсутствует.Для условий охлаждающей нагрузки критическим расчетным условием является максимальное совпадающее возникновение тепла, влажности, солнечного воздействия и внутреннего тепла от оборудования, света и людей. Чтобы определить максимальную комбинацию отдельных нагрузок, необходимо выполнить несколько оценок для разного времени.

3.3.1 Наружная расчетная температура Наружные погодные условия влияют на нагрузку отопления и кондиционирования воздуха. Исторические экстремальные значения температуры и влажности являются основой для расчетов расчетной нагрузки.Статистические данные, собранные для различных мест по всему миру, используются проектировщиками систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Расчетные наружные температуры выбираются на основе процентной концепции.

Процентная концепция 1) Расчет тепловой нагрузки: процентная концепция предполагает отопительный сезон с декабря по февраль, что составляет 2160 часов в год. Это означает, что погода будет на уровне или выше перечисленных условий только в течение указанного процента 2160 часов в год. Значения в процентах: 99% и 97,5%

2) Расчет нагрузки на охлаждение: лето определяется с июня по сентябрь, что составляет 2928 часов. Значения в процентах: 1%, 2.5% и 5%

3.3.2 Расчетная температура в помещении Стандарт ASHRAE 55 определяет летние и зимние зоны комфорта, подходящие для уровней изоляции одежды 0,5 и 0,9 кло [0,078 и 0,14 (м2 · K / Вт), соответственно. Комфортная рабочая температура летом: 23 — 27 ℃ Комфортная зимняя рабочая температура: 21 — 25 ℃ Комфортная относительная влажность: 30 — 60% ASHRAE: Американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха

3.4 Ручные и компьютерные вычисления Ручной расчет: до определить максимальные тепловые и охлаждающие нагрузки в соответствии с размером оборудования HVAC.

Компьютерный расчет (моделирование): для оценки годового потребления энергии путем почасового расчета притока / потери тепла в здании и операций HVAC. Улучшить проектирование здания и схемы эксплуатации HVAC путем сравнения тепловых характеристик нескольких вариантов конструкции.

3.5 Расчет тепловой нагрузки Нагрузка на отопление обусловлена ​​потерями тепла: 1) Кондуктивными потерями тепла через ограждающие конструкции (стены, окна, двери, полы, крышу и т. Д.). 2) Инфильтрация, эксфильтрация и вентиляция воздуха.

Инфильтрация, эксфильтрация и вентиляция

Инфильтрация — это неконтролируемое проникновение наружного воздуха в здание через непреднамеренные утечки в оболочке здания (например,g., трещины между секциями стен, стыки полов, углы, стык между кровлей и стеной, вокруг окон и дверей). Эксфильтрация — это противоположный процесс. Инфильтрация и эксфильтрация обусловлены разницей давления воздуха, существующей между внутренней частью здания и внешней частью здания по оболочке здания. Эти перепады давления воздуха являются результатом естественных сил (например, ветра и температуры), а также геометрии здания, конструкции системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и герметичности оболочки.

Вентиляция — это процесс «изменения» или замены воздуха в любом помещении для обеспечения высокого качества воздуха в помещении (т.е.е. для контроля температуры, пополнения запасов кислорода или удаления влаги, запахов, дыма, тепла, пыли, переносимых по воздуху бактерий и углекислого газа). Вентиляция используется для удаления неприятных запахов и чрезмерной влажности, подачи наружного воздуха, поддержания циркуляции воздуха внутри здания и предотвращения застоя внутреннего воздуха. Вентиляция включает в себя как воздухообмен наружу, так и циркуляцию воздуха внутри здания. Это один из наиболее важных факторов для поддержания приемлемого качества воздуха внутри зданий.Способы вентиляции здания можно разделить на механические / принудительные и естественные.

3.5.1 Кондуктивная нагрузка нагрева

Q  UAt

n

Q   Uj Aj (ti  to) j 1

Q = тепловая нагрузка (Вт) (ккал / ч) Aj = площадь каждого элемента оболочки (м2) U = общий коэффициент теплопередачи (Вт / м2 · K) (ккал / м2 · ч ℃) ti = расчетная температура воздуха в помещении (K) (℃) to = расчетная температура наружного воздуха (K) (℃)

U-фактор (общий коэффициент теплопередачи)

Rtot 

1 д 1   i  Rair  hi ki ho

(м2K / Вт) (м2чC / ккал)

Где, hi = тепло внутренней поверхности коэффициент передачи (или проводимость пленки) (ккал / м2чС) ho = коэффициент теплопередачи наружной поверхности (ккал / м2чС)

1 U Rtot

(Вт / м2К) (ккал / м2чС)

Полная таблица доступна на сайте класса.

Полную таблицу можно найти на сайте класса.

Полную таблицу можно найти на сайте класса.

Полную таблицу можно найти на сайте класса.

3.5.2 Нагревательная нагрузка инфильтрации

1) Явная тепловая нагрузка

Q  0,24  1,2  CMH  (ti  to) Где

Q = тепловая нагрузка (Вт) (ккал / ч) 0,24 = удельная теплоемкость сухого воздуха (кДж / кг · K) (ккал / кг ℃) 1,2 = удельный вес воздуха (кг / м3)

CMH = расход воздуха (м3 / ч) ti = температура воздуха в помещении (K) (℃) to = наружный воздух температура (K) (℃)

2) Нагрузка скрытого нагрева

Q  597  1.2  CMH  (xi  xo) Где

Q = тепловая нагрузка (Вт) (ккал / ч) 597 = скрытая теплота испарения воды при 0 ℃ (кДж / кг) (ккал / кг) 1,2 = удельный вес воздуха (кг / м3)

CMH = расход воздуха (м3 / ч) xi = коэффициент влажности воздуха в помещении (кг / кгд) xo = коэффициент влажности наружного воздуха (кг / кгд)

Оценка расхода воздуха

Расход воздуха оценивается с использованием метода трещин и метода воздухообмена. 1) Метод трещин — метод трещины более точен, чем метод воздухообмена. — Наружный воздух проникает во внутреннее пространство через трещины вокруг дверей, окон и стыков между стенами и полом и даже через сам строительный материал.- Количество зависит от общей площади трещин, типа трещины и разницы давлений внутри и снаружи. — Расход воздуха рассчитывается по формуле:

CMH  CMH на метр  метр трещины

2) Метод воздухообмена Большинство проектировщиков предпочитают использовать более простой метод воздухообмена. Поток воздуха в помещение можно измерить в воздухообменах в час

CMH  ACH  Объем

Где CMH = расход воздуха (м3 / ч) ACH = воздухообмен в час Объем = объем помещения (м3)

Количество инфильтрационных воздухообменов в час, происходящих в средних условиях в жилых домах Одно стекло, без уплотнителя

Шторм Створка или непромокаемая пленка

0.5

0,3

Окна или входные двери с 1 стороны

1

0,7

Окна или входные двери с 2 сторон

1,5

1

Окна или входные двери с 3 сторон

2

1,3

Вестибюли

2

1.3

Вид помещения Без окон и наружных дверей

3.5.3 Нагрев вентиляции Наружный воздух подается системой HVAC для разбавления загрязнителей воздуха и компенсации выхлопных газов.Нагрузка на вентиляцию рассчитывается по тем же уравнениям, что и для инфильтрации. Вентиляция определяется в соответствии со стандартом ASHRAE Standard 62.

Полная таблица доступна на веб-сайте класса.

3.5.4 Разные нагрузки Помимо теплопроводности, инфильтрации и вентиляции, тепловые нагрузки должны учитывать различные факторы, такие как потери через стены ниже уровня земли и плиты на уровне земли.

3.6 Оценка охлаждающей нагрузки Прирост тепла включает теплопроводность, солнечные эффекты, нагрузки наружного воздуха и внутренние тепловые нагрузки.

Компоненты охлаждающей нагрузки здания

3.6.1 Теплоотдача через стены и крыши (непрозрачные)

Простая разница температур между внутренним и наружным воздухом не учитывает солнечное тепло. Наружная поверхность намного теплее окружающего воздуха из-за воздействия солнечного излучения.

Использование для расчета проводимости TETD (общая эквивалентная разница температур) TETD включает солнечные эффекты, а также разницу температур. TETD варьируется в зависимости от ориентации, времени суток, свойств поглощения поверхности и тепловой массы конструкции здания

Q  UA ( TETD)

n

Q   Uj Aj (TETD) j 1

Где Q = охлаждающая нагрузка (Вт) (ккал / ч) U = общий коэффициент теплопередачи (Вт) (ккал / м2 · ч ℃) A = площадь каждого элемента оболочки (м2) TETD = общая эквивалентная разница температур (℃)

3.6.2 Теплоотдача за счет остекления (прозрачного или полупрозрачного) Остекленные материалы обычно имеют более низкое тепловое сопротивление, чем непрозрачные строительные материалы, и они также пропускают солнечное излучение в пространство. Эти тепловые нагрузки рассматриваются в двух частях: простая кондуктивная теплопередача из-за разницы температур между внутренним и наружным воздухом и приток солнечного тепла.

Q  AU (ti  to)  (SC) (A) (SHGF)

SHGF = коэффициент солнечного тепла (Вт / м2) SC = коэффициент затенения (безразмерный)

SHGF (коэффициент солнечного тепла) количество солнечного тепла, которое будет поступать в прозрачное одинарное окно в заданное время года и время суток, обращенное в заданную ориентацию.

SC (коэффициент затенения) SC — это отношение солнечного излучения (из-за прямого солнечного света), проходящего через стеклопакет, к солнечной энергии, проходящей через прозрачное флоат-стекло толщиной 3 мм. Это показатель того, насколько стекло теплоизолирует (затеняет) интерьер, когда на панель или окно попадают прямые солнечные лучи.

Причина разницы между величиной мгновенного тепловыделения и мгновенной охлаждающей нагрузкой

3.6.3 Инфильтрация и вентиляция Инфильтрация намного ниже в жаркую погоду, чем в холодную погоду, особенно в многоэтажных зданиях.Зимой эффект стека из-за большой разницы температур между внутренним и наружным воздухом вызывает большую инфильтрацию. Нагрузки явного тепла и скрытого тепла из-за инфильтрации можно рассчитать по формуле:

Qsensible  0,24  1,2  CMH  (ti  to) Qlatent  597  1,2  CMH  (xi  xo) Общее тепло, энтальпия (ч) равна сумма явного и скрытого тепла. Энтальпию можно взять из психрометрической диаграммы или таблиц.

Q  1,2  CMH  h

∆h = изменение энтальпии (ккал / кгда)

Наружный воздух, вводимый для вентиляции оборудованием для кондиционирования воздуха, приводит к явным и скрытым нагрузкам, рассчитываемым по тем же уравнениям, что и в расчет инфильтрационной охлаждающей нагрузки.

3.6.4 Получение тепла внутри зданий Тепло генерируется внутри зданий освещением, приборами и жильцами. Люди выделяют как ощутимое, так и скрытое тепло. Скрытое тепло возникает из-за выдыхаемой влаги и испарения пота. Скрытые тепловые нагрузки зависят от уровня активности.

Тепло от светильников и приборов может быть рассчитано с использованием коэффициента преобразования электрической энергии в тепловую:

Q  3,41  PP = потребляемая мощность осветительной арматуры или прибора (Вт) Тепло от освещения здания и бытовых приборов не может быть точно оценено .Обычно используется мощность на единицу площади (Вт / м2).

Означает ли больший объем больше нагрузки по обогреву и охлаждению?

Что происходит с тепловыми и охлаждающими нагрузками, когда вы герметизируете чердак? Изоляция и воздушный барьер на потолке под чердаком исключают чердак. Этот объем воздуха не участвует в кондиционировании дома. Но когда вы перемещаете ограждение на линию крыши (обычно устанавливая изоляцию из аэрозольной пены под настилом крыши), теперь объем чердака включается в ограждение здания.Иногда я слышу, как люди говорят, что нагрузки будут выше из-за дополнительной громкости. Действительно ли наличие большего количества воздуха внутри увеличивает нагрузку?

Обновление расчета нагрузки

Чтобы разобраться в этой проблеме, давайте посмотрим, что входит в расчет нагрузки. Чтобы сделать это правильно, вы должны учитывать все способы, которыми тепло входит в дом или выходит из него. Вот они:

  1. Нагрузка шкафа — Отсюда основная нагрузка по обогреву и охлаждению. Это тепло, которое проходит через стены, окна, двери, потолки и полы.Это также лучистое тепло, которое проходит (в основном) через окна, также известное как прямое солнечное излучение.
  2. Инфильтрационная нагрузка — Воздух, просачивающийся через ограждение здания, на самом деле является подкатегорией нагрузок ограждения. Но стоит выделить его, если только по той причине, что он введен отдельно в расчет.
  3. Нагрузка на вентиляцию — Наружный воздух, который вы вводите для вентиляции, добавляет тепла (как ощутимого, так и скрытого) летом и приводит к потере тепла зимой.
  4. Нагрузки системы — Когда вы устанавливаете систему отопления или охлаждения в некондиционированном пространстве, в системе происходит приток тепла летом и потеря тепла зимой. То же самое и с распределительной системой, независимо от того, используете ли вы воздух или воду. Изоляция и герметизация воздуховодов, а также изоляция труб помогают снизить эти прибыли или убытки, но вам все равно придется учитывать это дополнительное тепловыделение или потерю при подсчете общих нагрузок.
  5. Нагрузки для осушения и увлажнения — Все осушители выделяют тепло.Большинство из них сбрасывают это тепло в пространство, которое вы осушаете. (Исключением является Ultra-Aire SD12 *, осушитель сплит-системы.) Увлажнителям требуется тепло для испарения воды. Иногда это тепло исходит от самой системы отопления, и в этом случае оно увеличивает тепловую нагрузку.
  6. Внутренние нагрузки — Люди выделяют тепло. Свет излучает тепло. Приборы выделяют тепло. Вы уловили идею. Все это тоже включено.

Введя все соответствующие детали рассматриваемого дома, вы получите нагрузки для каждой комнаты, каждой зоны и всего дома.

При чем здесь воздух?

Итак, какая из этих нагрузок связана с большим объемом воздуха для нагрева и охлаждения? Ну, на самом деле парочка из них. Когда воздух проникает в дом, этот некондиционированный воздух необходимо нагреть или охладить. То же самое с вентиляцией, за исключением того, что в этом случае «утечка» является преднамеренной.

Но вопрос здесь в том, как увеличение громкости влияет на нагрузку. Когда вы герметизируете чердак и переносите его в кондиционированное пространство, дополнительный воздух на чердаке ничего не добавляет к нагрузке.Если небрежная работа с распылительной пеной привела к тому, что чердак стал негерметичным, то проникновение на чердак действительно увеличивает нагрузку, но мы говорим не об этом.

Теперь, когда вы герметизируете чердак, у вас может быть больше нагрузки по обогреву и охлаждению, но это не из-за дополнительного объема воздуха внутри кондиционируемого помещения. Когда вы перемещаете ограждение к линии крыши, вы также увеличиваете площадь дома. Это может увеличить нагрузку на корпус. Но если вы переместили свою систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха из некондиционированного помещения в кондиционируемое, вы можете получить меньшую нагрузку.В жарком климате это может быть значительным.

Еще один фактор, увеличивающий нагрузки при инкапсулировании чердака, — это уровень изоляции. Часто подрядчики будут использовать более низкое значение R для изоляции на линии крыши, чем на нижнем потолке. (Мартин Холладей несколько лет назад написал об этом статью на сайте Green Building Advisor. Она называется . Можно сэкономить на изоляции, говорит Айсинен, ). Например, в большей части Джорджии требуется R-30 для потолков, но вы можете установить изоляцию из распыляемой пены. на линии крыши всего R-19.

Корреляция не причинно-следственная связь

Проблема может заключаться в том, что люди, которые считают, что больший объем означает большую нагрузку, путают корреляцию с причинно-следственной связью. Эй, я понял. Все мои друзья в штате Мэн стараются сократить потребление маргарина, потому что это повысит их шансы остаться в браке. Посмотрите на график ниже, и вы тоже убедитесь. (Посетите веб-сайт «Ложные корреляции», чтобы узнать больше об этих интересных связях.)

Погодите, нет! Это корреляция между двумя переменными, но нет ни малейшего доказательства того, что между ними существует причинно-следственная связь.Одинаковый кондиционируемый объем и тепловая и охлаждающая нагрузки. Мы знаем, какие факторы влияют на нагрузку на отопление и охлаждение. Когда вы увеличиваете размер дома за счет инкапсуляции чердака или подвального помещения, на нагрузки влияют дополнительная площадь поверхности и уровни изоляции, а не объем.

* В полном объеме компания Therma-Stor, производящая осушители воздуха Ultra-Aire, размещает рекламу в блоге Energy Vanguard.

Статьи по теме

Влажность на чердаке из пенопласта

Конструкция ОВКВ выполнена правильно — руководство J, S, T и D

3 причины для удаления изоляции чердачного пола на чердаке из пенопласта

Вопрос №1, который следует задать перед нанесением аэрозольной пены на чердак

Проникновение происходит на поверхности, а не в объеме

ПРИМЕЧАНИЕ: Комментарии модерируются.Ваш комментарий не появится ниже, пока не будет одобрен.

Калькулятор нагрузки HVAC — оцените размер вашей системы отопления / охлаждения (в БТЕ)

Калькулятор ОВК

Этот калькулятор нагрузки HVAC (также известный как калькулятор BTU) обеспечивает точную оценку реальной тепловой нагрузки для как для отопления, так и для охлаждения . Кроме того, он дает рекомендации по оборудованию (тип системы отопления / охлаждения, подходящий для вашего дома) и рассчитывает стоимость установки оборудования, включая труд и материалы!

Мы используем собственный алгоритм расчета BTU, который НЕ ЗАВЕРШАЕТ переопределение единичной мощности.Большинство онлайн-инструментов дают вам более высокую оценку тепловой нагрузки, чем вам на самом деле нужно для вашего дома, чтобы продать вам более дорогое оборудование.

Оценить нагрузку на систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха сейчас:

Расчетная нагрузка
Охлаждение / нагрев: 0 БТЕ

Рекомендуемое оборудование
Рассчитайте, чтобы увидеть результаты

Посмотреть цены в вашем районе
Начните здесь — введите свой почтовый индекс

Как пользоваться калькулятором тепловой нагрузки

МАССИВНОЕ ОБНОВЛЕНИЕ (24 июня 2020 г.): Мы выпустили обширное обновление калькулятора, на разработку которого ушло более 150 часов, и теперь оно содержит более 900 строк кода! В этом новом выпуске представлены расчеты цен и HVAC Equipment Алгоритм рекомендаций , который предлагает рекомендации, основанные на вашем климатическом регионе, размере вашего дома, наличии (или отсутствии) воздуховодов и / или радиаторов плинтуса в вашем доме.

Хотя расчет тепловой нагрузки в BTU производился до этого обновления, многие домовладельцы не были уверены, какая система отопления и охлаждения им лучше всего подходит. Именно здесь наш новый алгоритм может дать разумную рекомендацию, которая включает как мощность системы (для отопления и охлаждения), соответствующий тип системы, так и затраты на энергию / топливо.

Мы также рекомендуем, ЕСЛИ вы планируете использовать результаты этого расчета тепловой нагрузки для принятия решений о покупке, вам СЛЕДУЕТ проверить результаты с помощью этого подробного онлайн-оценщика Manual J.

Несколько систем отопления / охлаждения: Еще одна важная новая функция — это расчет стоимости нескольких систем отопления / охлаждения, устанавливаемых в больших домах (более 3000 кв. Футов), и указание максимально возможных систем отопления, вентиляции и кондиционирования в BTU, а затем система наименьшего размера для оставшейся части общей нагрузки БТЕ.

Например, если ваша тепловая нагрузка составляет 150 тыс. БТЕ, а максимальный размер центрального кондиционера в жилых помещениях составляет 60 тыс. Британских тепловых единиц (5 тонн), тогда вам понадобятся два компрессора на 60 тыс. БТЕ и один компрессор на 30 тыс. (2.5 тонн). Алгоритм калькулятора выберет полноразмерную систему (ы) и систему наименьшего размера, чтобы покрыть остальную требуемую нагрузку в БТЕ, чтобы дать вам наиболее экономичную оценку.

Оценка затрат на установку: инструмент оценит общую стоимость установки для вашей новой системы HVAC, которая основана на стоимости оборудования, а также в среднем по стране труд + накладные расходы + прибыль, которые сантехники / подрядчики HVAC взимают за каждый тип системы.

Запланированные новые функции: Теперь, когда механизм рекомендаций по оборудованию и расчет стоимости полностью функционируют, мы планируем добавить две последние функции:

1) Ориентировочная стоимость установки новых воздуховодов (при необходимости).
2) Оценка стоимости установки нового плинтуса или настенных радиаторов ИЛИ теплых полов (при необходимости).

Как рассчитать нагрузку HVAC

Важно, чтобы вы вводили точные / подходящие данные в калькулятор БТЕ. Этот инструмент максимально приближает вас к сложной ручной оценке J. В противном случае вы можете получить слишком большую или слишком маленькую систему.

Шаг 1 (климатический регион): Выберите свой климатический регион, используя карту региона в верхней части калькулятора.Например, если вы живете в Нью-Йорке или Нью-Джерси, выберите Регион 3 (желтый). Если вы живете в Техасе, выберите регион 5 (красный) и т. Д.

Шаг 2 (Размер площади): Введите квадратные метры для вашего дома / здания или определенной площади, для которой вы выполняете расчеты.

Это шаг Critical для точной оценки годовых нагрузок на отопление / охлаждение ваших систем HVAC! Если вы оставите все настройки по умолчанию и измените только регион с 1 на 5 и обратно, вы увидите огромное изменение нагрузки охлаждения / нагрева в БТЕ.

Шаг 3 (Помещения / Зоны): Введите количество Помещений / Зон, в которых вы хотите установить новую систему отопления / охлаждения.

Если вы планируете использовать центральную систему кондиционирования + воздушную печь (канальную) или центральный котел для отопления, количество зон не очень важно с точки зрения оценки тепловой нагрузки.

Это значение наиболее полезно для определения того, какой тип системы Ductless Mini-Split использовать.

Кроме того, мы обсуждаем плюсы и минусы использования многозонного vs.установка нескольких однозонных систем с тепловым насосом без воздуховодов, в нашем руководстве по установке Mini Split DIY.

Шаг 4 (Высота помещения): Выберите среднюю высоту потолка вашего дома. В большинстве случаев это значение должно быть равно 8 футам. Однако, если у вас высокие потолки или соборные / сводчатые потолки, ОБЪЕМ вашего пространства будет выше.

Для соборных / сводчатых потолков сложите наименьшую высоту стены + высоту пика и разделите на 2, чтобы получить среднее значение. Например:

Ваша внешняя стена 8 футов.высота, а самая высокая точка на потолке — 12 футов в высоту. В этом случае средняя высота потолка составляет 10 футов:
(12 + 8) / 2 = 10

.

Шаг 5 (класс изоляции): Большинство домов в США, построенных между 1978 и 2000 годами, будут иметь 4-дюймовые стойки с изоляцией стен R-13 и изоляцию крыши / чердака R-38. Если это соответствует вашему дому, оставьте это значение по умолчанию (Средняя изоляция стен R-13).

Если у вас новый дом с 6-дюймовыми шпильками, в нем будет изоляция R-18.В этом случае выберите значение «Больше среднего».

В большинстве случаев вам не следует использовать значение «Очень хорошо изолировано», если только у вас нет дома с «супер изоляцией».

Если у вас дом частично изолирован, выберите «Меньше среднего» или «Плохо изолирован».

Эти два значения являются наиболее важными с точки зрения отопления, где потери тепла будут самыми высокими. Если ваша основная причина для установки новой системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха — охлаждение, мы рекомендуем использовать значение «Меньше среднего», чтобы не перегружать ваше охлаждающее оборудование.

Шаг 6 (Windows): Выберите среднее количество окон в вашем доме. Если у вас ~ 1 окно или меньше, на каждые 8 ​​футов длины внешней стены выберите «Среднее количество».

Если у вас более 1 окна, на каждые 8 ​​футов длины внешней стены выберите «Больше среднего»

Шаг 6 (Герметичность окон / дверей): Выберите соответствующий уровень изоляции окон / дверей. В большинстве случаев оставьте это значение по умолчанию «Среднее».

Понимание результатов расчета нагрузки HVAC

В отличие от других онлайн-калькуляторов HVAC, мы предоставляем расчетную тепловую нагрузку (размер системы в БТЕ / ч) для как для отопления, так и для охлаждения , а также рекомендуемые тип и размер оборудования HVAC!

Вы получите ДВА результата:

1) Нагрузка на охлаждение и обогрев в БТЕ — это фактическое рассчитанное количество БТЕ в час и Тонны, необходимые для обогрева / охлаждения вашего помещения.
2) Наиболее подходящий тип оборудования для обогрева / охлаждения для ваших нужд.

1) Расчетная тепловая нагрузка

Вы получите приблизительную нагрузку в БТЕ / тонны для вашего дома на основе информации, введенной вами в калькулятор, и вашего региона. Результаты по отоплению и охлаждению в БТЕ рассчитываются с использованием нашего оптимизированного алгоритма расчета в БТЕ, который является более «консервативным», чем может дать вам большинство подрядчиков по ОВКВ и продавцов оборудования.

В среднем эти значения будут на 20-30% ниже, чем «оценка подрядчика».Однако мы рекомендуем использовать меньшие числа по причинам, описанным выше.

2) Рекомендация по оборудованию HVAC

Наш калькулятор пытается предоставить наилучшее соответствие / рекомендации для оборудования, подходящего для вашей конкретной ситуации, на основе вашего климатического региона и других исходных данных.

Рекомендации по оборудованию нуждаются в дополнительных разъяснениях, поскольку ситуация каждого человека индивидуальна. В идеале этот калькулятор идеально подходит для дома новой постройки, где у вас есть полный контроль над дизайном и спецификациями типа оборудования HVAC, которое будет использоваться.Однако большинство домовладельцев в США имеют дело с уже существующими домами, что накладывает определенные ограничения.

Прежде всего, если у вас есть система воздуховодов в вашем доме, центральная печь горячего воздуха AC + будет для вас наиболее рентабельной системой. В очень жарком климате печь можно заменить электронагревательной спиралью, которая будет обеспечивать теплый воздух в редкие холодные дни / ночи.

Если у вас нет воздуховодов и вы живете в климатических зонах 1, 2 или 3, лучшая система для отопления — это водогрейный котел с принудительной подачей воды (с плинтусами, настенными радиаторами или лучистым напольным отоплением), а лучшая система охлаждения — это многоступенчатая система отопления. -зональные бесканальные (мини-сплит) кондиционеры, которые экономичны и чрезвычайно эффективны.

В регионах 3, 4 и 5 очень редко бывает очень холодно. В этих областях зимы очень мягкие, а средняя низкая температура выше 0 градусов по Фаренгейту. Следовательно, высокоэффективная бесканальная (мини-сплит) система с тепловым насосом может (и должна) использоваться как для отопления, так и для охлаждения. Это наиболее экономичный * тип обогрева / охлаждения, который вы можете получить.

Тепловые насосы

Ductless могут как обогревать, так и охлаждать ваш дом при температуре окружающей среды до -15 градусов по Фаренгейту, и они довольно хорошо справляются с обоими задачами. Поскольку они могут обеспечивать отопление и делают это с использованием довольно небольшого количества электроэнергии (в 3-4 раза меньше, чем у электрических обогревателей), вам может не потребоваться установка дополнительной системы отопления, будь то печь или бойлер, что сэкономит вам около 7000-12000 долларов + на установку.

Однако они не должны быть вашим ЕДИНСТВЕННЫМ источником тепла в климатических зонах 1 и 2, где зимой очень низкие температуры и часты перебои в подаче электроэнергии, поскольку бесканальные тепловые насосы работают на электричестве. Если у вас есть резервная система отопления (например, старый котел или газовая печь / печь на гранулах, и которая может проработать несколько дней без электричества в случае отключения электроэнергии, то вы можете использовать тепловые насосы в качестве основного источника тепла даже в более холодных регионах.

Большим преимуществом является то, что бесканальные системы являются «модульными» и работают на уровне зоны.Так что, если вы проводите большую часть дня в гостиной, нет необходимости охлаждать или обогревать весь дом! Вам нужно всего лишь запустить 1 зону. Ночью вы можете выключить зону гостиной и включить зоны в спальне (ах).

Более того, бесканальные системы также примерно в 2 раза более эффективны, чем даже современные высокоэффективные системы центрального кондиционирования, а это значит, что ваши счета за электроэнергию будут в 2 раза меньше! Фактически даже больше, чем в 2 раза, из-за зонирования, которое практически невозможно сделать с центральными системами кондиционирования воздуха.

* В то время как в большинстве южных штатов затраты на электроэнергию очень низкие (около 0,10–0,13 доллара США за кВтч), в таких местах, как Калифорния, затраты на электроэнергию часто превышают 0,30 доллара США за кВтч, а цены на PEAK могут достигать 0,50 доллара США за кВтч Бесканальная система кондиционирования / отопления идеальна, поскольку они часто в 2 раза более эффективны, чем центральная система кондиционирования, и вы можете кондиционировать только те части вашего дома, где вам действительно нужен прохладный или теплый воздух, вместо охлаждения / обогрева всего дома, в то время как вы сидите в гостиной!

Pro Подсказка: Если в вашем доме в настоящее время нет воздуховодов, а ваш дом одноуровневый (ранчо / мыс), то на чердаке можно установить воздуховоды и печь AC +, используя гибкие изолированные воздуховоды.Это намного дешевле, чем традиционные воздуховоды из листового металла, которые необходимо устанавливать из подвала и распространять на все ваши комнаты, особенно если ваш дом состоит из нескольких уровней.

В этом случае установка Central AIR значительно дешевле, чем бесканальные тепловые насосы. Однако из-за огромной разницы в эффективности бесканальная система быстро покроет начальную разницу в расходах, сэкономив в среднем 40% эксплуатационных расходов!

Таблица размеров HVAC

Выбор системы HVAC подходящего размера для вашего дома / здания имеет важное значение для обеспечения достаточной мощности для обогрева или охлаждения вашего жилого помещения.Если ваша система отопления или охлаждения слишком мала, вы не получите достаточного количества БТЕ, и пространство не будет комфортным.

Если вы приобретете слишком большую систему, вы будете переплачивать за дополнительную емкость: Большая система = более высокая стоимость установки. Вы также будете слишком много платить за эксплуатационные расходы (будь то газ, электричество или нефть) в будущем.

Большинство подрядчиков по отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха / сантехнике не хотят тратить время на правильный расчет (с использованием ручного метода J) тепловую нагрузку и теплопотери вашего дома (или отдельных комнат).Таким образом, вместо того, чтобы прикрыть свои «основы», 99% профессионалов указывают на крупногабаритные системы (которые, как объяснялось выше, стоят дороже в установке и эксплуатации).

ПРИМЕЧАНИЕ: Большинство подрядчиков и дистрибьюторов оборудования используют НАДУТАННЫЕ значения БТЕ / ч при расчете тепловой нагрузки и размера блока (в тоннах / БТЕ), в первую очередь, чтобы прикрыть свою спину.

В нашем калькуляторе используются более низкие значения БТЕ / ч как для нагрева, так и для охлаждения, чтобы получить более «реальную» оценку тепловой нагрузки. Тем не менее, мы настоятельно рекомендуем , чтобы вы (или ваш подрядчик) выполнили ручной расчет тепловой нагрузки J вашего дома или определенного района, прежде чем принимать какие-либо решения о покупке!

Этот калькулятор предназначен для использования только в информационных целях!

Стоимость установки ОВК

Стоимость установки

HVAC варьируется в зависимости от региона и зависит от прожиточного минимума.Однако цены на оборудование в большинстве штатов примерно одинаковы. Вот типичные цены на центральное кондиционирование воздуха (центральный кондиционер + печь горячего воздуха), водогрейные котлы или бесканальные системы Mini-Split.

Обратите внимание на , что центральная печь переменного тока и печь горячего воздуха могут быть установлены вместе или по отдельности. Однако, если у вас есть только центральный кондиционер, вам также понадобится система отопления. Поскольку система центрального кондиционирования и печь штабелируются, они прекрасно работают вместе друг с другом.

Мы используем дом размером 2300 кв. Футов (в среднем по США для существующих односемейных домов) для оценки стоимости.

  • CENTRAL AC COST: 4-тонный, 14 SEER Central Air стоит от $ 5 595 до $ 7 837 . Система оснащена электронагревателем. Включает удаление старого центрального конденсатора переменного тока и змеевика, а также повторное использование существующих медных линий и электрических соединений. Обновление до 16 SEER обойдется примерно в 800-1200 долларов.
  • ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ВОЗДУХ (кондиционер + ПЕЧЬ): Комбинированная система центрального воздуха стоит от 7 976 долларов до 11 171 долларов США за 4-тонный центральный кондиционер на 14 SEER с газовой печью 80 тыс. БТЕ и КПД 96%.Включает удаление старого центрального конденсатора переменного тока и змеевика, а также повторное использование существующих медных линий и электрических соединений.
  • КОТЛ (лучистое тепло): Котлы с принудительной подачей горячей воды, запуск 4683–6 130 долларов за обычный газовый / масляный котел ИЛИ 6934–10623 долларов за конденсационный котел со встроенным безбаквальным водонагревателем, например Navien, Bosch, Viessmann. Включает удаление старого котла и повторное использование существующих радиаторов / водопроводов.
  • БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ: Мини-сплит-система для всего дома на 4-5 зон будет стоить 13 876–18 058 долларов .Эти системы могут очень эффективно обогревать и охлаждать ваш дом. Включает установку новых медных линий хладагента и электрическое соединение 240 В с 1 внешним компрессором и 4-5 внутренних «настенных агрегатов». Напольные, тонкие воздуховоды, потолочные кассетные внутренние блоки будут стоить дополнительно 300-400 долларов за каждую зону. Оцените мини-сплит-стоимость в вашем районе.

Если вы хотите получить расценки на HVAC в вашем районе, позвоните некоторым местным установщикам HVAC, которых вы знаете, или ваша семья / друзья могут порекомендовать или запросить бесплатные оценки через нашу реферальную программу.

Выбор лучшей системы HVAC для вашего дома

Используйте следующие рекомендации, чтобы выбрать лучшую систему отопления / охлаждения для вашего дома.

Как упоминалось выше, если вы живете в северных климатических регионах, мы рекомендуем газовый котел для отопления и бесканальный (мини-сплит) кондиционер для охлаждения. Если у вас уже есть воздуховоды, в краткосрочной перспективе будет дешевле использовать центральную печь переменного тока + горячего воздуха.

Однако в некоторых случаях вы получите рекомендацию Mini Split как для охлаждения, так и для нагрева, но размер BTU будет другим.

Мы знаем, что эта часть сбивает с толку. Итак, давайте посмотрим на это подробнее:

Большинство мини-сплит-секций рассчитаны на основе их ОХЛАЖДАЮЩЕЙ способности. Мини-сплит 12000 БТЕ (1 тонна) будет иметь номинальную мощность около 12000 БТЕ / ч. Однако эти же агрегаты могут также НАГРЕВАТЬСЯ! И большинство более дорогих устройств Mini Split будут иметь гораздо более высокую теплопроизводительность!

Пример: 9000 БТЕ Fujitsu RLS3H (одна зона) имеет максимальную теплопроизводительность 21000 БТЕ ! Поэтому, если вы живете в зонах 3, 4 и 5 и планируете установить бесканальную систему для всего дома, используйте размер ОХЛАЖДЕНИЯ при выборе оборудования.В большинстве случаев тепловых единиц будет более чем достаточно!

В регионах 1 и 2 вам необходимо внимательнее изучить технические характеристики вашего устройства. Однако в большинстве случаев в более крупных системах (2-8 многозонных установок) разница в BTU для нагрева и охлаждения не такая большая, как в приведенном выше примере. Следовательно, вам придется либо немного увеличить размер, либо установить несколько однозонных блоков по всему дому, чтобы получить максимальную эффективность и доступную мощность.

Если вы не уверены, какой тип системы отопления или охлаждения установить в вашем доме, получите 3–4 бесплатных оценки от местных профессионалов в области HVAC.

Мини-колена для холодного климата: хорошо ли греют?

Многие домовладельцы, желающие добавить эффективную систему отопления, которую можно было бы использовать в холодные месяцы года, очень скептически относятся к установке мини-сплит-теплового насоса. В конце концов, они используются в первую очередь для охлаждения. Однако реальность такова, что если вы приобретете мини-сплит-тепловой насос, РАЗРАБОТАННЫЙ для холодной погоды, он будет нагревать ваше пространство так, что вас удивит — вам будет очень тепло и приятно!

Вместо того, чтобы перечислять все «за» и «против», а также возможные сценарии, я приведу пример.Пять лет назад начальная школа Нью-Брук в Ньюфане, штат Вермонт, установила бесконтактные тепловые насосы + солнечные панели для ОТОПЛЕНИЯ и охлаждения здания с резервным пропановым котлом (только в дни с температурой ниже -4F). Это был беспрецедентный выбор отопления для школьного здания в этом районе, и многие люди были против. Однако обновление было окончательно одобрено и работает очень эффективно по сей день.

Это означает, что тепловые насосы могут производить достаточно тепла в холодном климате и быть экономичными! Соедините это с солнечной батареей на крыше, и вы получите бесплатное отопление через 5-8 лет.

Однако, если у вас пропадет электричество, вы можете остаться без тепла! Поэтому важно иметь запасной план, если вы живете в северном климате и хотите использовать для отопления мини-сплит-тепловые насосы!

Нагревательные нагрузки

Heating Loads реализует процедуры метода теплового баланса ASHRAE для расчета требований к отоплению помещений и определения размеров отопительного оборудования.

Рассчитаны установившиеся тепловые потери помещения при отсутствии случайных притоков тепла и солнечного тепла.В расчет дополнительно включаются эффекты воздухообмена механической и естественной вентиляции.

Можно выбрать время, день и месяц расчета тепловой нагрузки. Убедитесь, что выбранное время соответствует периоду отопления в моделируемом здании.

Результаты представлены (в программе Vista в виде таблиц или графиков теплопотерь помещения или зоны с разбивкой по механизму теплопотерь. Потери могут быть выражены на основе площади пола или объема помещения. Также отображаются комнатные температуры.Данные могут быть экспортированы в другие приложения, такие как электронные таблицы и текстовые редакторы.

Описание методов расчета, используемых в ApacheLoads, см. В разделе Методы расчета метода теплового баланса ASHRAE.

Интерфейс для расчета тепловых нагрузок

Нагревательные нагрузки

Установите этот флажок, чтобы включить расчет тепловых нагрузок, когда вы нажимаете «Рассчитать».

Приточный воздухообменник приточной вентиляции

Воздухообмены, указанные в Space Data, делятся на три категории: инфильтрация, вспомогательная вентиляция и естественная вентиляция.Любой воздухообмен инфильтрации учитывается безоговорочно, но воздухообмен вспомогательного и естественного вентиляции может быть включен или выключен во время расчета.

Отметьте это поле, если вы хотите включить воздухообмен для вспомогательной вентиляции Space Data в расчет теплопотерь.

Обмены воздухом указаны в космических данных в терминах максимального значения и профиля изменения. В случае потери тепла профиль вариации требует интерпретации, потому что расчет не включает временную переменную.Предполагается, что обменный курс принимает максимальное значение, если для профиля не установлено «Постоянно выключено» или для профиля формулы (который не поддерживается нагревательными нагрузками), когда он принимает нулевое значение.

Воздухообменник естественный приточный

Отметьте это поле, если вы хотите включить естественный вентиляционный воздухообмен Space Data в расчет Нагрузки на отопление.

Вариационные профили для естественной вентиляции интерпретируются как для механической вентиляции.

Включить локальное и (если ссылка отмечена напротив) защита от неба SunCast?

Установите этот флажок, если вы хотите, чтобы при анализе учитывались эффекты экранирования неба от локальных оттенков и объектов затенения, анализируемых SunCast.В расчетных условиях обогрева температура неба будет ниже температуры окружающего воздуха, поэтому экранирование поверхностей от неба снижает потери тепла.

Включить внутреннюю прибыль?

Если вы отметите этот флажок, тепловые нагрузки, рассчитанные для Apache Systems, будут включать внутреннюю приращение, указанное для каждого пространства.

Применить факторы разнообразия для внутренней выгоды?

Если вы поставите галочку в этом поле, и Включить внутреннюю прибыль? также отмечен галочкой, коэффициенты разнообразия, назначенные для коэффициентов усиления, будут применены для анализа тепловой нагрузки.

Профили усиления насыщения?

Если вы выбрали «Да», и Включить внутреннюю прибыль? отмечен галочкой, коэффициенты усиления будут насыщенными, что означает, что при оценке их профилей модуляции все значения больше нуля будут настроены на 100%.

Включить ГВС?

Если вы установите этот флажок, тепловая нагрузка, рассчитанная для Apache Systems, будет включать потребность в горячей воде для бытового потребления для каждой комнаты.

Выберите «Использовать пиковые значения», чтобы установить максимальное значение потребления ГВС в помещении, или «Использовать настройки времени, указанные ниже», чтобы установить его в соответствии с потреблением в указанное время дня и года.

Настройки времени для профилей

В настройках профиля указывается время, месяц и день недели, для которых должен выполняться анализ тепловой нагрузки. Эти настройки определяют доступность нагрева и, в некоторых случаях, заданные значения. В случае годовых профилей профиль оценивается для указанного дня недели центральной недели месяца.

Рассчитать

Нажмите эту кнопку, чтобы начать расчет нагрузок ASHRAE.

Сохранить и выйти

Нажмите эту кнопку, чтобы выйти из диалогового окна «Загрузки ASHRAE» и сохранить данные.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

*

*