Расчет отопления воздушного типа

Расчет отопления воздушного типа: параметры и формулы | Тепломонстр

Отопление воздушного типа считается очень выгодным.

Приблизительная рабочая схема отопления воздушного типа.

Система отопления воздушного типа личного дома просит старательной и точной проектировки, и данный рабочий этап рекомендуется поручить опытным инженерам-проектировщикам. Однако если вы все таки захотели взяться за этот трудный процесс своими силами, следует предусмотреть следующие факторы:

1. Потребуется диагностика теплопотери, отличительная для всех помещений в доме.
2. Нужно размерить воздухонагреватель и уровень мощности теплонагревателя.
3. Для определения всех потерь отопления воздушного типа нужно сделать аэродинамический расчет системы;

Многолетней практикой обосновано, что для достижения большого теплоизоляционного уровня применяется следующий расчет: для каждых 10 метров квадратных площади помещения нужна мощность 700-800 Вт.

Классификация систем отопления воздушного типа

Системы отопления воздушного типа делятся по следующим признакам:

Классическая схема системы отопления воздушного типа.

1. По характеру поступления прогретого носителя тепла: настоящим и механическим (при помощи нагнетателей или вентиляторов) побуждением.
2. По виду энергоносителя: системы с водяным, газовым, паровым или электрическим калорифером.
3. По виду схемы вентилирования в отаплюемом помещении: либо прямоточные, либо с полной или частичной рециркуляцией.
4. По определению места нагрева носителя тепла: центральные (разогрев производится в общем централизованном агрегате и потом транспортируется к отапливаемым помещениям и зданиям) и местные (масса воздуха нагревается с помощью здешних агрегатов для отопления).

Оборудование дополнительного характера, способное увеличивать результативность систем отопления воздушного типа

Для хорошей работы системы отопления воздушного типа требуется расчет и установка запасного вентилятора или монтаж как минимум 2-ух агрегатов теплоснабжения в одном помещении.

Схема системы отопления воздушного типа: 1-печь; 2-фильтры; 3-труба воздухозабора из помещения; 4-забор чистого воздуха; 5-труба подвода чистого воздуха; 6-подача тёплого воздуха в строение; 7-забор воздуха; 8-дымоход.

В случае отказа ключевого вентилятора в помещении разрешается температурное уменьшение ниже нормы (но не более, чем на 5 градусов) при условиях воздушной подачи с наружной стороны.

Температура потока воздуха, подающегося в помещения, должна быть минимум на 20% меньше, чем опасная температура самовоспламенения аэрозолей и газов, присутствующих в помещении.

С целью обогревания носителя тепла в системах отопления воздушного типа применяются калориферные устройства разных видов конструкций. При их помощи могут укомплектовываться вентиляционные приточные камеры и устройства для отопления.

В данных калориферах нагрев массы воздуха происходит благодаря энергии, забираемой у носителя тепла (воды, газов дыма и пара), или при помощи электроэнергетических установок.

Устройства для отопления могут использоваться для обогрева рециркуляционных масс воздуха. Они состоят из калорифера, вентилятора и аппарата, формирующего и направляющего потоки носителя тепла, которые подаются в пространство помещения.

Устройства для отопления внушительных размеров применяют для обогревания больших промышленных или помещений для производственных нужд (например, в вагоносборочных цехах), инновационные и санитарно-гигиенические потребности в которых не исключают вероятность рециркуляции масс воздуха. Большие системы отопления воздушного типа еще используются в нерабочее время с целью дежурного теплоснабжения.

Схема обратного воздушного канала отопления воздушного типа.

Расчет этой системы обязан быть таким, чтобы прогрев носителя тепла в приточных и рециркуляционных установках подходил категориям помещений, в которых установлены эти агрегаты. Температура не должна быть больше 150 градусов.

В чем экономия от использования отопления воздушного типа?

Каждый пытается беспокоиться про то, чтобы его отопительная система была как можно экономнее. На данное время пользуются большой популярностью системы отопления воздушного типа.

Эта направленность вызвана тем фактом, что подобные системы разрешают в течении всего отопительного периода поддерживать оптимальную температурный режим в помещении. Сделать систему отопления воздушного типа собственными руками способен не каждый, ведь тут следует иметь конкретные умения и умения.

В структуру системы отопления воздушного типа входит водяной калорифер и теплогенератор, отвечающие за процесс нагревания массы воздуха. Распределительные головки и вентилятор помогают тому, чтобы воздух распростирался одинаково по всей территории помещения.

Мобильный вариант устройства отопления воздушного типа представляют теплопушки, благодаря которым можно добиться необходимой температуры на каком-нибудь конкретном участке.

Параметры и формулы для того, чтобы сделать расчет системы обогрева

Пример расчета системы отопления воздушного типа можно выполнить по формуле:

Lb = 3,6 Qnp/(С(tпр-tв)),

где Lb — объем расхода массы воздуха за конкретный временной период;

Qnp — поток тепла для помещения которое отапливается;

С — теплоемкость носителя тепла;

tв — температура помещения;

tпр — температура носителя тепла, который подается в пространство помещения.

Температура носителя тепла рассчитывается по формуле:

tпр = tH + t + 0,001 р,

где tH — температура окружающей среды с наружной стороны;

t — дельта температурные изменения в воздухонагревателе;

р — давление потока носителя тепла по выходу из вентилятора.

Схема котла отопления отопления воздушного типа.

Если расчет отопления воздушного типа был выполнен своими силами и при этом были допущены некоторые ошибки, можно соприкоснуться с разными проблемами, главными из которых считаются наличие сквозняков, перегрев нагревателя, что в конце концов может привести к поломки системы обогрева.

Собственно поэтому нужно внимательным образом перепроверить произведенный расчет и лишь потом, если вы твердо уверенны, что расчет выполнен четко и правильно, переходите ко второму этапу работы, а конкретно к приобретению конкретно самого оборудования.

Приобретая устройство отопления воздушного типа, необходимо посмотреть на определенные свойства, к примеру, на возможности системы, технические свойства и качество продукта.

Все нужные данные узнать можно, обратившись к продавцу, который даст информацию об интересующем устройстве.

Выбор и этапы установки теплогенератора

Приобретение воздушных каналов не составляет высокой сложности. Сейчас их можно найти на каждом предприятии, занимающемся изготовлением оборудования для вентиляции. Тут же можно найти и все другие сопутствующие материалы, например дроссельные заслонки, врезки и другие компоненты.

В первую очередь придется приобрести самосверлящие шурупы, металлический скотч и ленту для монтажных работ. Все такие элементы можно выбрать на рынке или в каждом магазине, который продает строительные материалы и инструменты.

Схема сооружения кондиционера.

Если в последующем предполагается монтаж кондиционера, то следует обязательно теплоизолировать подающие воздушные каналы, чтобы не допустить появление конденсата.

Чтобы собрать магистральный воздуховодный канал, потребуется сталь оцинкованная, обклеенная утеплителем на фольгированой основе. Необходимо обращать свое внимание, что хорошая толщина теплоизолятора составляет 3-5 миллиметров.

До начала работ по отделке нужно во всех помещениях выполнить расчет и монтаж воздушных каналов.

Для того чтобы скрыть все ветки воздушных каналов, как правило применяют пространство между потолком. Выполняют это для эстетической цели.

Чтобы система отопления воздушного типа дома, выполненная собственными руками, вышла высококачественной, потребуется истратить немало усилий и времени.

Опираясь на вид воздухонагревателя, которому отдано предпочтение, необходимо подобрать подходящий вид воздушных каналов — гибкие или жёсткие, разрешается их совместное использование. Для соединения различных типов воздушных каналов лучше всего применять металлический армированный скотч или пластиковые и железные хомуты.

Напорно-динамические характеристики воздухонагревателя зависят от некоторых факторов, а конкретно мощности вентилятора и его вида. Теплогенератор может играть роль электронагревателя или котла отопления.

Ключевым требованием любого из видов теплогенератора считается наличие автоматизированного выключателя/включателя и датчика контроля температуры. Если есть в виду тт котлы, то они должны содержать функцию регулировки скорости горения.

Преимущества и недостатки отопления воздушного типа

Система отопления воздушного типа дома владеет рядом бесспорных положительных качеств, одним из них является КПД, который может достигать 93%. Также, за счёт небольшой инерционности системы помещение можно прогреть по максимуму минимальные периоды времени.

Такая система может сама соединить климатическое и устройство для отопления, что предоставляет возможность поддерживать оптимальную температурный режим в помещении. В процессе передачи по системе тепла отсутствуют промежуточные звенья.

За счёт ряда положительных и красивых ситуаций система отопления воздушного типа пользуется сейчас высокой востребованностью.

Однако среди ряда положительных качеств в системе отопления воздушного типа присутствуют и определенные минусы.

К примеру, во время строительства дома загородного их можно ставить конкретно только в строительных работах самого дома, другими словами если сразу не побеспокоится о системе отопления, то после окончания строительных работ сделать это уже не получится.

Расчет системы отопления воздушного типа личного дома

Ориентировочный расчет системы отопления воздушного типа личного дома нужен самое первое, для выбора хорошей мощности оборудования для отопления, а второе, для того, чтобы в любой комнате отапливаемого дома была имена та оптимальная температура, какую ждет получить заказчик.

Система отопления воздушного типа дома Антарес Комфорт

Важно понимать, что результаты расчета отопления воздушного типа личного дома очень жестко привязаны к свойствам стен, потолка, перекрытий и т.д., точнее говоря, привязаны к их потерям тепла. Изменение потерь тепла компонентов домовой конструкции неминуемо приводит к тому, что расчет отопления воздушного типа нужно будет делать снова! В другом случае заказчик получит абсолютно не те условия комфорта, которые были ему обещаны, и, естественно, остается недоволен. Приведем обыкновенный пример – заказчик решил сделать крышу мансарды более тёплой, и «настойчиво попросил» провести очередной теплоизоляционный слой. Но расчет отопления воздушного типа не учитывал эти изменения конструкции, в конце концов температура в мансарде была абсолютно не 22°С, как должно было быть согласно расчетам, а все 25°С, что, в общем то, чуть-чуть жарко.

Обратный пример – во время строительства дома из сэндвич-панелей бесчестная строительная бригада ухитрилась реализовать налево часть материалов для утепления, в конце концов толщина теплоизолятора в определенных местах стен была не 150, а всего 100 мм. Потери тепла подобного дома естественно были намного больше расчетных, и расчетной мощности системы отопления воздушного типа не хватало. Ситуация ухудшилась тем, что обнаружилось это только во время зимы, когда дом был уже возведен, а вороватые рабочие успешно растворились в голубых далях. Заказчик был вынужден вскрывать стены, приобретать новый материал для утепления вместо похищенного и устанавливать его, потом снова исполнять облицовку восстановленных стен. Иначе ему понадобилось бы всю зиму ходить дома только в теплом лыжном костюме и даже в нем спать. Естественно, трудности закаляют характер, но лучше все же подобных волнующих ситуаций избежать, если разумеется вы не специально тренируетесь с целью завоевать Северный или Южный Полюс.

Благодаря этому, если вы заказываете проект отопления воздушного типа, а потом начинаете менять конструкцию здания, в первую очередь согласуйте все изменения с проектировщиком системы обогрева. Иначе в перспективе могут быть очень малоприятные сюрпризы.

Расчет системы отопления воздушного типа личного дома в большинстве случаев состоит из нескольких стадий:

1. Расчет потерь тепла любого помещения дома – комнат, коридоров, сантехнических узлов и т.д.
2. На основании расчета из п. 1 устанавливается нужное кол-во тёплого воздуха, который необходимо подать в каждое домашнее помещение (в куб.м.)
3. На основании расчета объемов воздуха подбирается диаметр и кол-во воздушных каналов для всех помещений дома, а еще нужная скорость воздуха для получения расчетного расхода.
4. На основании расчета объемов воздуха подбирается сечение магистральных воздушных каналов.
5. На основании расчета из п. 1 устанавливается суммарное кол-во потерь тепла всего дома, при этом принимается во внимание и та мощность, которая понадобится на работу добавочного оборудования, к примеру увлажнителя. На основании данных потерь тепла подбирается мощность электрического нагревателя или котла отопления.

Рассмотрим сейчас более детально каждый этап расчета системы отопления воздушного типа личного дома на примере маленького домика на даче площадью 96 кв.м., внешний вид которого приведен на картинке в начале публикации. Дом в два этажа, возведен по технологии из Канады Экопан из сендвич-панелей. В доме проживают 3 человека, поставлен генератор тепла 18 кВт и панель газовая. Поэтажные планы:

1. Расчет системы отопления воздушного типа личного дома. Расчет потерь тепла

Говоря проще, для маленьких приватных или коттеджей совсем не нужно точно рассчитывать потери тепла. Довольно знать баланс потерь тепла всего дома. При этом даже ошибка в расчетах на десяток процентов совсем не будет фатальной, так как система отопления воздушного типа Антарес Комфорт обладает достаточным запасом по прокачиваемым объемам воздуха, очень просто настроить вентилятор на более большие обороты. Но нужно понимать, что в принципе, скорость воздушного потока на выходе из воздушного канала, а точнее из вентиляционной решётки не должна быть больше 1,5 м/с (идеальное значение), либо, в исключительном случае, выше 2 м/с (максимально предлагаемое значение). В другом случае появляются вибрации или турбуленция, а поэтому и высокий уровень шума. Естественно, что мощности электрического нагревателя или котла отопления должно хватить для компенсации всех настоящих потерь тепла всего дома.

Во время расчета системы отопления воздушного типа на потери тепла нужно сначала высчитать потери тепла всех стен. При этом можно примерно считать, что 5 см минераловаты имеют аналогичные потери тепла, как 15 см бруса или бревна, 30 см пенобетонов или 50 см кирпича. Речь идет конечно о толщине стенки из материалов которые названы. Т.е. к примеру стенка с 5 см минерального теплоизолятора типа URSA станет иметь аналогичные потери тепла, как стенка из бруса толщиной 15 см. или стена из кирпича толщиной 50 см.

Во время расчета можно считать, что возле стенки из 5 см минераловатной плиты потери тепла будут примерно 48 Вт/м2, возле стенки из 10 см — 25 Вт/м2, из 15 см — 16 Вт/м2. Больше 3-х слоев теплоизолятора (5 см х 3 слоя = 15 см) в большинстве случаев никто не ставит. В данные цифры входят и потери тепла каркаса дома, в котором находится материал для утепления.

А как быть, если стены Вашего дома состоят из разнообразных материалов, к примеру, сама стенка из брус 150 х 150, а, а с наружной стороны поставлен еще теплоизоляционный слой? В данном случае легче все привести к одному типу материалов – к минераловате. Как мы уже говорили выше, 15 см бруса эквивалентны 5 см минераловаты, благодаря этому можем считать, что потери тепла нашей композитной стены эквиваленты потерям тепла стенки из 10 см минераловаты (15 см бруса это 5см минераловаты, плюс очередной слой 5 см минераловаты = 10 см) – т.е. 25 Вт/м2

Потери тепла нижнего перекрытия и крыши считаются точно также, как и потери тепла стен, но результат который получился необходимо расширить на 30% – так как в перекрытиях и крыше детали каркаса из дерева распложены более часто, чем в стенках. К примеру, для крыши из 15 см минерального теплоизолятора потери тепла будут не 16 Вт/м2, а все 24 Вт/м2

Есть другой, очень легкий способ определения равноценной толщины минерального теплоизолятора для расчета потерь тепла – калькулятор расчета теплоснабжения личного дома, выполненный в виде файла Микрософт Excel. На втором листе калькулятора можно установить толщину всех применяемых в стене, крыше или перекрытии материалов и получить тепловой эквивалент стенки из пеноплистирола. В данном случае потери тепла q одного кв.м подобной стены определяются по формуле:

где Тнорм — нормируемая температура зимой региона, в котором возведен дом, к примеру, для Области Москвы это -28°С.

Для каркасной системе (к примеру крыши или перекрытия) значение теплового эквивалента необходимо сделать меньше на 10%.

Расчет потерь тепла дверей и окон тоже не представляет трудности. Для привычного окна из дерева эпохи развитого социализма (того, что со щелями для проветривания) это 200 Вт/м2. Для стеклопакетов с двумя камерами — 100 Вт/м2. Для очень дорогих и современных пакетов из стекла — 80 Вт/м2. Потери тепла внешних дверей примерно можно принять равными 90 Вт/м2.

Помимо прямых потерь тепла (через стены, перекрытия и крышу), в каждом доме есть еще потери тепла на вентиляцию. Однако их легче предусмотреть не через сам расход тепла (в Вт), а через нужные для их компенсации воздушные объемы. Благодаря этому их мы учтем позднее, на шаге 2.

Приведенный тут расчет потерь тепла – примерный. Однако он но все таки дает возможность приобрести баланс потерь тепла по всему дому. Стороны света, роза ветров, нагрев солнечным излучением через окна и т.д. в этом расчете не берутся во внимание, однако для маленьких личных домов они и не требуются. Тем более, что полученные при расчетах цифры мы увеличим для верности в несколько раз, получив подобным образом существенный запас по необходимой мощности нагревателя или отопительного котла. А мощности вентилятора системы отопления воздушного типа Антарес Комфорт заранее хватит на то, чтобы если понадобится прокачать требуемый объем воздуха.

Для холодных полов первого или нижнего этажа полученные потери тепла необходимо расширить на 10%. Это, самое первое, даст возможность предусмотреть предполагаемую погрешность расчета, а второе, намного точнее выровняет температуру на первом и втором этажах, т.к. тёплый воздух с цокольного этажа будет всегда подниматься на второй.

После того, как для любого элемента поверхности дома (стен, крыши, пола, перекрытий, окон, дверей) рассчитаны значения удельных потерь тепла, нужно определить площадь любого из таких элементов, контактирующую с внешней средой и высчитать полные потери тепла. При этом площадь устанавливается по внешнему контуру стен. Для расчета площади стен второго этажа высоту стен фронтонов берут до крыши, если второй этаж нагревается, а крыша и фронтоны полностью утеплены.

Полные потери тепла Q через любой компронент поверхности дома – это творение его площади S на его удельные потери тепла q:

У того дома, который мы рассматриваем как пример, стены выстроены из сендвич-панелей, т.е. 1,2 см OSB + 14 см вспененного пластика + 1,2 см OSB, удельные потери тепла q = 17 Вт/м2

Перекрытия и крыши похожие — 1,2 см OSB + 18 см вспененного пластика + 1,2 см OSB, удельные потери тепла q = 17 Вт/м2

В качестве окон хозяин дома пожелал иметь двойные стеклопакеты, удельные потери тепла q = 100 Вт/м2

Рассчитав все потери тепла и сведя их в таблицу, получаем следующий результат:

Воздушное отопление — основы расчета.

Расчет мощности калорифера