Отопление воздушное совмещенное с вентиляцией расчет
Расчет печного отопления: формулы и примера подсчёта системы печного отопления у вас дома
Для обеспечения возможных норм и показателей воздуха в рабочих зонах, применяют системы печного отопления. В качестве основополагающего носителя тепла для этих обогревательных систем выступает внешний воздух.
Это дает возможность исполнять таким система две главных задачи: теплоснабжение и вентиляцию. Расчет эффективности печного отопления утверждает, что его применение позволяет существенно экономить топливно-энергетические ресурсы.
Если есть возможность, данное оборудование устанавливают одновременно с рециркуляционными установками, которые дают возможность выполнять воздухозабор не с наружной стороны, а конкретно из обогреваемых помещений.
Хороший расчёт — залог Вашей экономии.
Не разрешается рециркулирование в следующих помещениях:
- с выделяющимися веществами 1,2 классов опасности, с резко выраженным запахом, либо же с присутствием болезнетвроных бактерий или грибков;
- с присутствием возгоняющихся веществ которые вредны для здоровья, которые могут контактировать с нагретым воздухом, если не предусматривается предочистка перед поступлением в нагреватели;
- категории А или Б (не считая воздушно-тепловых завес или тепловых завес у наружных ворот или дверей);
- вокруг оборудования в радиусе 5 метров в категориях помещений В, Г или Д, когда в подобных зонах могут возникать смеси горючих газов или взрывчатые пары и аэрозоли;
- где установлены местные отсосы для веществ которые вредны для здоровья или взрывоопасных смесей;
- в шлюзах и тамбурах, лабораторий или комнат для выполнения работ с вредными газами и парами, или взрывоопасными веществами и аэрозолями.
Установка рециркуляционных систем допускается в системах здешних отсосов для пылевоздушных смесей (не считая взрывоопасных и веществ которые вредны для здоровья) после агрегатов для очищения их от пыли.
Формулы и параметры для расчета отопительных систем
Пример расчета системы печного отопления выполняется по формуле:
Где LB — считается объемом расхода воздуха за конкретное время; Qnp — поток тепла для помещения которое отапливается; С – теплоемкость носителя тепла; tв — температура в помещении;
tпр — температура носителя тепла, подаваемого в пространство помещения, которая рассчитываемого по формуле:
Где tH — внешняя температура окружающей среды; t — дельта температурные изменения в воздухонагревателе;
р — давление потока носителя тепла после вентилятора.
Расчет системы печного отопления обязан быть такой, чтобы нагревание носителя тепла в рециркуляционных и приточных установках соответствовали категориям строений, в которых установлены эти агрегаты. Она не должна быть больше, чем 150 градусов.
Подобные системы обогрева делятся по следующим признакам:
По виду источников энергии: системы с паровым, водяным, газовым или электрическим калориферам.
По характеру поступления нагретого носителя тепла: механическим (с помощью вентиляторов или нагнетателей) и настоящим побуждением.
По виду схем вентилирования в обогреваемых помещениях: прямоточные, либо с частичной или полной рециркуляцией.
По определению места нагрева носителя тепла: местные (воздушная масса нагревается местными отопительными агрегатами) и центральные (разогрев выполняется в общем централизованном агрегате и дальше транспортируется к отапливаемым зданиям и помещениям).
Оборудование дополнительного характера, повышающее результативность воздушных систем отопления
Для хорошей работы этой системы отопления, нужно учитывать установку запасного вентилятора либо же устанавливать не менее 2-ух агрегатов теплоснабжения на одно помещение.
При отказе ключевого вентилятора, допускается уменьшение температуры в помещении ниже нормы, но не больше чем на 5 градусов при условиях подачи воздуха снаружи.
Температура подающегося в помещения потока воздуха должна быть не меньше чем на 20 ниже, чем опасная температура самовоспламенения газов и аэрозолей, присутствующих в здании.
Для обогревания носителя тепла в воздушных отопительных системах используются калориферные установки разных видов конструкций.
При их помощи также могут укомплектовываться устройства для отопления или вентиляционные приточные камеры.
Схема печного отопления дома. Нажмите для увеличения.
В подобных калориферах нагрев масс воздуха выполняется за счёт энергии, отбираемой у носителя тепла (пара, воды или газов дыма), а еще они могут разогреваться электроэнергетическими установками.
Устройства для отопления могут применяться для обогрева рециркуляционного воздуха.
Они состоят из вентилятора и калорифера, а еще аппарата, который образовывает и направляет потоки носителя тепла, подающегося в пространство помещения.
Большие устройства для отопления применяют для обогрева больших производственных или помещений промышленного типа (к примеру, в вагоносборочных цехах), в которых санитарно-гигиенические и инновационные потребности не исключают вероятность рециркуляции воздуха.
Также большие отопительные воздушные системы применяются в нерабочее время для дежурного теплоснабжения.
Использование тепловых тепловых завес
Для снижения объема поступающего воздуха в пространство помещения при открывании наружных ворот или дверей, когда на улице холодно применяют специализированные воздушные тепловые завесы.
В иное время года они используют как рециркуляционные установки. Такие воздушные завесы лучше всего использовать:
- для входных дверей или проемов в помещениях с мокрым режимом;
- у регулярно открывающихся проемов в стенах снаружи строений, которые не оснащены тамбурами и могут отворяться более пяти раз за 40 минут, или в районах с расчетной температурой воздуха ниже 15 градусов;
- для внешних дверей строений, если к ним прилегают помещения без тамбура, которые оснащены системами кондиционирования;
- у проемов в межкомнатных перегородках или в перегородках помещений для производственных нужд чтобы избежать перехода носителя тепла из одного помещения в иное;
- у ворот или дверей помещения с кондиционированием воздуха с особыми инновационными требованиями.
Пример расчета печного отопления для каждой из указанных выше целей послужит дополнением к технико-экономическому обоснованию установки подобного варианта оборудования.
В тепловом и воздушном балансе строения теплота, подаваемая с помощью завес периодического действия, не принимается во внимание.
Температуру воздуха, который подается в пространство помещения воздушными завесами, принимают не выше чем 50 градусов у внешних дверей, и не больше чем 70 градусов — у наружных ворот или проемов.
Исполняя расчет системы печного отопления, принимают следующие температурные значения смеси, поступающей через двери или проемы (в градусах):
5 — для промышленных помещения при трудных работах и расположении мест для работы не ближе чем на 3 метра к фасадным стенам или 6 метров от дверей; 8 — при тяжёлых видах работ для помещений для производственных нужд; 12 — при работах средней тяжести в помещениях для производственных нужд, или в вестибюлях общественных или зданий административного значения.
14 —при легких работах для помещений промышленного типа.
Для хорошего обогревания дома нужно правильное расположение элементов отопления. Нажмите для увеличения.
Расчет систем печного отопления воздушными завесами выполняется для разных внешних условий.
Тепловые воздушные завесы у входных дверей, проемов или ворот рассчитываются с учетом давления ветра.
Расход носителя тепла в подобных агрегатах устанавливается из скорости ветра и температуры воздуха снаружи при параметрах Б (при скорости не больше 5 м в секунду).
В том случае, когда скорость ветра при параметрах А больше, чем при параметрах Б, то воздуногреватели необходимо проверить при влиянии показателей А.
Скорость исхода воздуха из щелей или наружных отверстий воздушных завес принимают не больше 8 м в секунду у входных дверей и 25 м в секунду — у инновационных проемов или ворот.
При расчетах отопительных систем воздушными агрегатами за расчетные параметры воздуха снаружи принимаются параметры Б.
Одна из систем в нерабочее время может действовать в дежурном режиме.
Положительными качествами систем печного отопления считаются:
- Уменьшение первоначальных инвестиций, за счёт сокращения затрат на покупку дизайн радиаторов и прокладки трубо-проводов.
- Обеспечение гигиенических и санитарных требований к условиям среды в помещениях промышленного типа за счёт одинакового температурного распределения воздуха в объемных помещениях, а еще проведения предварительного обеспыливания и увлажнения носителя тепла.
К минусам систем печного отопления можно отнести большие размеры воздушных каналов, высокие потери тепла при движении масс воздуха по таким трубопроводам.
Расчет печного отопления: ключевые принципы + пример расчета
Монтаж системы обогрева нереален без выполнения предварительных вычислений. Полученные сведения обязаны быть максимально точными, благодаря этому расчет печного отопления делают специалисты с применением профильных программ, учтя тонкости конструкции. Высчитать систему печного отопления (дальше — СВО) можно лично, обладая простыми знаниями в математике и физике.
Воздушное Отопление Своими руками .После трёх лет работы.. Часть вторая.
Расчет потерь тепла дома
Для выбора СВО следует определить кол-во воздуха для системы, начальную температуру воздуха в воздушном канале для благоприятного обогревания помещения. Чтобы узнать эти сведения, следует рассчитать потери тепла дома, а к ключевым подсчетам приступать позднее.
Любое здание во время холодов теряет энергию тепла. Максимальное ее кол-во покидает помещение через стены, крышу, окна, двери и иные компоненты ограждения (дальше — ОК), выходящие одной стороной на улицу. Чтобы обеспечить конкретную температуру в доме, необходимо определить теплопроизводительность, которая способна возместить тепловые расходы и поддержать в доме необходимую температуру.
Расчеты для печного отопления коттеджа ведутся для квалифицированного выбора обогревательного агрегата, способного генерить нужное кол-во энергии тепла Водогрейный котел, в качестве которых в домах за городом как правило применяются камины и русские печи, должен покрывать теплопотери дома через конструкции строительства Принцип расчета мощности агретата В системах печного отопления подготовку носителя тепла делают все разновидности котлов. Они в первую очередь греют воду или пар, которые со своей стороны передают тепло потокам воздуха Агрегат работающий на газе за границами дома Газовые, электрические и водяные калориферы поставляют воздух который нагрелся в пространство помещения без применения каналов Энергозависимое устройство газового типа При применении агрегатов, поставляющих нагретую воздушную массу прямо в пространство помещения, их ставят в количестве не меньше 2 штук на помещение. Чтобы в случае неисправности одного устройства, второе могло обеспечить температуру в +5 градусов Электрообогреватель воздуха При соединении печного отопления с вентиляционными системами и кондиционирования стоить учесть потери энергии на обогрев подмешиваемой свежей порции уличного воздуха Соединение с другими системами В канальных вариациях систем печного отопления воздух который нагрелся двигается по трубам, поверхность которых передает тепло в пространство помещения Канальная схема печного отопления В канальных воздушных системах функцию отопительных систем исполняет трубопровод. Его площадь берут во внимание, определяя передачу тепла Характерность устройства воздушных контуров Принцип расчета мощности агретата Агрегат работающий на газе за границами дома Энергозависимое устройство газового типа Электрообогреватель воздуха Соединение с другими системами Канальная схема печного отопления Характерность устройства воздушных контуров
Есть неправильное суждение, что потери тепла такие же для любого дома. Одни источники говорят, что для отапливания дома небольших размеров любой формы достаточно 10 кВт, иные обходятся числами в 7-8 кВт на кв. метр.
Согласно простой схеме расчетов каждые 10 м2 эксплуатируемой площади на севере и районах средней полосы должны обеспечиваться поставкой 1 кВт теплопроизводительности. Данную цифру, индивидуальную для любого сооружения, умножают на показатель 1,15, таким образом делают запас теплопроизводительности на случай непредвиденных потерь.
Но подобные оценки довольно грубые, также в них не берутся во внимание качества, специфики материалов, применяющихся во время строительства дома, условия климата и иные факторы, которые влияют на тепловые затраты.
Кол-во уходящего тепла зависит от площади элемента ограждений, теплопроводимости любого из его слоев. Самое большее кол-во энергии тепла покидает помещение через стены, пол, крышу, окна
Если в возведении дома применялись современные материалы для утепления с малой теплопроводностью, то и потери тепла конструкции будут меньшими, а это означает, теплопроизводительность понадобится меньшая.
Если взять тепловое оборудование, генерирующее мощность, превышающую нужную, то возникнет излишек тепла, который в большинстве случаев восполняют при помощи вентиляции. В данном случае появляются вспомогательные денежные растраты.
Если для СВО выбрано оборудование небольшой мощности, то в помещении будет чувствоваться дефицит тепла, так как устройство не сумеет генерить необходимо кол-во энергии, благодаря чему понадобится покупать вспомогательные тепловые установки.
Применение искусственного латекса, стекловолокна и прочих современных теплоизоляторов дает возможность добиться самой большой теплоизоляции помещения
Тепловые расходы строения зависят от:
- сооружения ограждающий компонентов (стен, потолков и др), их толщины;
- площади обогреваемой поверхности;
- ориентированности относительно сторон света;
- небольшой температуры за окном в регионе, городе в течении 5 зимних дней;
- длительности сезона отопления;
- процессов инфильтрации, вентиляции;
- бытовых теплопоступлений;
- расхода тепла на домашние нужды.
Правильно высчитать теплопотери невозможно без учета инфильтрации и вентиляции, значительно влияющих на количественную составляющую. Инфильтрация — нормальный процесс перемещения масс воздуха, который происходит в период движения людей по помещению, открытия окон для проветривания и прочих бытовых процессов. Система вентиляции — именно поставленная система, через какую происходит подача воздуха, причем воздух может заходить в пространство помещения с меньшей температурой.
Через вентиляцию уходит в 9 раза больше тепла, чем во время естественной инфильтрации
Тепло поступает в пространство помещения не только через систему отопления, но и через нагревающиеся электрические приборы, лампы с нитью накала, людей. Главное не забыть учесть также затраты тепла на обогрев холодных предметов, принесённых с улицы, одежды.
Перед выбором оборудования для СВО, проектировкой системы обогрева важно с высокой точность высчитать потери тепла дома. Сделать это можно при помощи бесплатной программы Valtec. Чтобы не вникать в тонкости приложения, можно применять математические формулы, которые дают большую точность расчетов.
Для расчета общих потерь тепла Q дома нужно определить тепловые расходы конструкций ограждения , затраты энергии на вентиляцию и инфильтрацию , взять во внимание домашние затраты . Потери измеряются и пишутся в Вт.
Для вычисления общих теплозатрат Q применяют формулу:
Дальше рассмотрим формулы для определения тепловых расходов:
Обозначение потерь тепла конструкций ограждения
Через компоненты ограждения дома (стены, двери, окна, пол и потолок) выходит самое большее кол-во тепла. Для определения нужно отдельно высчитать потери тепла, которые несет любой компронент конструкции. Другими словами рассчитывается по формуле:
Чтобы узнать Q любого элемента дома, следует выяснить его строение и показатель теплопроводимости или показатель сопротивления тепла, который указывают в паспорте материала.
Для вычисления тепловых затрат берут во внимание слои, влияющие на утепление. К примеру, теплоизоляторы, кладку, отделку и др
Расчет потерь тепла происходит для любого гомогенного слоя элемента ограждений. К примеру, если стенка состоит из 2-ух разнородных слоев (материала для утепления и кладки из кирпича), то расчет совершается отдельно для материала для утепления и для кладки из кирпича.
Вычисляют тепловые затраты слоя с учетом желаемой температуры в помещении по выражению:
В выражении переменные имеют следующий смысл:
- S — площадь слоя, м2;
- – желаемая температура в доме, Со; для угловых комнат температура берется на 2 градуса больше;
- — температура в среднем наиболее холодной 5-дневки в регионе, Со;
- k — показатель теплопроводимости материала;
- B – толщина каждого слоя элемента ограждений, м;
- l– табличный параметр, предусматривает специфики теплозатрат для ОК, размещенных в различных сторон света.
Если в стене, для которой выполняется расчет, установлены двери либо окна, то во время расчета Q из всей площади ОК нужно вычесть площадь двери либо окна, так как затраты их тепла будут другими.
В техпаспорте на двери либо окна порой указывают коэффициент передачи тепла D, благодаря ему можно облегчить вычисления (+)
Показатель сопротивления тепла высчитывается по формуле:
Формулу потерь тепла для взятого отдельно слоя можно представить в виде:
В действительности для вычисления Q пола, стен или потолков отдельно рассчитывают коэффициенты D каждого слоя ОК, суммируют их и подставляют в общую формулу, что облегчает процесс расчетов.
Учет затрат инфильтрации и вентиляции
В пространство помещения из вентиляционные системы может попадать воздух невысокой температуры, который значительно оказывает влияние на потери тепла. Общая формула для данного процесса выглядит так:
В выражении буквенные символы имеют значение:
- – расход поступающего воздуха, м3/ч;
- — плотность воздуха в помещении при установленной температуре, кг/м3;
- – температура в доме, Со;
- — температура в среднем наиболее холодной 5-дневки в регионе, Со;
- c — теплоемкость воздуха, кДж/(кг*oC).
Параметр берется из технических специфик вентиляционные системы. Во многих случаях приточный обмен воздуха обладает удельным расходом 3 м3/ч, исходя из чего вычисляется по формуле:
В формуле — площадь пола, м2.
Плотность воздуха в помещении устанавливается высказыванием:
Тут – установленная температура в доме, меряется в Со.
Теплоемкость с считается постоянной физической величиной и равна 1.005 кДж/(кг* С0).
При природной вентиляции прохладный воздух проникает через окна, двери, вытесняя тепло через дымоотвод
Неорганизованная система вентиляции, или инфильтрация, устанавливается по формуле:
- — расход воздуха через каждое заграждение, считается табличным значением, кг/ч;
- — показатель воздействия теплового потока воздуха, берется из таблицы;
- , — установленные температуры в середине помещения и с наружной стороны, Со.
При открывании дверей происходят наиболее существенные потери тепла воздуха, благодаря этому, если вход оснащен воздушно-тепловыми завесами, их также нужно учитывать.
Воздушная завеса собой представляет удлиненный тепловой вентилятор, формирующий мощный поток в границах дверного либо оконного проема. Она уменьшает или почти что исключает теплопотери и попадание воздуха с улицы даже при открытой двери или окне
Для расчета потерь тепла дверей применяется формула:
- — расчетные потери тепла входных дверей;
- H — высота строения, м;
- j — табличный показатель, зависящий от типа дверей и их расположения.
Если в доме находится организованная система вентиляции или инфильтрация, то расчеты совершаются по первой формуле.
Поверхность ограждающих компонентов конструкции может быть неоднородна — на ней могут встречаться щели, неплотности, через которые проходит воздух. Эти потери тепла считаются несущественными, однако их также возможно определить. Сделать это можно исключительно программными способами, так как сделать вычисления некоторых предназначений без применения приложений невозможно.
Очень точную картину о настоящих потерях тепла даёт тепловизионное исследование дома. Такой способ диагностики дает возможность обнаружить спрятанные ошибки строительства, прорехи в тепловой изоляции, утечки системы водопровода, уменьшающие теплотехнические качества строения и иные недостатки
Домашние поступления тепла
Через электроприборы, человеческое тело, лампы в пространство помещения приходит дополнительное тепло, которое тоже берут во внимание при расчетах потерь тепла.
Эксперементальным путем установлено, что подобные поступления не могут быть больше отметку 10 Вт на 1 м2. Благодаря этому расчетная формула как правило имеет вид:
В выражении — площадь пола, м2.
Главная методика расчета СВО
Основополагающий принцип работы любой СВО состоит в передаче энергии тепла через воздух путем охлаждения носителя тепла. Ключевые ее детали — теплогенератор и теплопровод.
Воздух в пространство помещения подается уже нагретым до температуры , чтобы поддерживать желаемую температура . Благодаря этому кол-во накопляемой энергии должно равняться общим потерям тепла строения, другими словами Q. Имеет место равноправие:
В формуле E — расход воздуха который нагрелся кг/с для отапливания помещения. Из равенства можем выразить :
Отметим, что теплоемкость воздуха с=1005 Дж/(кг*К).
По формуле формируют исключительно кол-во подаваемого воздуха, применяемого только для отапливания только в рециркуляционных системах (дальше — РСВО).
В приточно-рециркуляционных системах часть воздуха берется из улицы, в иная часть — из помещения. Две части перемешиваются и после подогрева до требующейся температуры поставляют в пространство помещения (+)
Если СВО применяют в качестве вентиляции, то кол-во подаваемого воздуха вычисляют так:
- Если кол-во воздуха для отапливания превосходит кол-во воздуха для проветривания или равно ему, то берут во внимание кол-во воздуха для отапливания, а систему подбирают прямоточной (дальше — ПСВО) или с частичной рециркуляцией (дальше — ЧРСВО).
- Если кол-во воздуха для отапливания меньше количества воздуха, требуемого для проветривания, то учитывают только кол-во воздуха, требуемого для проветривания, внедряют ПСВО (порой — ЧРСВО), а температуру подаваемого воздуха вычисляют по формуле .
В случае увеличения показателем возможных показателей, следует расширить кол-во вводимого через воздушную вентиляцию.
Если в помещении есть источники непрерывного тепловыделения, то температуру подаваемого воздуха делают меньше.
Включенные электроприборы генерируют около 1% тепла помещении. Если одно или более устройство будет работать регулярно, их теплопроизводительность нужно взять во внимание в расчетах
Для взятого отдельно помещения показатель оказаться может различным. Технически осуществить идею подачи различной температуры в отдельно взятые помещения возможно, но более проще подавать во все жилые помещения воздух одинаковой температуры. В данном случае общую температуру берут той, которая оказалась наименьшей. Тогда кол-во подаваемого воздуха вычисляют по формуле, определяющей .
Дальше определим формулу для расчета объема поступающего воздуха при температуре его нагревания .
Ответ записывается в м3/ч.
Однако обмен воздуха в помещении отличается от величины , так как определять его стоит исходя из внутренней температуры .
В формуле для определения и показатели плотности воздуха и (кг/м3) вычисляются с учетом температуры воздуха который нагрелся и температуры в помещении .
Подаваемая температура в помещении должна быть выше . Это сделает меньше количество подаваемого воздуха и даст возможность уменьшить размеры каналов систем с настоящим движением воздуха или уменьшить затраты электричества например если применяется механическое побуждение для циркуляции нагретой массы воздуха.
Классически максимальная температура приходящего в пространство помещения воздуха при его подаче на высоте, превышающей отметку 3.5 м, должна составлять 70оС. Если воздух подается на высоте менее 3.5 м, то его температура в большинстве случаев приравнивается к 45оС.
Для помещений жилого фонда высотой 2.5 м возможный предел температур 60оС. Во время установки температуры выше обстановка теряет собственные свойства и негодна для вдыхания.
Если воздушно-тепловые завесы размещаются у внешних ворот и проемах, выходящих наружу, то разрешается температура входящего воздуха 70оС, для завес, присутствующих в наружных дверях, до 50оС.
На подаваемую температуры оказывают влияние способы воздушной подачи, направление струйки (вертикально, по наклону, в горизонтальном положении и др.). Если в помещении регулярно находятся люди, то температуру подаваемого воздуха следует сделать меньше до 25оС.
После выполнения предварительных вычислений, можно определять нужные теплозатраты на нагрев воздуха.
Для РСВО тепловые расходы Q1 рассчитываются по выражению:
Для ПСВО расчет Q2 выполняется по формуле:
Расход тепла Q3 для ЧРСВО находится по уравнению:
Во всех трех выражениях:
- Eot и Event — расход воздуха в кг/с на теплоснабжение (Eot) и вентиляцию (Event);
- tn — температура воздуха снаружи в Со.
Другие характеристики переменных прежние.
В ЧРСВО кол-во рециркуляционного воздуха устанавливается по формуле:
Переменная выражает кол-во смешанного воздуха, нагретого до температуры .
В ПСВО с настоящим побуждением есть характерность — кол-во двигающегося воздуха меняется в зависимости от температуры с наружной стороны. Если внешняя температура падает, то давление системы увеличивается. Это ведет к увеличению поступающего воздуха в дом. Если же температура увеличивается, то происходит обратный процесс.
Также в СВО, в отличии от вентиляциоенных систем, воздух передвигается с меньшей и меняющейся плотностью если сравнивать с плотностью воздуха, находящегося вокруг воздушные каналы. Из-за данного явления происходят следующие процессы:
- Поступая из генератора, воздух, проходя воздушные каналы, ощутимо охлаждается во время передвижения
- При естественном движении кол-во поступающего в помещении воздуха с течением сезона отопления меняется.
Перечисленные выше процессы не берутся во внимание, если в СВО для воздушной циркуляции применяются вентиляторы, также она имеют ограниченную длину и высоту. Если же система имеет очень много разветвлений, достаточно протяженная, а здание большое и высокое, то нужно уменьшить процесс воздушные охлаждения в воздушных каналах, сделать меньше перераспределение воздуха, поступающего под воздействием естественного циркуляционного давления.
Во время расчета требуемой мощности протяженных и разветвленных систем печного отопления требуется иметь в виду не только нормальный процесс охлаждения массы воздуха во время перемещения по воздушному каналу, но и действие естественного давления массы воздуха при прохождении по каналу
Чтобы контролировать процесс воздушные охлаждения, исполняют расчет тепла воздушных каналов. Чтобы это сделать нужно установить начальную температуру воздуха и узнать его расход при помощи формул.
Для вычисления потока тепла через стены воздушного канала, длина которого равна l, применяют формулу:
В выражении величина q1 означает поток тепла, который проходит через стены воздушного канала длиной 1 м. Параметр вычисляется по выражению:
В уравнении D1 — сопротивление передачи тепла от воздуха который нагрелся со средней температурой tsr через площадь S1 стенок воздушного канала длиной 1 м в помещении при температуре tv.
Уравнение теплового баланса смотрится аналогичным образом:
- Eot — кол-во воздуха, требуемого для отапливания помещения, кг/ч;
- c — удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кгоС);
- tnac — температура окружающей среды в начале воздушного канала, оС;
- tr — температура выпускаемого в пространство помещения воздуха, оС.
Уравнение теплового баланса дает возможность установить начальную температуру воздуха в воздушном канале по заданной конечной температуре и, наоборот, узнать конечную температуру при заданной начальной, а еще определить расход воздуха.
Температуру tnach также можно отыскать по формуле:
Тут — часть от Qohl, поступающая в пространство помещения, в расчетах берется равной нулю. Характеристики других переменных были названы выше.
Уточненная формула расхода горячего воздуха будет смотреться так:
Все буквенные значения в выражении определялись выше. Переходим к рассмотрению примера расчета печного отопления для определенного дома.
Пример расчета потерь тепла дома
Рассматриваемый дом размещается в городе Кострома, где температура за окном в наиболее холодную пятидневку может достигать -31 градусов, температура грунта — +5оС. Желаемая температура в помещении — +22оС.
Рассматривать станем дом с такими размерами:
- ширина — 6.78 м;
- длина — 8.04 м;
- высота — 2.8 м.
Величины будут применяться для вычисления площади ограждающих компонентов.
Для расчетов комфортнее всего изобразить план дома на бумажном листе, отметив на нем ширину, длину, высоту строения, размещение окон и дверей, их размеры
Стены строения состоят из:
- блока из ячеистого бетона толщиной В=0.21 м, показателем теплопроводимости k=2.87;
- вспененного полимера В=0.05 м, k=1.678;
- фасадного кирпича В=0.09 м, k=2.26.
При подсчете k необходимо применять сведения из таблиц, а лучше — информацию из технического паспорта, так как состав материалов различных изготовителей отличается, стало быть, иметь неодинаковые характеристики.
Композиционный материал из бетона и стали имеет наиболее высокую проводимость тепла, минеральные плиты — самую маленькую, благодаря этому их лучше всего применять в строительстве тёплых домов
Пол дома состоит из следующий слоев:
- песка, В=0.10 м, k=0.58;
- щебня, В=0.10 м, k=0.13;
- бетона, В=0.20 м, k=1.1;
- материала для утепления эковаты, B=0.20 м, k=0.043;
- армированной стяжки, В=0.30 м k=0.93.
В приведенном проекте дома пол имеет одинаковое строение по всей территории, подвал отсутствует.
Потолок состоит из:
- мин. ваты, В=0.10 м, k=0.05;
- гипса, B=0.025 м, k= 0.21;
- сосновых щитов, В=0.05 м, k=0.35.
У перекрытия потолка выходов на чердачный этаж нет.
В доме окон всего 8, они все с двумя камерами с К-стеклом, аргоном, показатель D=0.6. Шесть окон имеют размеры 1.2х1.5 м, одно — 1.2хдва метра, одно — 0.3х0.5 м. Двери имеют размеры 1х2.2 м, показатель D по паспорту равён 0.36.
Вычисление потерь тепла стен
Расчет потерь тепла станем делать для каждой стены по отдельности.
Для начала найдем площадь северной стены.
На поверхности стены отсутствуют проемы для двери и оконные отверстия, благодаря этому в расчетах станем применять это значение S.
Для вычисления тепловых расходов ОК, ориентированных на одну из сторон света, стоить учесть уточняющие коэффициенты
Исходя из состава стены, найдем ее общее теплосопротивление, равное:
Для нахождения D воспользуемся формулой:
Тогда, подставив исходные значения, получаем:
Для подсчетов применяем формулу
Если учесть, что показатель l для северной стены равён 1.1, получаем
В южной стене размещается одно окно площадью
Благодаря этому в расчетах из S южной стены нужно вычесть S окна, дабы получить максимально точные результаты.
Параметр l для южного направления равён 1. Тогда
Для восточной, западной стены уточняющий показатель l=1.05, благодаря этому достаточно определить поверхностная площадь ОК без учета S окон и двери.
По завершению, общая Q стен равна сумме Q всех стен, другими словами:
В итоге, тепло уходит через стенки в количестве 526 Вт.
Потери тепла через двери и окна
В плане дома видно, что двери и 7 окон выходят на восток и запад, стало быть, параметр l=1.05. Площадь 7 окон, учтя вышеизложенные вычисления, равна:
Для них Q, взяв во внимание то, что D=0.6, будет рассчитываться так:
Вычислим Q южного окна (l=1).
Для дверей D=0.36, а S=2.2, l=1.05, тогда:
Суммируем полученные потери тепла и получаем:
Дальше определим Q для потолочной поверхности и пола.
Расчет потерь тепла потолка и пола
Для потолочной поверхности и пола l=1. Рассчитаем их площадь.
Учтя состав пола, определим общее D.
Тогда потери тепла пола взяв во внимание то, что температура земли равна +5, равны:
Рассчитаем общее D потолка
Тогда Q потолка будет равно:
Общие потери тепла через ОК будут равны:
В итоге, потери тепла дома будут равны 13054 Вт или практически 13 кВт.
Вычисление теплопотельпотерь вентиляции
В помещении не прекращает работу система вентиляции с удельным обменом воздуха 3 м3/ч, вход оснащен воздушно-тепловым выступом крыши, благодаря этому для расчетов нужно только воспользоваться формулой:
Рассчитаем плотность воздуха в помещении при установленной температуре +22 градуса:
Параметр равён произведению удельного расхода на площадь пола, другими словами:
Теплоемкость воздуха с равна 1.005 кДж/(кг* С0).
Приняв во внимание все сведения, найдем Q вентиляции:
В итоге тепловые затраты на вентиляцию составят 3000 Вт или 3 кВт.
Домашние тепловые поступления
Поступления бытового характера вычисляются по формуле.
То, есть, подставляя известны значения, получаем:
Подводя итоги, можно заметить, что общие потери тепла Q дома будут равны:
Возьмём в качестве рабочего значения Q=16000 Вт или 16 кВт.
Варианты расчетов для СВО
Пускай температура подаваемого воздуха (tr) — 55оС, желаемая температура в помещении (tv) — 22оС, потери тепла дома (Q) — 16000 Вт.
Обозначение количества воздуха для РСВО
Для определения массы подаваемого воздуха при температуре tr применяется формула:
Подставляя в формулу значения показателей, получаем:
Рельефное кол-во подаваемого воздуха рассчитывается по формуле
Для начала вычислим плотность :
Обмен воздуха в помещении устанавливается по формуле:
Определим плотность воздуха в помещении:
Подставляя значения в формулу, получаем:
Аналогичным образом, обмен воздуха в помещении равён 405 м3 за час, а объем подаваемого воздуха обязан быть равён 451 м3 за час.
Расчет количества воздуха для ЧРСВО
Для вычисления количества воздуха для ЧРСВО возьмём полученные сведения из предыдущего примера, а еще tr=55оС, tv =22оС; Q=16000 Вт. Кол-во воздуха, требуемого для проветривания, Event=110 м3/ч. Расчетная внешняя температура tn=-31oC.
Для расчета ЧРСВО применяем формулу:
Подставляя значения, получаем:
Объем рециркуляционного воздуха будет составлять 405-110=296 м3 в ч. Дополнительный расход тепла равён 27000-16000=11000 Вт.
Обозначение начальной температуры окружающей среды
Сопротивление механического воздушного канала D=0.27 и берется из его технических специфик. Длина воздушного канала вне помещения которое отапливается l=15 м. Определено, что Q=16 кВт, температура внутреннего воздуха равна 22 градуса, а нужная температура для отапливания помещения равна 55 градусам.
Определим Eot по вышеизложенным формулам. Получаем:
Величина потока тепла q1 будет составлять:
Начальная температура при отклонении будет составлять:
Уточним среднюю температуру:
С учетом полученных сведений найдем:
Из данного следует вывод, что во время движения воздуха теряется 4 градуса тепла. Чтобы сделать меньше теплопотери, нужно утеплить трубы.
Воздушное отопление в каркасном доме // FORUMHOUSE
Видео: основы расчета СВО
Информативное видео о расчетах СВ средствами программы Ecxel:
Доверять расчеты СВО нужно специалистам, ведь только профессионалы обладают опытом, необходимыми знаниями, учтут все тонкости при вычислениях.
Системы печного отопления
Классификация систем печного отопления
При воздушном отоплении в виде теплоносителя применяют воздух, нагретый до температуры наиболее высокой, чем воздух в помещении. Воздух который нагрелся подается в пространство помещения и, смешиваясь с внутренним воздухом, отдает ему то кол-во теплоты, которое нужно для возмещения потерь тепла помещения. Системы печного отопления делятся: 1) по виду первичного носителя тепла, греющего воздух — на паровоздушные, водовоздушные, газовоз-душные и т.д.; 2) по методу перемещения воздуха который нагрелся — на естественные с перемещением воздуха за счёт разности плотностей холодного и воздуха который нагрелся и с механическим побуждением, выполняемым при помощи вентилятора; 3) на месте приготовления воздуха который нагрелся — на централизованные с подачей воздуха в пару помещений из одного центра и децентрализованные с подачей воздуха местными отопительными и отопительно-вентиляционными агрегатами (рис. 10.1); 4) по качествам воздуха, подаваемого в помещения,— на прямоточные (рис. 10.2,а), работающие исключительно на наружном воздухе; рециркуляционные (рис. 10.2,6)—с перемещением одного и того же воздуха и с частичной рециркуляцией (рис. 10.2,9). На данный момент самое большее использование в жилых, общественных и зданиях промышленного характера находят паровоздушные и воздушные традиционные отопительные системы с механическим побуждением. Естественные системы печного отопления устраивают с радиусом действия не больше 8 м. В жилых высотных зданиях используют прямоточные системы печного отопления, в общественных и зданиях промышленного характера — в основном с частичной рециркуляцией. Рециркуляция воздуха совсем не разрешается в помещениях, в воздухе которых содержатся вредоносные бактерии и сильно-действующие токсичные вещества, а еще в помещениях, где возможна концентрация веществ которые вредны для здоровья больше допустимой. Более того, использование полной или частичной рециркуляции воздуха не позволяется в производственных зданиях, отнесенных по пожарной опасности к категориям Но и Б.
Рис. 10.1. Отопительно-вентиляционный (о) и отопительный (б) агрегаты
1 — направляющая решётка; 2 —калорифер; 3 — осевой вентилятор; 4 —забор воздуха снаружи; 5 — забор внутреннего воздуха; 6 — воздуховыпускное отверстие с регулирующей решёткой
Рис. 10.2. Схемы систем печного отопления
1 — вентилятор; 2 —камера; 3 — шахта или канал для забора свежего воздуха снаружи; 4 — вытяжное отверстие: 5 — шахта сборная вытяжная: 6 — отверстие для приточного воздуха: 7 — канал для подачи воздуха который нагрелся; 8 —канал для рециркуляционного воздуха; 9 — канал для убирания воздуха из помещения в атмосферу
Рис. 10.4. Схема печного отопления с направлением струй воздуха
а —параллельным; б —веерным Сейчас в цехах предприятий промышленности начали все более широко использовать системы печного отопления, которые совмещены с вентиляцией как с рассредоточенной, так и с сосредоточенной подачей воздуха. Для данной цели промышленность производит стандартные приточные камеры со встроеной утеплением, укрупненные воздушно-отопительные агрегаты теплопроизводительностью до 400 ООО Вт и остальное оборудование. На рис. 10.3 приведена система печного отопления, соединеного с вентиляцией цехов автомобильного завода. Приточные камеры, воздушные каналы и магистрали из труб системы обогрева и отопления расположены в техническом этаже, в межферменном пространстве и в нелегальных проходных каналах. Такое расположение отопительно-вентиляционного оборудования не востребует значительных перемен при усовершенствовании тех. процессов. В системах печного отопления с укрупненными отопительно-вентиляционными агрегатами воздух подается в пространство помещения одной или несколькими горизонтальными струями с параллельным или веерным направлением их (рис. 10.4). К важным достоинствам печного отопления перед иными вариантами теплоснабжения относятся: 1) возможность сочетания теплоснабжения с вентиляцией; 2) отсутствие тепловой инерции, т. е. тепловой эффект при включении системы в действие достигается немедленно; 3) расход металла меньше в 6—8 раз, а капитальные расходы — в 1,5—2 раза (при сосредоточенной подаче воздуха). К минусам печного отопления относятся: возможность перемещения вредных выделений одновременно с двигающимся воздухом; шумовой фон во время работы вентиляторных установок; высокий расход электрической энергии. Расход воздуха Ь, м^/ч, для печного отопления, не соединеного с вентиляцией, следует определять по СНиПу 2.04.05—86 по формуле
Максимальная температура подогретого воздуха не должна быть больше 70°, чтобы не вызвать пригорание органической пыли.
Расчет систем печного отопления
Как и для расчета любой иной системы обогрева, для расчета печного отопления нужно смотреть и быть знакомым с ГОСТами и СНИПами. Однако если же вы захотели сэкономить и высчитать систему сами, тогда вам поможет наша публикация.
Читайте также о расчете и подборе вентиляторные конвекторы
И так, приступим к самому расчету:
Начальный этап
1.В первую очередь следует рассчитать общие потери тепла помещений. Для этого наиболее оптимально применять ПО или например применять Excel.
Второй этап
2.Зная потери тепла, рассчитаем расход воздуха в системе применяя формулу
G- групповой расход воздуха, кг/с
Qп- потери тепла помещения, Дж/с
C- теплоемкость воздуха, принимается 1,005 кДж/кгК
tг- температура воздуха который нагрелся (приток), К
tв – температура окружающей среды в помещении, К
Напоминаем что К= 273+°С, другими словами чтобы перевести ваши градусы Цельсия в градусы Кельвина необходимо к ним добавить 273. А чтобы перевести кг/с в кг/ч необходимо кг/с помножить на 3600.
Перед расчетом расхода воздуха следует выяснить нормы обмена воздуха для для этого типа строения. Самая большая температура приточного воздуха 60°С, однако если воздух подается на высоте меньше трех метров от пола эта температура уменьшается до 45°С.
Еще одно, во время проектирования системы печного отопления возможно применение некоторых средств энергосбережения, например как рекуперация или рециркуляция. Во время расчета количества воздуха системы с подобными условиями необходимо уметь пользоваться id диаграммой ненасыщенного воздуха.
3-ий этап
3. Подбираем воздухонагреватель, по мощности, нужной для обеспечения нагрева воздуха до нужной температуры. Помним, что если система печного отопления связана с вентиляцией то Qот ? Qвент+Qп.
Четвертый этап
4.Рассчитывается кол-во вентрешеток и скорость воздуха в воздушном канале:
1)Задаемся количеством решёток и выбираем из каталога их размеры
2) Зная их кол-во и расход воздуха, рассчитываем кол-во воздуха для 1 решётки
3) Рассчитываем скорость выхода воздуха из воздухораспределителя за формулой V= q /S, где q- кол-во воздуха на одну решётку, а S- площадь воздухораспределителя. Обязательно следует ознакомится с нормативной скоростью вытока, и исключительно после того как рассчитанная скорость окажется меньшей нормативной можно считать , что кол-во решёток выбрано правильно.
Пятый этап
5. Делаем аэродинамический расчет системы. Для облегчения расчета эксперты рекомендуют примерно определить сечение магистрального воздушного канала за суммарным расходом воздуха:
- расход 850 м3/час – размер 200 х 400 мм
- Расход 1 000 м3/час – размер 200 х 450 мм
- Расход 1 100 м3/час – размер 200 х 500 мм
- Расход 1 200 м3/час – размер 250 х 450 мм
- Расход 1 350 м3/час – размер 250 х 500 мм
- Расход 1 500 м3/час – размер 250 х 550 мм
- Расход 1 650 м3/час – размер 300 х 500 мм
- Расход 1 800 м3/час – размер 300 х 550 мм
Как выбрать правильно воздушные каналы для печного отопления?
Заключение
В результате проведения всех расчетов можно приступить к покупке и монтированию системы. И не нужно забывать, если у вас абсолютно нет желания платить больше за эксплуатацию и ремонт отопительных систем, в первую очередь необходимо ознакомится с нормами и правильно высчитать систему. Удачи Вам!