Расчет тепла на вентиляцию

Расчет тепла на вентиляцию

По вышеприведенной формуле можно посчитать теплопотери всего здания. Для расчета теплопотерь отдельного помещения нужно в формулу подставить объем (по наружному обмеру) этого помещения, а также применить следующие коэффициенты:
для средних помещений нижних этажей — 1,1;
для средних помещений средних этажей — 0,8;
для средних помещений верхних этажей — 1,3;
для угловых помещений нижних этажей — 1,9;
для угловых помещений средних этажей — 1,5;
для угловых помещений верхних этажей — 2,2;
для средних помещений одноэтажных зданий — 0,9;
для угловых помещений одноэтажных зданий — 1,5;
для средних лестничных клеток — 1,2;
для угловых лестничных клеток — 2,0.

Начинаем считать (расчет пока только для жилых зданий). Одним из главных параметров, без которого расчет просто невозможен, является расчетная температура наружного воздуха. Здесь тоже все не так просто, во времена «хрущевок» она рассчитывалась с учетом инерционности (массивности) наружных стен. Однако для расчета инерционности опять-таки необходимо знание материалов стен и их характеристик, поэтому будем считать «как положено сейчас», держа в уме, что если стена не «в три кирпича» толщиной, то расчетную температуру надо бы градусов на 3÷5 снизить.
Теперь выбираем населенный пункт, для которого необходимо выполнить расчет. Разумеется, в СНиП «Климатология и геофизика» есть данные не для всех населенных пунктов бывшего СССР, поэтому надо выбрать наиболее близкий из имеющихся. Причем близкий территориально не всегда значит близкий по климату. Нередки случаи, когда довольно близко расположенные населенные пункты сильно отличаются по климату. Причины могут быть разные: населенные пункты находятся по разные стороны горной гряды, на разной высоте от уровня моря и т.д.
В функцию выбора заложены данные СНиПа времен СССР. Я переименовал республики в государства, но все субъекты (области, автономные республики, края, населенные пункты и т.д.) остались старыми. То есть если Ваш населенный пункт/край/область переименовывался либо перешел в подчинение в другой регион — ищите его по старым данным.
В левом окне выбираем государство, в среднем появляется список областей/регионов, после выбора области/региона в правом окне появляется список населенных пунктов. В некоторых государствах областей нет, поэтому в среднем окне появится название государства. В некоторых государствах есть населенные пункты, которые не входят в области/регионы. Тогда в среднем окне в списке, кроме названий областей/регионов, появится также название государства, выбрав которое, в правом окне получим список населенных пунктов, не входящих в области/регионы.

Рядом с названием населенного пункта указана его расчетная температура наружного воздуха (средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92).

Теперь подберем отопительный прибор. Для этого необходимо знать следующие параметры: температуру воды на входе в прибор (температуру подачи), температуру воды на выходе из прибора (температуру обратки) и температуру воздуха в помещении (уже введена в верхней форме).
Если отопление индивидуальное (используется отдельный котел), то температуру подачи рекомендую брать на 5 градусов ниже максимальной температуры котловой воды (смотреть в паспорте котла или в интернете). Обратную температуру рекомендую принимать ниже температуры подачи на: для частных домов с большой длиной труб, большим количеством приборов, вентилей и т.п. – 20 градусов; для частных домов с небольшой длиной труб, небольшим количеством приборов, вентилей и т.п. – 15 градусов; для квартир в многоэтажках с большой длиной труб, большим количеством приборов, вентилей и т.п. – 10 градусов; для квартир в многоэтажках с небольшой длиной труб, небольшим количеством приборов, вентилей и т.п. – 5 градусов.
В случае с отоплением от коммунальных котельных — ситуация сложнее. Теоретически температура теплоносителя определяется тепловым графиком (наиболее распространенный — 150/70), т.е. в морозы до -40 температура воды в сетях должна быть около 150 градусов. В элеваторном узле (в здании) температура понижается до 105 или 95 градусов в морозы. Кроме того, при последовательной схеме подключения (т.н. однотрубная схема) максимальная температура попадает только в первый по стояку прибор.
Плюс к этому изношенность старых сетей и цена энергоносителей приводят к тому, что реально температура воды еще больше снижается. Советовать в такой ситуации что-либо сложно, ну, например, пообщаться с обходчиком абонентских вводов тепловых сетей или оператором ЦТП (центрального теплового пункта) по поводу температуры сетевой вода, а с местным сантехником — о температуре воды в домовых сетях.

Вот, собственно, пока и все. Вопросы, замечания и предложения можно оставить в виде комментария.

Расчет калорифера: онлайн-калькулятор расчета мощности и расхода теплоносителя

Расчет калорифера

Онлайн калькуляторы

При конструировании системы воздушного отопления используются уже готовые калориферные установки.

Для правильного подбора необходимого оборудования достаточно знать: необходимую мощность калорифера, который впоследствии будет монтироваться в системе отопления приточной вентиляции, температуру воздуха на его выходе из калориферной установки и расход теплоносителя.

Для упрощения производимых расчетов вашему вниманию представлен онлайн-калькулятор расчета основных данных для правильного подбора калорифера.

С помощью него вы сможете рассчитать:

  1. Тепловую мощность калорифера кВт. В поля калькулятора следует ввести исходные данные об объеме проходящего через калорифер воздуха, данные о температуре поступаемого на вход воздуха, необходимую температуру воздушного потока на выходе из калорифера.
  2. Температуру воздуха на выходе. В соответствующие поля следует ввести исходные данные об объеме нагреваемого воздуха, температуре воздушного потока на входе в установку и полученную при первом расчете тепловую мощность калорифера.
  3. Расход теплоносителя. Для этого в поля онлайн-калькулятора следует ввести исходные данные: о тепловой мощности установки, полученные при первом подсчете, о температуре теплоносителя подаваемого на вход в калорифер, и значение температуры на выходе из устройства.

Расчета калориферов, в качестве теплоносителя которых используется вода или пар, происходит по определенной методике. Здесь важной составляющей являются не только точные расчеты, но и определенная последовательность действий.

Расчет производительности для нагрева воздуха определенного объема

Объем помещения для нагрева

Определяем массовый расход нагреваемого воздуха

G (кг/ч) = L х р

L — объемное количество нагреваемого воздуха, м.куб/час
p — плотность воздуха при средней температуре (сумму температуры воздуха на входе и выходе из калорифера разделить на два) — таблица показателей плотности представлена выше, кг/м.куб

Определяем расход теплоты для нагревания воздуха

Q (Вт) = G х c х (t кон — t нач)

G — массовый расход воздуха, кг/час с — удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг•K), (показатель берется по температуре входящего воздуха из таблицы)
t нач — температура воздуха на входе в теплообменник, °С
t кон — температура нагретого воздуха на выходе из теплообменника, °С

Вычисление фронтального сечения устройства, требующегося для прохода воздушного потока

Определившись с необходимой тепловой мощностью для обогрева требуемого объема, находим фронтальное сечение для прохода воздуха.

Фронтальное сечение — рабочее внутреннее сечение с теплоотдающими трубками, через которое непосредственно проходят потоки нагнетаемого холодного воздуха.

f (м.кв) = G / v

G — массовый расход воздуха, кг/час
v — массовая скорость воздуха — для оребренных калориферов принимается в диапазоне 3 — 5 (кг/м.кв•с). Допустимые значения — до 7 — 8 кг/м.кв•с

Вычисление значений массовой скорости

Находим действительную массовую скорость для калориферной установки

V(кг/м.кв•с) = G / f

G — массовый расход воздуха, кг/час
f — площадь действительного фронтального сечения, берущегося в расчет, м.кв

Расчет расхода теплоносителя в калориферной установке

Рассчитываем расход теплоносителя

Gw (кг/сек) = Q / ((cw х (t вх — t вых))

Q — расход тепла для нагрева воздуха, Вт
cw — удельная теплоемкость воды Дж/(кг•K)
t вх — температура воды на входе в теплообменник, °С
t вых — температура воды на выходе из теплообменника, °С

Подсчет скорости движения воды в трубах калорифера

W (м/сек) = Gw / (pw х fw)

Gw — расход теплоносителя, кг/сек
pw — плотность воды при средней температуре в воздухонагревателе (принимается по таблице внизу), кг/м.куб
fw — средняя площадь живого сечения одного хода теплообменника (принимается по таблице подбора калориферов КСк), м.кв

Определение коэффициента теплопередачи

Коэффициент теплотехнической эффективности рассчитывается по формуле

Квт/(м.куб х С) = А х V n х W m

V – действительная массовая скорость кг/м.кв х с
W – скорость движения воды в трубах м/сек
A

Расчет тепловой производительности калориферной установки

Подсчет фактической тепловой мощности:

q (Вт) = K х F х ((t вх +t вых)/2 — (t нач +t кон)/2))

или, если подсчитан температурный напор, то:

q (Вт) = K х F х средний температурный напор

K — коэффициент теплоотдачи, Вт/(м.кв•°C)
F — площадь поверхности нагрева выбранного калорифера (принимается по таблице подбора), м.кв
t вх — температура воды на входе в теплообменник, °С
t вых — температура воды на выходе из теплообменника, °С
t нач — температура воздуха на входе в теплообменник, °С
t кон — температура нагретого воздуха на выходе из теплообменника, °С

Определение запаса устройства по тепловой мощности

Определяем запас тепловой производительности:

((qQ) / Q) х 100

q — фактическая тепловая мощность подобранных калориферов, Вт
Q — расчетная тепловая мощность, Вт

Расчет аэродинамического сопротивления

Расчет аэродинамического сопротивления. Величину потерь по воздуху можно рассчитать по формуле:

ΔРа (Па)=В х V r

v — действительная массовая скорость воздуха, кг/м.кв•с
B, r — значение модуля и степеней из таблицы

Определение гидравлического сопротивления теплоносителя

Расчет гидравлического сопротивления калорифера вычисляется по следующей формуле:

ΔPw(кПа)= С х W 2

С — значение коэффициента гидравлического сопротивления заданной модели теплообменника (смотреть по таблице)
W — скорость движения воды в трубках воздухонагревателя, м/сек.

Способы снижения расхода тепла на вентиляцию

Системы вентиляции и отопления влияют на работу друг друга и на комфортность атмосферы в помещениях дома в целом. В зимний период при работе вентиляционной системы понижается температура внутри здания и значительно увеличиваются расходы на обогрев жилья.

Читайте также  Вентиляция жилых зданий снип

Схема вентиляции дома

Схема вентиляции дома.

Проектирование и монтаж отопления в комплексе с вентиляцией делает систему поддержания микроклимата в здании более экономичной при эксплуатации. Расход тепла на вентиляцию снизит его потери в отопительных приборах. Путем расчета показателей теплосбережения производится выбор оптимальной технологии воздухообмена.

Проектирование системы вентиляции с подогревом воздуха

Современные бытовые устройства кондиционирования воздуха могут поддерживать оптимальный температурный режим в помещениях, но не обеспечивают достаточного поступления свежего воздуха. По нормам, установленным СНиП, поступающий в здание воздух должен заменяться свежим в объеме 30 м 3 /ч и иметь температуру не менее 18°С.

Схема устройства вентилятора

Схема устройства вентилятора.

Исходные значения для расчета вентиляционной установки принимаются в зависимости от климатической зоны местоположения здания. Минимальная наружная температура берется как средний показатель в период самой холодной пятидневки зимы в дневное время.

Целью проектирования вентиляционной системы является определение оптимального соотношения между мощностью оборудования, объемом помещений и наружными климатическими условиями. Исходя из конструкции здания, необходимо найти наиболее эффективное технологическое решение для обеспечения баланса между температурой и свежестью воздуха в доме.

Для определения перечня и типа вентиляционного оборудования путем расчета вычисляются требуемые параметры:

  • производительность вентиляторов;
  • мощность устройств подогрева;
  • скорость перемещения воздуха;
  • рабочее давление в сети воздуховодов;
  • температура нагнетаемой среды;
  • уровень шума, производимого оборудованием.

В соответствии с расчетным воздухообменом выбирается приточная установка определенной производительности. Выбор вентиляторов осуществляется с учетом падения давления в воздуховодах системы. Величина этого показателя указывается в технических характеристиках оборудования.

Расчет системы вентиляции

Расчет системы вентиляции.

В нагнетательной линии протяженностью 15 м потеря давления составляет 0,001 атм. Для частных домостроений производительность вентиляционной системы обычно составляет от 1000 до 3000 м 3 /ч .

Расчеты при проектировании вентиляционной системы, в том числе и расход тепла на подогрев воздуха, производятся с учетом нормативов СНиП и МГСН. Правила оговаривают минимально допустимые значения температуры и требуемые параметры воздухообмена в помещениях.

Эти нормативные ограничения прежде всего направлены на минимизацию расхода средств на устройство вентиляции и более актуальны для проектирования общественных строений. В частном доме уровень комфортности определяется владельцем индивидуально, а не по усредненным нормам. Поэтому производительность системы и, в частности, расход тепла могут быть как выше, так и ниже расчетных значений, полученных с учетом рекомендаций СНиП. Тем более что ощущение комфортности у разных людей может определяться различными условиями.

Современные системы вентиляции оснащаются устройствами регулирования производительности изменением скорости поступающего потока воздуха. Корректированием рабочих параметром можно добиться баланса между комфортом и экономией. Расход тепла на подогрев воздуха и интенсивность воздухообмена должны иметь оптимальные соотношения. При выборе оборудования его производительность принимается несколько большей, чем определенная по вентиляционной характеристике с учетом сопротивления сети.

Расчет мощности воздухонагревателя

Расчет мощности воздухонагревателя

Расчет мощности воздухонагревателя.

Для расчета мощности калорифера Р (Вт), необходимой для подогрева приточного воздуха требуемого объема, применяется общая формула Р=Q×0,36×(t вх.t вых.), где:

Q – приток воздуха (м 3 /ч );

t вх. (°С) – температура наружного воздуха;

t вых. (°С) – температура воздуха в помещении.

Определить температуру, до которой воздухонагреватель способен нагреть воздух, можно по формуле:

Например, при мощности калорифера 1,5 кВт и расходе воздуха, нагнетаемом вентилятором 100 м 3 /ч, выбранный прибор нагреет воздух на Δt=2,98×1500/100=44,7°С. Это означает, что при минимальном значении поступающего воздуха -20°С температура на выходе воздухонагревателя составит 45-20=25°С. Для калорифера, устанавливаемого в квартирах, мощность принимается от 1 до 5 кВт. В больших домах, офисах и других подобных зданиях воздухонагреватели могут иметь мощность от 5 до 50 кВт.

Таблица расчета вентиляции

Таблица расчета вентиляции.

Для подогрева нагнетаемого воздуха устанавливаются канальные нагреватели. Устройства монтируются непосредственно в воздуховоды как круглого, так и прямоугольного сечения. Если невозможно обеспечить электропитание воздухонагревателей с производительностью, полученной в результате расчета, в качестве теплообменников используют приборы с теплоносителем из автономного отопления.

Этот вариант подогрева приточного воздуха больше подходит для загородных домов. В теплоноситель аппарата добавляется незамерзающая жидкость, устройство оборудуется автоматическими средствами защиты от замораживания. Исходя из технических характеристик воздухонагревателей и требуемой производительности определяется их количество. Число теплообменников для снижения затрат тепла на вентиляцию должно быть минимальным.

Системы с рекуперацией потоков воздуха

Экономным вариантом устройства воздухообмена в помещениях является оборудование приточно-вытяжной вентиляционной системы с рекуперацией воздуха. Несмотря на достаточно высокую стоимость такого технологического решения, сложность расчета и монтажа, затраты энергии на прогрев воздуха снижаются до 80%.

Принцип работы приточной вентиляции

Принцип работы приточной вентиляции.

Расчет тепла, выделяемого теплообменником с рекуперацией, сложнее, а само оборудование и монтаж дороже, чем в обычной прямоточной системе. Приточные и вытяжные воздуховоды должны быть сведены в одном теплообменнике. Поступающий воздух подогревается за счет передачи тепла от вытяжного потока. Система с рекуперацией наиболее эффективна при значительной разнице температур снаружи и внутри помещения. В регионах с длительным холодным сезоном дополнительные затраты на теплообменник окупаются быстро.

В зависимости от типа рекуператора он может монтироваться в чердачном, подсобном помещении или фальш-потолке. Коэффициент полезного действия теплообменника зависит от технологии его внутреннего устройства, разницы внутренней и наружной температур, выбранного места установки.

Чтобы снизить расход тепла, выход вытяжной трубы лучше расположить в месте с меньшим воздействием ветра, а забор воздуха – с подветренной стороны (обычно западной). Установка теплообменника для рекуперации без предварительного профессионального расчета может не принести желаемого результата и не снизить в достаточной степени расход тепла на обогрев воздуха.

Другие способы подогрева приточного воздуха

Для увеличения температуры поступающего воздуха применяется его рециркуляция. В специальном смесителе поток из вытяжной линии смешивается с приточным. Оптимальное соотношение потоков одновременно регулируется клапанами на байпасе и выходе из вытяжного воздуховода. Последний прикрывается при открытии рециркуляционной перемычки.

Составляющая чистого приточного воздуха не должна быть меньше 1/10 от общего поступающего в помещение объема.

Схемы вытяжной вентиляции

Схемы вытяжной вентиляции.

Содержание вредных веществ в общем объеме не должно превышать предельно допустимого.

Для экономии тепла на подогрев приточного воздуха устраивается вентиляция – использование геотермальной системы в сочетании с приточно-вытяжной установкой и рекуперацией потоков. Зимой температура грунта на глубине 1,5-3 м может составлять 5-8°С. В морозную погоду приточный воздух, прошедший через грунтовый теплообменник, может нагреться до 0°С.

Воздуховоды, смонтированные ниже уровня промерзания грунта, позволяют снизить производительность воздухонагревательных установок, монтажные и эксплуатационные затраты. Предварительное увеличение температуры приточного воздуха в геотермальных системах защищает от вероятного обледенения устройств рекуперации.

Укладка подземных воздуховодов отличается трудоемкостью по сравнению с монтажом классических сетей, требует увеличения мощности приточных вентиляторов. Но их применение в вентиляционной системе снизит затраты на подогрев потока в калориферах.

Создание проекта и расчет параметров вентиляционной системы для снижения затрат тепла на вентиляцию качественно могут быть проведены только компетентными специалистами. Непрофессиональный подход к планированию и монтажу оборудования для обогрева помещения и воздухообмена в них может обернуться проблемами при эксплуатации. Владельцу строения необходимо быть в курсе общих принципов расчета и подбора климатических устройств.

Подбор калорифера методом математического расчёта

Эффективная работа вентиляции зависит от правильного расчёт и подбора оборудования, так как эти два пункта взаимосвязаны между собой. Подбор мощности невозможен без определения типа вентилятора, а расчёт температуры внутреннего воздуха бесполезен без подбора калорифера, рекуператора и кондиционера. Определение параметров воздуховода невозможно без вычисления аэродинамических характеристик. Расчёт мощности калорифера вентиляции ведётся по нормативным параметрам температуры воздуха, и ошибки на этапе проектирования приводят к увеличению затрат, а также невозможности поддержать микроклимат на требуемом уровне.

Определение

Калорифер (более профессиональное название «канальный нагреватель») – универсальный прибор, используемый во внутренних системах вентилирования для передачи тепловой энергии от нагревательных элементов к воздуху, проходящему через систему полых трубок.

Канальные нагреватели различаются способом передачи энергии и разделяются на:

  1. Водяные — энергия передаётся через трубы с горячей водой, паром.
  2. Электрические — тэны, получающие энергию от центральной сети электроснабжения.

Существуют также калориферы, работающие по принципу рекуперации: это утилизации тепла из помещения за счёт его передачи приточному воздуху. Рекуперации осуществляется без контакта двух воздушных сред.

Более подробная информация об устройстве и нормативных данных СНиП и ГОСТ представлена в статье «Описание калориферов и узлов обвязки приточной вентиляции».

Электрический калорифер

Основа – нагревательный элемент из проволоки или спиралей, через него проходит электрический ток. Между спиралями пропускается холодный уличный воздух, он нагревается и подаётся в помещение.

Электрокалорифер подходит для обслуживания вентсистем небольшой мощности, так как особого расчёта для его эксплуатации не требуется, поскольку все необходимые параметры указываются производителем.

Главный недостаток этого агрегата — инерция между нагревательными нитями, она приводит к постоянному перегреву, и, как следствие, выходу прибора из строя. Проблема решается установкой дополнительных компенсаторов.

Водяной калорифер

Основа водяного калорифера – нагревательный элемент из полых металлических трубок, через них пропускается горячая вода или пар. Наружный воздух поступает с противоположной стороны. Проще говоря, воздух движется сверху вниз, а вода — снизу вверх. Таким образом, пузырьки кислорода удаляются через специальные клапаны.

Водяной канальный нагреватель используется в большей части крупных и средних вентиляционных систем. Этому способствует высокая производительность, надёжность и ремонтопригодность оборудования.

Кроме нагревательного элемента в состав системы входит узел обвязки: (обеспечивает подвод теплоносителя к обменщику), насос, прямые и обратные клапаны, запорная арматура и блок для автоматического управления. Для климатических зон, где минимальная температура зимой опускается ниже нуля, предусматривается система предотвращения замерзания рабочих трубок.

Расчёт мощности

Процесс нагрева воздуха в виде графика

Читайте также  Монтаж приточно вытяжной вентиляции

Методика вычисления заключается в подборе аппарата с такими параметрами, чтобы на выходе температура воздуха соответствовала нормативным значениям, а запас мощности позволял бесперебойно работать при пиковых нагрузках, но при этом не страдала кратность и скорость воздухообмена. Проектировщик начинает рассчитывать мощность только после получения всех исходных данных:

  • Объёма воздуха, проходящего через аппарат за единицу времени. Измеряется соответственно кг/ч или м 3 /ч.
  • Температуры приточки. Берётся минимальное значение для зимнего периода.
  • Требуемой по нормам или индивидуальным пожеланиям заказчика температуре воздуха на выходе.
  • Максимальной температуре, до которой может нагреться тепловой носитель.

Правила вычислений

Теплотехнический расчёт канального нагревателя начинается с определения двух параметров: первый — площадь поперечного сечения тепловой установки; второй – мощность, необходимая для нагрева поверхности заданного размера.

Площадь вычисляется по формуле:

Aф = Lp / 3600×(ϑρ), где

L – максимальное значение приточки для поддержки параметров вытяжки, м 3 /ч;
Р – нормативная плотность воздуха, кг/м 3 ;
Θρ – скорость движения воздуха на каждом участке, определяемая из аэродинамического расчета.

Полученное значение подставляется в таблицу, где указаны возможные варианты сечения калориферов, значения округляется в большую сторону.

Таблица подбора по площади сечения

Формула скорости воздушных масс, необходимая для подбора площади нагревательного элемента, следующая:

ϑρ = Lρ / 3600×Аф.факт

На следующем этапе определяется объем тепловой энергии, необходимый для прогрева приточки:

Q = 0.278×Gc× (tп – tн), где

Q – объём тепловой энергии, Вт;
G – расчётный показатель расхода воздуха, кг/ч;
с – удельная теплоёмкость, в данном случае берётся 1.005 кДж/кг °С;
tп – температура приточки, °С;
tн – температура воздуха на входе.

Расход воздуха G = Lρн. Это связанно с местом установки вентилятора. Он находится до калорифера, а, следовательно, используется нормативное значение плотности воздушных масс снаружи помещения.

Далее вычисляются затраты горячей воды на отдачу тепла холодному:

Gw = Q / cw×(tг – t0), где

cw – тепловая ёмкость воды, кДж/кг °С;
tг – температура теплоносителя (воды), 0 С;
t0 – расчётная температура воды в обратном трубопроводе, 0 С.

Теплоемкость жидкости можно узнать из справочной литературы. Параметры теплового носителя зависят от параметров среды.

Зная Gw, можно вычислить скорость движения воды по трубам:

w = Gw / 3600×ρw×Aф, где

Aф – размер сечения теплообменника, м²;
ρw – плотность воды при средней температуре теплового носителя, 0 С.

Рассчитать скорость движения теплоносителя можно по формуле, указанной выше. Она справедлива для простой системы последовательного подключения нагревательных элементов. В случае использования параллельной схемы, толщина трубопровода увеличится в два или более раз, а средняя скорость движения уменьшится.

Кроме подбора калорифера выполняется расчёт тепловых потерь по укрупнённым показателям. Основная формула:

q – тепловая характеристика объекта, Вт/(м 3 ּ о С);
V – объём объекта по внешней стороне ограждающих конструкций, м 3 ;
(tп-tн) – разность температуры основных помещений, о С.

Расчёт поверхности нагрева

Основная формула площади нагревательной поверхности канального устройства:

Amp = 1.2Q / K× (tср.т – tср.в), где

К – коэффициент передачи тепла от калорифера холодному воздуху, Вт/(м°С);
tср.т – средний показатель температуры теплового носителя, 0 С;
tср.в – средний показатель температуры приточки, 0 С;
число 1,2 – коэффициент запас. Вводится в связи с остыванием воздуховодов.

На последнем этапе определяется, сколько тепла может выдать канальный нагреватель:

Qфакт = К× (tср.т – tср.в)×Nфакт×Ak

Особенность методики для паровых нагревателей

Принцип вычислений не меняется. Отличие только в способе определения расхода теплового носителя для нагрева холодного воздуха:

r – тепловая энергия, получаемая в процессе конденсации пара.

Обвязка

Калорифер в системе вентилирования обвязывается двумя способами:

  1. Двухходовыми вентилями.
  2. Трёхходовыми вентилями.

Подбор электрического калорифера

Для установки электрокалорифера не требуется специальный расчёт расхода тепла на работу вентиляции, но необходимо знать два параметра:

  1. Расход воздуха.
  2. Температуру на выходе из системы прогрева.

Производители указывают их в техническом паспорте на устройство.

Система рекуперации

Прямой нагрев воздуха за счёт только энергии нагревательных элементов – это не самый экономичный и практичный вариант устройства отопления вентсистемы. Система рекуперации за счёт замкнутого цикла работы значительно снижает теплопотери. Её работа основана на теплоизбытках, а точнее — энергии отработанных воздушных масс.

Общая схема устройства выглядит так: приточка и вытяжка проходят через один блок, и тепловыделения от исходящих воздушных потоков частично передаются входящим. За счёт использования теплопритоков снижается нагрузка на остальные системы отопления.

Монтаж системы отопления с рекуперацией стоит дороже, чем аналогичный, но без неё. Затраты быстро окупаются в регионах, где отопление подвергается значительной тепловой нагрузке ввиду продолжительной зимы.

Подведем итоги

За помощью в подборе и расчёте канального нагревателя лучше обратиться в специализированную организацию.

Пример

Компания «Мега.ру» оказываете комплексные услуги в сфере проектирования вентиляции и других инженерных систем. Грамотные инженеры ответят на любые вопросы по телефонам, указанным на странице «Контакты». Компания работает в Москве и соседних регионах, так же практикуется удалённое выполнение заказов на всей территории РФ.

Годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию.

Эта величина удельного расхода тепловой энергии может быть указана в проекте дома, её можно подсчитать на основании проекта дома, можно оценить ее размер на основе реальных тепловых измерений или размеров потребленной за год энергии на отопление. Если эта величина указана в Вт·ч/м2 , то её надо разделить на ГСОП в °C•сут., получившуюся величину сравнить с нормированной для дома с подобной этажностью и площадью. Если она меньше нормированной, то дом удовлетворяет требованиям по теплозащите, если нет, то дом следует утеплить.

Свои цифры.

Значения исходных данных для расчета даны для примера. Вы можете вставить свои значения в поля на желтом фоне. В поля на розовом фоне вставляете справочные или расчетные данные.

О чем могут сказать результаты расчета.

Удельный годовой расход тепловой энергии, кВт·ч/м2 — можно использовать, чтобы оценить стоимость топлива, расходуемого на отопление и вентиляцию дома в течении отопительного периода , необходимое количество топлива на год для отопления и вентиляции. По количеству топлива можно выбрать емкость резервуара (склада) для топлива, периодичность его пополнения.

Годовой расход тепловой энергии, кВт·ч — абсолютная величина потребляемой за год энергии на отопление и вентиляцию. Изменяя значения внутренней температуры можно увидеть, как изменяется эта величина, оценить экономию или перерасход энергии от изменения поддерживаемой внутри дома температуры, увидеть как влияет неточность термостата на потребление энергии. Особенно наглядно это будет выглядеть в пересчете на рубли.

Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут. — характеризуют климатические условия внешние и внутренние. Поделив на это число удельный годовой расход тепловой энергии в кВт·ч/м2, вы получите нормированную характеристику тепловых свойств дома, отвязанную от климатических условий (это может помочь в выборе проекта дома, теплоизолирующих материалов).

О точности расчетов.

На территории Российской Федерации происходят определенные изменения климата. Исследование эволюции климата показало, что в настоящее время наблюдается период глобального потепления. Согласно оценочному докладу Росгидромета, климат России изменился сильнее (на 0,76 °C), чем климат Земли в целом, причем самые значительные изменения произошли на европейской территории нашей страны. На рис. 4 видно, что повышение температуры воздуха в Москве за период 1950–2010 годов происходило во все сезоны. Наиболее существенным оно было в холодный период (0,67 °C за 10 лет).[Л.2]

Основными характеристиками отопительного периода являются средняя температура отопительного сезона, °С, и продолжительность этого периода. Естественно, что ежегодно их реальное значение меняется и, поэтому, расчеты годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию домов являются лишь оценкой реального годового расхода тепловой энергии. Результаты этого расчета позволяют сравнить стоимость топлива, расходуемого на отопление и вентиляцию дома в течении отопительного периода.


    В. И. Ливчак, канд. техн. наук, независимый эксперт
    Н. П. Умнякова, канд. техн. наук, заместитель директора по научной работе НИИСФ РААСН

Годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию.

Пояснения к калькулятору годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию.

Исходные данные для расчета:

  • Основные характеристики климата, где расположен дом:
    • Средняя температура наружного воздуха отопительного периода to.п;
    • Продолжительность отопительного периода: это период года со средней суточной температурой наружного воздуха не более +8°C — zo.п.

    Характеристики климата.

    Параметры климата для расчета отопления в холодный период для разных городов России можно посмотреть здесь: (Карта климатологии) или в СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01–99* “Строительная климатология”. Актуализированная редакция»
    Например, параметры для расчета отопления для Москвы (Параметры Б) такие:

    • Средняя температура наружного воздуха отопительного периода: -2,2 °C
    • Продолжительность отопительного периода: 205 сут. (для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более +8°C).

    Температура внутреннего воздуха.

    Расчетную температуру внутреннего воздуха вы можете установит свою, а можете взять из нормативов (смотрите таблицу на рисунке 2 или во вкладке Таблица 1).

    В расчетах применяется величина Dd — градусо-сутки отопительного периода (ГСОП), °С×сут. В России значение ГСОП численно равно произведению разности среднесуточной температуры наружного воздуха за отопительный период (ОП) to.п и расчетной температуры внутреннего воздуха в здании tв.р на длительность ОП в сутках: Dd = ( to.пtв.р)• zo.п.

    Удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию

    Удельный расход тепловой энергии на отопление жилых и общественных зданий за отопительный период не должен превышает приведенных в таблице величин по СНиП 23-02-2003 . Данные можно взять из таблицы на картинке 3 или подсчитать на вкладке Таблица 2 ( переработанный вариант из [Л.1]). По ней выберите для своего дома (площадь / этажность ) значение удельного годового расхода и вставьте в калькулятор. Это характеристика тепловых качеств дома. Все строящиеся жилые дома для постоянного проживания должны отвечать этому требованию. Базовый и нормируемый по годам строительства удельный годовой расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию основаны на проекте приказа Министерства Регионального развития РФ «Об утверждении требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений», где указаны требования к базовым характеристикам (проект от 2009 года), к характеристикам нормируемым с момента утверждения приказа (условно обозначил Н.2015) и с 2016 года (Н.2016).

    Эта величина удельного расхода тепловой энергии может быть указана в проекте дома, её можно подсчитать на основании проекта дома, можно оценить ее размер на основе реальных тепловых измерений или размеров потребленной за год энергии на отопление. Если эта величина указана в Вт·ч/м2 , то её надо разделить на ГСОП в °C•сут., получившуюся величину сравнить с нормированной для дома с подобной этажностью и площадью. Если она меньше нормированной, то дом удовлетворяет требованиям по теплозащите, если нет, то дом следует утеплить.

    Свои цифры.

    Значения исходных данных для расчета даны для примера. Вы можете вставить свои значения в поля на желтом фоне. В поля на розовом фоне вставляете справочные или расчетные данные.

    О чем могут сказать результаты расчета.

    Удельный годовой расход тепловой энергии, кВт·ч/м2 — можно использовать, чтобы оценить стоимость топлива, расходуемого на отопление и вентиляцию дома в течении отопительного периода , необходимое количество топлива на год для отопления и вентиляции. По количеству топлива можно выбрать емкость резервуара (склада) для топлива, периодичность его пополнения.

    Годовой расход тепловой энергии, кВт·ч — абсолютная величина потребляемой за год энергии на отопление и вентиляцию. Изменяя значения внутренней температуры можно увидеть, как изменяется эта величина, оценить экономию или перерасход энергии от изменения поддерживаемой внутри дома температуры, увидеть как влияет неточность термостата на потребление энергии. Особенно наглядно это будет выглядеть в пересчете на рубли.

    Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут. — характеризуют климатические условия внешние и внутренние. Поделив на это число удельный годовой расход тепловой энергии в кВт·ч/м2, вы получите нормированную характеристику тепловых свойств дома, отвязанную от климатических условий (это может помочь в выборе проекта дома, теплоизолирующих материалов).

    О точности расчетов.

    На территории Российской Федерации происходят определенные изменения климата. Исследование эволюции климата показало, что в настоящее время наблюдается период глобального потепления. Согласно оценочному докладу Росгидромета, климат России изменился сильнее (на 0,76 °C), чем климат Земли в целом, причем самые значительные изменения произошли на европейской территории нашей страны. На рис. 4 видно, что повышение температуры воздуха в Москве за период 1950–2010 годов происходило во все сезоны. Наиболее существенным оно было в холодный период (0,67 °C за 10 лет).[Л.2]

    Основными характеристиками отопительного периода являются средняя температура отопительного сезона, °С, и продолжительность этого периода. Естественно, что ежегодно их реальное значение меняется и, поэтому, расчеты годового расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию домов являются лишь оценкой реального годового расхода тепловой энергии. Результаты этого расчета позволяют сравнить стоимость топлива, расходуемого на отопление и вентиляцию дома в течении отопительного периода.

    Подробный расчет теплопоступлений и теплопотерь

    Подробный расчет теплопоступлений и теплопотерь реализует компания «ИНТЕХ» (Москва). Чтобы получить КП на подробный расчет, позвоните по телефону: . Отправить письменную заявку Вы можете на email или через форму заказа .

    Теплопоступления за счет разности температур (теплопередачи)

    В летний период теплопоступление через внешние конструкции (стены, потолок) как правило, положительно. Расчет усложняется тем, что температура воздуха сильно меняется в течение суток, а солнечное излучение дополнительно нагревает внешнюю поверхность здания. Зимой тепло теряется через внешние конструкции. Колебания температуры в зимний период меньше, а нагрев поверхностей солнечным излучением незначителен.

    Теплопоступление (или потеря тепла) за счет разности температур зависит не только от внешних условий, но и от температуры внутри помещения.

    Расчет тепловых поступлений за счет теплопередачи выполняется согласно строительным нормативам СниП 11-3-79.

    Количество тепла Qогр, переданное путем теплопередачи через ограждение (стену) площадью S, имеющее коэффициент теплопередачи k, вычисляется по формуле:

    Здесь T — расчетная наружная температура, t — расчетная внутренняя температура, а Y — поправочный коэффициент, значение которого выбирается согласно СНиП 2.04.05-91.

    Расчетные наружные температуры зависят от региона и приведены в ТАБЛИЦЕ, а внутренние температуры выбираются с учетом комфортности или технологических требований, в зависимости от назначения помещения.

    Эта формула упрощена и не учитывает ряда факторов. Чтобы учесть направление относительно сторон света, солнечную радиацию, нагревающую стены и т.д., нужно вводить в данную формулу поправки. Они являются составными частями коэффициента Y.

    Поглощение солнечного излучения ограждением зависит от следующих факторов:

    • Цвета стен: коэффициент поглощения тепла достигает 0.9 для темного цвета наружных стен и лишь 0.5 — для светлых стен.

    Тепловых характеристик стен: чем массивнее стена, тем больше задержка поступления тепла в помещение. Тепловая нагрузка при нагреве массивной стены распределяется на более длительное время. Если же стены тонкие и легкие, то тепловые нагрузки повышаются и быстро изменяются при изменении внешних условий. При этом требуются более дорогие и мощные установки кондиционирования.

    Теплопоступления от солнечного излучения через остекленные проемы

    Тепло солнечного излучения может значительно увеличивать теплопоступление в здание (например, в магазине с витринами). В помещение передается до 90% солнечного тепла, и лишь небольшая часть отражается стеклами. Наиболее интенсивно тепло излучения поступает летом, в ясную погоду.

    Теплопоступление излучения учитывается в тепловом балансе здания только для летнего и переходного времени, когда наружная температура превышает +10 градусов.

    Поступление тепла солнечного излучения зависит от следующих факторов:

    • Рода и структуры материалов ограждения;
    • Состояния поверхности (например, через грязное стекло пройдет меньше излучения);
    • Угла, под которым солнечные лучи падают на поверхность;
    • Ориентации помещения по сторонам света (теплопоступления от радиации через окна, выходящие на север, вообще не учитываются).

    За расчетную величину теплопоступлений от излучения принимается большая из двух величин:

    1. тепло, поступающее через остекленную поверхность той из стен, которая наиболее выгодно расположена относительно поступления тепла или имеющей максимальную световую поверхность
    2. 70% от тепла, поступающего через остекленные поверхности двух перпендикулярных стен помещения.

    Если нужно уменьшить теплопоступления от солнечной радиации, рекомендуется принимать следующие меры:

    • ориентировать помещения окнами на север
    • делать минимальное количество световых проемов
    • применять защиту от солнечных лучей: двойное остекление, побелку стекол, устройство штор, жалюзи и т.д.

    При использовании комплексной защиты от солнца теплопоступления от излучения можно сократить практически вдвое, и мощность требуемой холодильной установки уменьшится на 10-15%.

    Теплопоступления от инфильтрации воздуха

    Под действием ветра разницы температур воздух может проникать в помещение через неплотности стен, окон, дверей и т.п. Это явление называют инфильтрацией.

    Особенно сильна инфильтрация через окна и двери, расположенные с подветренной стороны. Масса воздуха, который инфильтруется через щель, вычисляется по формуле:

    Здесь a — коэффициент, который зависит от типа щелей, m — удельная масса воздуха, проникающего через 1 погонный метр щели, зависит от скорости ветра, l — длина щели.

    Воздух, поступивший за счет инфильтрации в холодное время года, требует подогрева. Расход тепла составит

    Здесь с- теплоемкость воздуха, t — внутренняя расчетная температура, T — температура внешнего воздуха.

    Если требуется лишь приблизительный подсчет расхода тепла на подогрев инфильтрованного воздуха, можно просто ввести поправку на теплопотери через инфильтрацию в размере 10-20% общей потери тепла.
    В летний период наружный воздух может иметь температуру выше, чем в помещении, и тепловая нагрузка от инфильтрации будет положительна, то есть потребуется увеличить мощность охлаждения. Однако летом влияние инфильтрации воздуха меньше, потому что обычно меньше скорость ветра и разность внешней и внутренней температур.
    Кроме того, вместе с воздухом в помещение поступает и дополнительная влага. Поэтому желательно герметизировать все ограждения. Если притворы окон и дверные проемы уплотнены, то инфильтрацию воздуха можно вообще не учитывать при составлении теплового баланса помещения.

    Теплопоступления от людей

    Количество тепла, выделяемое людьми в помещении, всегда положительно. Оно зависит от числа людей, находящихся в помещении, выполняемой ими работы и параметров воздуха (температуры и влажности).

    Кроме ощутимого (явного) тепла, которое организм человека передает окружающей среде путем конвекции и лучистой энергии, выделяется еще и скрытое тепло. Оно тратится на испарение влаги поверхностью кожи человека и легкими.

    От рода занятий человека и параметров воздуха зависит соотношение явной и скрытой выделяемой теплоты. Чем интенсивнее физическая нагрузка и выше температура воздуха, тем больше доля скрытого тепла, при температуре воздуха выше 37 градусов все тепло, выработанное организмом, выделяется путем испарения.

    • При любом виде деятельности — от сна до тяжелой работы — тепловыделение больше при низкой температуре окружающей среды.
    • Чем выше температура воздуха, тем больше скрытое тепловыделение и меньше явное тепловыделение.

    При расчете тепловыделения от людей нужно принять во внимание, что в помещении не всегда будет находиться максимальное число людей. Среднее число людей, которые обычно будут находиться в помещении, определяют на основании опыта (например, число посетителей в магазине), или с помощью установленных коэффициентов (например, в учреждениях — 0.95 от общего числа сотрудников).

    Таблица тепловыделения от людей в зависимости от температуры среды и физической нагрузки

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: