Тепловой расчет частного дома: онлайн калькулятор, как рассчитать, инструкция

Содержание

Расчет отопления частного дома – учет тепловых потерь

Система отопления частного дома – это достаточно сложная сеть, в которую входит большое количество разного типа оборудования. И когда перед застройщиком встает задача определения схемы отопления, ее правильное размещение по всему дому, то в первую очередь решается очень важный вопрос – это расчет отопления частного дома. Для многих обывателей данная позиция является сложной. Во всяком случае, многие так думают, а ведь существуют различные онлайн программы, с помощью которых этот расчет можно выполнить. Но вот насколько он будет точным? Поэтому в этой статье мы будем говорить о том, как можно сделать расчет отопления своими руками.

С чего начать расчет

В первую очередь необходимо понять одну важную вещь. Сердцем отопительной системы является котел. Здесь неважно, на каком топливе он будет работать. Потому что это относится к категории удобства обслуживания и экономии потребляемого топлива. А нас интересует общее состояние отопительной системы, с помощью которой внутри дома будет всегда тепло.

Поэтому в расчете используется не вид котла, а его мощность.

Кто уже сталкивался с сооружением отопления в своем доме, тот знает, что существует определенное стандартное соотношение, в котором между собой связаны такие показатели, как обогреваемая площадь и удельная мощность выделяемой тепловой энергии. Зависимость между ними вот такая – на один квадратный метр площади должно выделяться 100 Вт тепловой энергии. Правда, при этом необходимо учитывать и дополнительный показатель высоты потолков в доме. Он не должен превышать 2,8 м.

Расчет своими руками

Насколько этот показатель точный? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться в формуле, по которой определяется мощность отопительного котла. Вот она:

Wк = S * Wуд / 10

S – это общая обогреваемая площадь дома.
Wуд – это тот самый показатель, определяющий нормы температурного режима. Кстати, он зависит от климатических условий региона, где ваш дом возведен.

Возвращаемся к нашему постулату. Из формулы видно, что он будет точным, если удельная мощность тепловой энергии будет равна 1,0 кВт. Но так как этот показатель зависит от климата в регионе, то можно сказать, что наш постулат не для всех районов можно использовать в качестве закона. Судите сами:

Для южных регионов Wуд=0,7-0,9 кВт.
Для средней полосы – 1,2-1,5 кВт.
Для севера – 1,5-2,0 кВт.

Котельная в частном доме

Чем севернее регион, тем мощнее котел придется выбирать. Хотя это понятно и без наших рассуждений. Но мы ведь говорим о связи мощности котла с обогреваемой площадью дома. И тот постулат, о котором все время говорим, нельзя принимать, как правильный подход к организации отопительной системы. Это приблизительная величина.

Если вы еще не купили металлические двери, то обратите внимание на дешевые металлические двери от компании Двери Престиж (Москва). Подробная информация на сайте компании.

Что влияет на проводимый расчет

Теперь становится понятным, что мощность котла зависит от региона, где ваш дом построен. Но это еще не все позиции, которые влияют на правильный расчет. Сюда необходимо добавить еще достаточно большой ряд различных позиций, о которых пойдет речь дальше.

Конструкция дома

В основе проводимого расчета лежат так называемые тепловые потери. А архитектура здания, его конструкция и проведенные строительные операции очень сильно влияют на те самые теплопотери. И чем их больше, тем большей мощности котел вам придется приобретать.

Схема тепловых потерь

Несколько примеров, которые влияют на показатели теплопотерь:

Через наружные стены уходит около 40% тепловых потерь.
Через пол – 10%.
Через крышу – 18%.
Через окна и входные двери – 18%.
Через вентиляционную систему – 14%.

Уменьшить эти показатели можно, если провести теплоизоляционные мероприятия. При этом тепловые потери сразу же уменьшатся практически вдвое.

Что касается окон, то многое будет зависеть от того, из какого материала они изготовлены. Опять приведем пример:

Через обычные деревянные окна уходит 27% тепловой энергии.
Если установлены пластиковые конструкции с двухкамерным стеклопакетом, то потери можно приравнять к нулю.

Кстати, существует определенная зависимость объема помещения и площади установленного в нем окна. Именно это соотношение играет немаловажную роль в расчете отопления. Это соотношение определяется коэффициентами, которые используются в вышеупомянутой формуле.

Соотношение 10% — коэффициент 0,8.
20% — 1,0.
30% — 1,2.
50% — 1,5.

Точно такие же коэффициенты используются, когда учитываются материалы, из которых дом возведен.

Кирпичная стена в полтора кирпича – коэффициент 1.5.
А вот уже та же стена в два кирпича – коэффициент 1,1.

Стены из бетонных блоков – 1,5.
Из пеноблоков – 1,0.
Из бревен или бруса – 1,2.

Параметры расчета мощности котла

Размеры помещений

Итак, с конструкцией дома разобрались. Куда не тыкни пальцем, везде коэффициенты (понижающие или повышающие). Но размеры комнат также влияют на удельную мощность отопительной системы. И особое значение здесь уделяется высоте потолков.

Как уже было сказано выше, что оптимальный размер – это не выше 2,8 м. При нем в расчет берется коэффициент 1,0.
При высоте потолков 3 м данный показатель вырастает до 1,05. Казалось бы, всего лишь 5% тепловых потерь, показатель незначительный. Но если приходится рассчитывать отопление в большом частном доме, тогда это выльется в достаточно большой показатель.
3,5 м – 1,1.
4,5 м – 1,2.

Теперь пару слов об этажности дома. Здесь сложнее, потому что приходится проводить расчеты по этажам, ведь на каждом из них свои тепловые потери. К примеру, первый этаж, под которым расположен отапливаемый подвал. Понятно, что здесь практически нет теплопотерь. Поэтому в данном случае применяется коэффициент 0,82. А чем выше расположены помещения, тем больше у них теплопотерь. Не забываем учитывать состояние чердака, то есть утеплен он или нет.

Делаем расчет

Обобщение по теме

Что получается в конечном итоге? Мы имеем формулу, к которой добавляются различные коэффициенты. Их много, и каждый придется учитывать, если вы хотите получить точный показатель мощности приобретаемого котла. По сути, формула должна выглядеть вот так:

Wк = (S * Wуд / 10) * К1 * К2 * К3 * К4*…

Сложно? Определить самостоятельно все коэффициенты будет проблематично. Поэтому совет – или берите за основу тот самый постулат, о котором шла речь выше, или проведение расчета передайте специалисту. По нашему мнению, второй вариант лучше. Да, он потребует от вас денежных вложений, но зато вы не ошибетесь с выбором котельного оборудования. Ведь ошибись вы в меньшую сторону, то получите нехватку тепла, и в вашем доме зимой будет прохладно. Ошиблись в большую сторону, получите перерасход топлива, а, значит, и никому ненужные денежные расходы.

И это еще не все. Конечно, необходимо учитывать и чисто конструктивные моменты. К примеру, способ подключения радиаторов отопления, наличие циркуляционного насоса или его отсутствие, вид радиаторов, их место установки и прочее.

Расчет тепловой нагрузки (мощности) для системы отопления помещения

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

Пример системы отопления частного дома

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

Зачем нужен расчет тепловых нагрузок

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

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

Приблизительные методики оценки

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

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

Можно выделить следующие методы определения тепловой нагрузки:

Расчёт по площади помещения. Существует мнение, что строительство жилых домов обычно производится по проектам, которые уже учитывают климатические особенности конкретного региона и предполагают использование материалов, обеспечивающих необходимый тепловой баланс. Поэтому при устройстве системы отопления с достаточной долей точности можно использовать коэффициент удельной мощности, который не зависит от конкретных особенностей здания.
Для Москвы и области этот коэффициент обычно берется равным 100–150 Вт/м², а полная нагрузка вычисляется его умножением на общую площадь помещения.
Учет объема и температуры. Немного более сложный алгоритм позволяет принять во внимание высоту потолков, уровень комфорта в зоне отопления, а также, очень приблизительно, учесть особенности самого здания.
Тепловая нагрузка вычисляется по формуле: Q = V*ΔT*K/860. Здесь V – объем (произведение длины, ширины и высоты помещения), ΔT – разница температур внутри и снаружи, К – коэффициент потерь энергии тепла.

Именно с помощью коэффициента К в расчет и закладываются конструктивные особенности здания. Например, для сооружений из двойной кирпичной кладки с обычной кровлей значение К берется из диапазона 1,0–1,9, а для упрощенных деревянных конструкций оно может достигать 3,0–4,0.
Метод укрупненных показателей. Этот метод похож на предыдущий, но используется для определения тепловой нагрузки при устройстве системы отопления больших объектов, например, многоквартирных зданий.

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

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

Точный расчет тепловой нагрузки

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

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

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

Q_i=q*S_i*K₁*K₂*K₃*K₄*K₅*K₆*K₇,

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

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

Q=Σ Q_i, i = 1…N,

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

Практический пример расчёта

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

Определяем поправочные коэффициенты:

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

Считаем полную тепловую нагрузку:

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

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

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

Отопление для частного дома своими руками: схемы и расчет

Как сделать загородное жилье комфортным для проживания? В этом деле поможет грамотная организация автономного отопления загородного дома. Но в процессе создания системы отопления возникает целый ряд вопросов. Одна из основных проблем – расчет отопления.

Давайте разберемся, что включает расчет отопления загородного дома? Здесь всего две составляющие:

1. Определение мощности используемой системы отопления;

2. Подсчет количества секций радиатора в каждом из помещений.

Чтобы расчеты были точными, важно принимать во внимание типы котлов:

Эти котлы доступные, но не слишком удобные в использовании, так как требуют топки с периодичностью 3-4 раза в день. Их теплоотдача имеет циклический характер, а колебание температуры достигает 3-5 градусов.

Котлы данного типа потребляют слишком много энергии. И этот недостаток можно назвать одним из основных.

В экологическом плане данные котлы самые непривлекательные в отличие от оборудования других типов.

Такие котлы отопительные просты в эксплуатации и не нуждаются в запасах горючего вещества. Выбор в пользу этого оборудования даст экономию в 20-30% в сравнении с центральным отоплением. А КПД газовых котлов достигает 95%.

Упрощенный расчет отопления: как произвести?

При упрощенном расчете важно учитывать два основных фактора – площадь помещения (S) и мощность котла (W) в расчете на 10 м². Стоит помнить и о климатических параметрах вашего региона. Для Беларуси показатель удельной мощности при расчете на 100 м² составит 0,81-1 кВт. Соответственно, формула расчета будет иметь следующий вид:

W (котла) = 100×0,8/10 = 8 (кВт)

Узнать подробнее про тепловые потери и методику расчета можно в статье. Для расчета тепловых потерь дома, можете использовать наш калькулятор.

Расчет радиаторов отопления в частном доме

Для правильности выполнения этого расчета необходимо учитывать площадь каждого отдельного помещения, а также фиксировать помещения, которые не будут отапливаться (коридоры, кладовки и пр.). Мощность каждой секции определяется типом материала, из которого он изготовлен. К примеру, у стального радиатора мощность равна 85 Вт, у чугунного – 110 Вт, у алюминиевого – 190 Вт.

Допустим, вам нужно произвести расчет системы отопления для помещения площадью 25 м², для обогрева которого используется чугунный радиатор с мощностью 110 Вт. Формула расчета будет выглядеть следующим образом:

25×100/110 = 22 секции.

Но если комната угловая или расположена в торце дома, нужно умножить получившиеся число на 1,2. Получим: 22×1,2 = 26 секций.

Монтаж системы отопления: требования к установке

Необходимо устанавливать радиаторы точно под окнами, чтобы теплый воздух не пропускал холодный;
Центральная часть радиатора должна размещаться точно под центром окна, погрешность не должна превышать 20 мм;
Монтаж всех радиаторов необходимо выполнять на одном уровне;
Расстояние от пола до радиатора должно быть в пределах 50 мм, а от подоконника до радиатора – более 50 мм.

Специалисты компании «Хитон» выполнят точный расчет и разработку проекта системы отопления для вашего дома по демократичным ценам!

Возврат к списку

Расчет отопления частного дома для создания комфортных условий.

После строительства загородного дома встает вопрос о том, как правильно выполнить расчет отопления частного дома, чтобы создать в нем такой же комфорт, как и в городской квартире. То есть, как сделать новый дом удобным и теплым для проживания не только летом, но и в любой период года.

Для выполнения этой задачи необходимо сделать проект отопления частного дома, который состоит из нескольких разделов, таких как:

1. Теплотехнический расчет.
2. Выполнения чертежей системы отопления для производства монтажных работ: планов и схем.
3. Составление спецификации на отопительное оборудование.

Расчет системы отопления частного дома состоит из теплотехнического и гидравлического расчетов системы отопления.

В теплотехнический расчет необходим для:

1. Определения тепловых потерь каждого помещения дома с целью грамотного подбора отопительного прибора по каждому из помещений.
2. Подсчета суммарных тепловых потерь дома для определения тепловой мощности котла.
3. Подбора котла и котельного оборудования.

Конечные цифровые показатели тепловых потерь помещений зависят от строительных конструкций дома. То есть материала, из которого выполнены стены дома, пол, перекрытия, кровля, оконные проемы (дерево, кирпич, бетонные блоки, окна деревянные, пластиковые или металлические).

Для уменьшения тепловых потерь дома стены, полы и покрытия должны быть хорошо изолированы (утеплены), что значительно уменьшает расходы затрат на тепловую энергию, а в конечном итоге экономит расходы на материал и оборудование, выбранное для системы отопления.

Поэтому материал, из которого выполнены стены и изоляция дома, играет основную роль при расчете отопления частного дома.

Кроме теплотехнического расчета необходимо делать и гидравлический расчет для определения диаметров трубопроводов, что также немаловажно, для уменьшения конечной стоимости материалов и для выполнения монтажа системы отопления.

Когда выполняются расчеты, то в спецификацию материалов обязательно вносится объем теплоносителя, так как систему отопления при непостоянном проживании в доме желательно наполнять антифризом во избежание замерзания воды в трубах.

Зачем нужно заказывать проект на отопление жилого дома

Среди многих владельцев жилых домов бытует мнение, что разрабатывать проект на отопление частного дома совершенно не обязательно. Опытные монтажники якобы и так знают, какой котел нужно выбрать на определенную площадь, сколько поставить радиаторов и какие проложить к ним трубы. Тогда зачем тратить день на не нужный в принципе документ? Однако он решает и другие вопросы.

Состав проекта

При разработке проектной документации выполняют такие работы:

Расчет теплопотерь здания. Исходя из этой величины определяют количество тепла, нужного для обогрева дома с учетом стабильного поддержания требуемой температуры внутри помещений.
Гидравлический расчет. При этом определяются скорость движения воды в трубах и выбирают оптимальные диаметры трубопроводов. Также на этом этапе выполняют увязку разных контуров и определяют оптимальные режимы работы.
Подбор оборудования. Это отопительный котел, циркуляционные насосы. Мощность приборов выбирают на основании данных двух предыдущих разделов.
Составление схемы отопления.
Размещение оборудования в котельной. Здесь выбирают количество контуров отопления, теплого пола, подогрева бойлера, бассейна (при наличии). Тип контуров зависит от выбранной схемы. Также на этом этапе подбирается общий коллектор.
Составление спецификации. Полный перечень материалов нужен для нахождения стоимости монтажных работ.

Рассмотрим каждый пункт подробнее.

Расчет теплопотерь

Чаще всего для определения тепловых потерь применяют упрощенную методику, используя в качестве исходных данных только объем здания. При этом не учитывают конструкцию ограждающих поверхностей дома – внешних стен, пола, крыши, оконных и дверных блоков.

Отопительный агрегат при таком способе также подбирают «на глаз». Например, если в результате предварительных вычислений теплопотери здания получились в пределах 70-140 Вт/м3, то выбирают котел типоразмером 100 Вт/м3. К мощности аппарата прибавляют порядка 15-30% и по рекомендациям из паспорта выбирают радиаторы.

Это самый быстрый и приблизительный метод определения мощности приборов и количества радиаторов. Но погрешность при его применении может достигать более 50%. Нельзя считать, что для двух домов одинакового объема подойдет один и тот же котел. В одном здании может быть выполнено панорамное остекление по всему периметру, а в другом – глухие стены с подветренной стороны. Естественно, что и теплопотери в таких домах будут совершенно разные.

При разработке проектной документации учитывают материал утеплителя стен, тип пола, конструкцию крыши, площадь остекления, наличие герметизации швов и еще ряд факторов, влияющих на потери тепла.

То есть тепловой расчет будет выполнен на основании данных именно вашего дома. Теплопотери определяют отдельно по всем ограждающим конструкциям, затем их сводят в таблицу и суммируют.

Полученная цифра позволяет максимально корректно выбрать мощность котла и количество радиаторов для каждой комнаты.

Гидравлический расчет

Главная цель расчета гидравлики – определение диаметра труб и подбор насосов. Понятно, что чем больше типоразмер трубы, тем выше ее цена и вес. Поэтому владельцам домов хочется выбрать минимальный типоразмер.

Использование слишком большого диаметра приводит к необоснованному перерасходу материалов и увеличению общих расходов на ремонт. А при чрезмерно зауженных трубопроводах увеличиваются гидравлические потери на трение и, следовательно, уменьшается давления воды в системе. Также возрастает скорость перемещения жидкости, что приводит к возникновению постороннего шума.

Гидравлический расчет позволяет выбрать подходящие диаметры труб и подобрать циркуляционные насосы нужного типа.

При его выполнении находят оптимальную скорость движения жидкости (с учетом вида труб – пластик или металл) и определяют количество контуров. Расчеты выполняют с учетом гидравлической развязки в здании.

Стоимость отопительного оборудования и прокладки трубопроводов – это самые затратные этапы монтажа. Лучше изначально выбирать их правильно, основываясь на данных гидравлики, чем потом переделывать все в процессе эксплуатации.

Выбор оборудования

На основании расчетов выбирают котел определенного типа и мощности, а также количество радиаторов, диаметр и метраж труб, насосы и арматуру – вентили, фильтры, клапаны. Наличие проекта избавит вас от возможных ошибок при покупке комплектующих и материалов.

При этом можно несколько сэкономить на оборудовании. Например, заменить марку, выбрав менее брендового производителя. Или, наоборот, купить более экономичную модель, с большим КПД. Главное, придерживаться рекомендованных инженерами технических характеристик.

Схема отопления

На ней четко видно, где располагаются приборы и как к ним подводятся инженерные коммуникации. Посмотрев в схему, можно сразу понять, где должны проходить трубы водоснабжения, отопления, теплого пола, канализации. При выполнении монтажа по схеме риск возникновения ошибок и несостыковок сетей сводится к нулю.

Также наличие схемы удобно при дальнейшей эксплуатации системы. По ней всегда можно понять, что именно вышло из строя и какой вентиль нужно заменить. А при продаже дома схема просто незаменима – не придется объяснять новым владельцам на пальцах, что к чему относится.

Расстановка оборудования в котельной

Не у всех хорошо развито пространственное воображение, а потому мало кто может представить заранее, как будет выглядеть котельная после ремонта. Прорисовка размещения приборов и коллектора позволяет выбрать оптимальный вариант их расположения. Современные технологии проектирования позволяют изобразить это как в плане, так и в объемной трехмерной картинке.

При наличии чертежа вы будете четко понимать, как лучше проложить трубы и сколько останется свободного пространства для обслуживания приборов.

Спецификация

В этом разделе собран полный перечень оборудования и материалов, включая крепежи, прокладки, уплотнители и пр. Также в спецификации указывается стоимость комплектующих. Такая прозрачность позволяет увидеть, на что идут основные затраты и что можно подкорректировать до монтажа, чтобы сэкономить.

Порядок проектирования

Разработка проекта на отопление выполняется в несколько этапов:

Получение исходных материалов – поэтажных планов на здание. Это может быть паспорт на уже введенный в эксплуатацию дом или проектные чертежи, на бумажных или электронных носителях. При отсутствии документации планы помещений составляются по фактическим размерам – для этого на объект должен выехать инженер и выполнить обмеры.
Выполнение теплотехнического расчета, при котором определяются потери тепла в конкретном здании.
Составление технического задания. ТЗ готовится самим заказчиком или от его лица. В нем указываются задачи и условия работы системы отопления. При комплексном проектировании коммуникаций ТЗ на проект отопления готовится вместе с заданием на другие инженерные сети – водоснабжение, канализацию. Если предусмотрен одновременное проектирование и монтаж всех коммуникаций, то в перечень работ включается пуск и наладка всех систем.
Выполнение проекта. При этом выполняют определение диаметров трубопроводов и типа оборудования, размещение приборов в котельной, прокладка внутренних сетей и составление спецификации. Проект содержит графическую часть (планы, схемы, узлы) и текстовую.

При проектировании вы получаете консультативную помощь по подбору оптимального оборудования и возможности замены одного типа прибора на другой. По желанию заказчику подбирают приборы и материалы разной стоимости.

Лучше всего монтировать все сети одновременно. Так их будет проще увязать между собой, а общее время работ сократится.

Желательно заказывать проектные и монтажные работы в одной и той же организации. В этом случае не возникают ошибки из-за неправильного прочтения проекта или приобретения не тех комплектующих. Кроме того, будет с кого спросить за окончательный результат: монтажники не перекинут вину за ошибку на проектировщика или снабженца и наоборот.

Получив проектную документацию, при желании вы сможете самостоятельно подготовиться к монтажу: пробить отверстия в стенах в месте прокладки труб, повесить бойлер и отопительный котел. Кроме того, имея на руках проект, вы будете контролировать все этапы монтажа и расходование материалов. В проект можно вносить изменения по факту прокладки сетей (по согласованию с заказчиком). При этом пересчитывают расход материалов.

Общие сведения об отоплении домов

Перед установкой отопительных приборов нужно оборудовать котельную. Она бывает отдельностоящей, пристроенной или встроенной в жилой дом. Отопительный прибор может работать на природном или сжиженном газе, твердом или жидком топливе. В зависимости от типа и мощности агрегата котельная должна соответствовать определенным нормативам по объему, высоте потолков, степени остекления, типу вентиляции и др.

Напоследок приведем несколько фактов о системах отопления. Они бывают двух типов:

С естественной циркуляцией. В них движение жидкости происходит за счет расширения воды при нагревании в котле. При этом в контуре на выходе из отопительного агрегата повышается избыточное давление теплоносителя.
С принудительной циркуляцией. Здесь давление воды нагнетается с помощью циркуляционного насоса.

Системы с естественной циркуляцией энергонезависимы и работают без насосов. В настоящее время их практически не используют из-за ряда недостатков. Во-первых, это материалоемкость. Давление от нагрева воды повышается незначительно, поэтому для стабильной циркуляции воды нужно увеличивать диаметры, также необходимо устанавливать расширительный бачок в верхней точке сетей. Во-вторых, у них очень ограничен радиус действия, что делает их непригодными для больших двухэтажных домов. И в-третьих, из-за большого объема жидкости увеличивается их теплоемкость. Требуется значительный расход топлива, чтобы прогреть воду.

Системы с принудительной циркуляцией более надежны и экономичны. В них применяются трубопроводы небольшого диаметра, а давление поддерживается на нужном уровне с помощью насоса.

В подавляющем большинстве случаев применяют закрытые системы с принудительной циркуляцией. В них входит 2 контура трубопроводов: подающий и обратный. С помощью циркуляционных насосов создается давление воды 1,5-2,0 амт. Такие системы просты в управлении и регулировке. Они быстро заполняются водой и прогреваются (не инерционны), обеспечивают равномерный нагрев всех радиаторов, даже в самой удаленной точке. Кроме того, трубопроводы небольшого диаметра очень аккуратно выглядят и не портят интерьер дома. В них можно использовать современные материалы.

Единственный минус принудительных систем – энергозависимость, при отсутствии электричества они не работают. Однако, здесь нужно учесть один момент. Практически во всех современных котлах для работы автоматики также нужно электропитание. При отсутствии света не будет работать даже схема с естественной циркуляцией. Чтобы обезопасить себя на случай перебоев с электроснабжением, рекомендуется установить автономный электрогенератор.

Пример расчета тепловой нагрузки здания. Расчет часовой нагрузки на отопление

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

Зачем нужно знать этот параметр

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

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

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

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

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

Выбор методики расчета

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

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

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

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

Простые способы вычисления тепловой нагрузки

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

Зависимость мощности отопления от площади

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

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

15*1=15 кВт/час

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

Укрупненный расчет тепловой нагрузки здания

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

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

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

Q=0.49*1*480(22+15)= 9,408 кВт

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

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

Точные расчеты тепловой нагрузки

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

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

Расчет по стенам и окнам

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

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

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

Фактически тепловые потери через стены составят:

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

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

124*(22+15)= 4,96 кВт/час

Расчет по вентиляции

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

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

Суммируя все полученные показатели можно найти общие тепловые потери дом:

4,96+1,11=6,07 кВт/час

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

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

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

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

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

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

Тема этой статьи — тепловая нагрузка. Мы выясним, что представляет собой этот параметр, от чего он зависит и как может рассчитываться. Кроме того, в статье будет приведен ряд справочных значений теплового сопротивления разных материалов, которые могут понадобиться для расчета.

Что это такое

Термин, в сущности, интуитивно-понятный. Под тепловой нагрузкой подразумевается то количество тепловой энергии, которое необходимо для поддержания в здании, квартире или отдельном помещении комфортной температуры.

Максимальная часовая нагрузка на отопление, таким образом – это, то количество тепла, которое может потребоваться для поддержания нормированных параметров в течение часа в наиболее неблагоприятных условиях.

Факторы

Итак, что влияет на потребность здания в тепле?

Материал и толщина стен. Понятно, что стена в 1 кирпич (25 сантиметров) и стена из газобетона под 15-сантиметровой пенопластовой шубой пропустят ОЧЕНЬ разное количество тепловой энергии.
Материал и структура кровли. Плоская крыша из железобетонных плит и утепленный чердак тоже будут весьма заметно различаться по теплопотерям.
Вентиляция — еще один важный фактор. Ее производительность, наличие или отсутствие системы рекуперации тепла влияют на то, сколько тепла теряется с отработанным воздухом.
Площадь остекления. Через окна и стеклянные фасады теряется заметно больше тепла, чем через сплошные стены.

Однако: тройные стеклопакеты и стекла с энергосберегающим напылением уменьшают разницу в несколько раз.

Уровень инсоляции в вашем регионе, степень поглощения солнечного тепла внешним покрытием и ориентация плоскостей здания относительно сторон света. Крайние случаи — дом, находящийся в течение всего дня в тени других строений и дом, ориентированный черной стеной и наклонной кровлей черного цвета с максимальной площадью на юг.

Дельта температур между помещением и улицей определяет тепловой поток через ограждающие конструкции при постоянном сопротивлении теплопередаче. При +5 и -30 на улице дом будет терять разное количество тепла. Уменьшит, разумеется, потребность в тепловой энергии и снижение температуры внутри здания.
Наконец, в проект часто приходится закладывать перспективы дальнейшего строительства . Скажем, если текущая тепловая нагрузка равна 15 киловаттам, но в ближайшем будущем планируется пристроить к дому утепленную веранду — логично приобрести с запасом по тепловой мощности.

Распределение

В случае водяного отопления пиковая тепловая мощность источника тепла должна быть равна сумме тепловой мощности всех отопительных приборов в доме. Разумеется, разводка тоже не должна становиться узким местом.

Распределение отопительных приборов по помещениям определяется несколькими факторами:

Площадью комнаты и высотой ее потолка;
Расположением внутри здания. Угловые и торцевые помещения теряют больше тепла, чем те, которые расположены в середине дома.
Удаленностью от источника тепла. В индивидуальном строительстве этот параметр означает удаленность от котла, в системе центрального отопления многоквартирного дома — тем, подключена батарея к стояку подачи или обратки и тем, на каком этаже вы живете.

Уточнение: в домах с нижним розливом стояки соединяются попарно. На подающем — температура убывает при подъеме с первого этажа к последнему, на обратном, соответственно, наоборот.

Как распределятся температуры в случае верхнего розлива — догадаться тоже нетрудно.

Желаемой температурой в помещении. Помимо фильтрации тепла через внешние стены, внутри здания при неравномерном распределении температур тоже будет заметна миграция тепловой энергии через перегородки.

Для жилых комнат в середине здания — 20 градусов;
Для жилых комнат в углу или торце дома — 22 градуса. Более высокая температура, среди прочего, препятствует промерзанию стен.
Для кухни — 18 градусов. В ней, как правило, есть большое количество собственных источников тепла — от холодильника до электроплиты.
Для ванной комнаты и совмещенного санузла нормой являются 25С.

В случае воздушного отопления тепловой поток, поступающий в отдельную комнату, определяется пропускной способностью воздушного рукава. Как правило, простейший метод регулировки — ручная подстройка положений регулируемых вентиляционных решеток с контролем температур по термометру.

Наконец, в случае, если речь идет о системе обогрева с распределенными источниками тепла (электрические или газовые конвектора, электрические теплые полы, инфракрасные обогреватели и кондиционеры) необходимый температурный режим просто задается на термостате. Все, что требуется от вас — обеспечить пиковую тепловую мощность приборов на уровне пика теплопотерь помещения.

Методики расчета

Уважаемый читатель, у вас хорошее воображение? Давайте представим себе дом. Пусть это будет сруб из 20-сантиметрового бруса с чердаком и деревянным полом.

Мысленно дорисуем и конкретизируем возникшую в голове картинку: размеры жилой части здания будут равны 10*10*3 метра; в стенах мы прорубим 8 окон и 2 двери — на передний и внутренний дворы. А теперь поместим наш дом… скажем, в город Кондопога в Карелии, где температура в пик морозов может опуститься до -30 градусов.

Определение тепловой нагрузки на отопление может быть выполнено несколькими способами с разной сложностью и достоверностью результатов. Давайте воспользуемся тремя наиболее простыми.

Способ 1

Действующие СНиП предлагают нам простейший способ расчета. На 10 м2 берется один киловатт тепловой мощности. Полученное значение умножается на региональный коэффициент:

Для южных регионов (Черноморское побережье, Краснодарский край) результат умножается на 0,7 — 0,9.
Умеренно-холодный климат Московской и Ленинградской областей заставит использовать коэффициент 1,2-1,3. Думается, наша Кондопога попадет именно в эту климатическую группу.
Наконец, для Дальнего Востока районов Крайнего Севера коэффициент колеблется от 1,5 для Новосибирска до 2,0 для Оймякона.

Инструкция по расчету с использованием этого метода неимоверно проста:

Площадь дома равна 10*10=100 м2.
Базовое значение тепловой нагрузки равно 100/10=10 КВт.
Умножаем на региональный коэффициент 1,3 и получаем 13 киловатт тепловой мощности, необходимых для поддержания комфорта в доме.

Однако: если уж пользоваться столь простой методикой, лучше сделать запас как минимум в 20% для компенсации погрешностей и экстремальных холодов. Собственно, будет показательным сравнить 13 КВт со значениями, полученными другими способами.

Способ 2

Понятно, что при первом методе расчета погрешности будут огромными:

Высота потолков в разных строениях сильно различается. С учетом того, что греть нам приходится не площадь, а некий объем, причем при конвекционном отоплении теплый воздух собирается под потолком — фактор важный.
Окна и двери пропускают больше тепла, чем стены.
Наконец, будет явной ошибкой стричь под одну гребенку городскую квартиру (причем независимо от ее расположения внутри здания) и частный дом, у которого внизу, вверху и за стенами не теплые квартиры соседей, а улица.

Что же, скорректируем метод.

За базовое значение возьмем 40 ватт на кубометр объема помещения.
На каждую дверь, ведущую на улицу, добавим к базовому значению 200 ватт. На каждое окно — 100.
Для угловых и торцевых квартир в многоквартирном доме введем коэффициент 1,2 — 1,3 в зависимости от толщины и материала стен. Его же используем для крайних этажей в случае, если подвал и чердак плохо утеплены. Для частного дома значение умножим и вовсе на 1,5.
Наконец, применим те же региональные коэффициенты, что и в предыдущем случае.

Как там поживает наш домик в Карелии?

Объем равен 10*10*3=300 м2.
Базовое значение тепловой мощности равно 300*40=12000 ватт.
Восемь окон и две двери. 12000+(8*100)+(2*200)=13200 ватт.
Частный дом. 13200*1,5=19800. Мы начинаем смутно подозревать, что при подборе мощности котла по первой методике пришлось бы померзнуть.
А ведь еще остался региональный коэффициент! 19800*1,3=25740. Итого — нам нужен 28-киловаттный котел. Разница с первым значением, полученным простым способом — двукратная.

Однако: на практике такая мощность потребуется лишь в несколько дней пика морозов. Зачастую разумным решением будет ограничить мощность основного источника тепла меньшим значением и купить резервный нагреватель (к примеру, электрокотел или несколько газовых конвекторов).

Способ 3

Не обольщайтесь: описанный способ тоже весьма несовершенен. Мы весьма условно учли тепловое сопротивление стен и потолка; дельта температур между внутренним и внешним воздухом тоже учтена лишь в региональном коэффициенте, то есть весьма приблизительно. Цена упрощения расчетов — большая погрешность.

Вспомним: для поддержания внутри здания постоянной температуры нам нужно обеспечить количество тепловой энергии, равное всем потерям через ограждающие конструкции и вентиляцию. Увы, и здесь нам придется несколько упростить себе расчеты, пожертвовав достоверностью данных. Иначе полученные формулы должны будут учитывать слишком много факторов, которые трудно измерить и систематизировать.

Упрощенная формула выглядит так: Q=DT/R, где Q — количество тепла, которое теряет 1 м2 ограждающей конструкции; DT — дельта температур между внутренней и внешней температурами, а R — сопротивление теплопередаче.

Заметьте: мы говорим о потерях тепла через стены, пол и потолок. В среднем еще около 40% тепла теряется через вентиляцию. Ради упрощения расчетов мы подсчитаем теплопотери через ограждающие конструкции, а потом просто умножим их на 1,4.

Дельту температур измерить легко, но где брать данные о термическом сопротивлении?

Увы — только из справочников. Приведем таблицу для некоторых популярных решений.

Стена в три кирпича (79 сантиметров) обладает сопротивлением теплопередаче в 0,592 м2*С/Вт.
Стена в 2,5 кирпича — 0,502.
Стена в два кирпича — 0,405.
Стена в кирпич (25 сантиметров) — 0,187.
Бревенчатый сруб с диаметром бревна 25 сантиметров — 0,550.
То же, но из бревен диаметром 20 см — 0,440.
Сруб из 20-сантиметрового бруса — 0,806.
Сруб из брус толщиной 10 см — 0,353.
Каркасная стена толщиной 20 сантиметров с утеплением минеральной ватой — 0,703.
Стена из пено- или газобетона при толщине 20 сантиметров — 0,476.
То же, но с толщиной, увеличенной до 30 см — 0,709.
Штукатурка толщиной 3 сантиметра — 0,035.
Потолочное или чердачное перекрытие — 1,43.
Деревянный пол — 1,85.
Двойная дверь из дерева — 0,21.

А теперь вернемся к нашему дому. Какими параметрами мы располагаем?

Дельта температур в пик морозов будет равной 50 градусам (+20 внутри и -30 снаружи).
Теплопотери через квадратный метр пола составят 50/1,85 (сопротивление теплопередачи деревянного пола) =27,03 ватта. Через весь пол — 27,03*100=2703 ватта.
Посчитаем потери тепла через потолок: (50/1,43)*100=3497 ватт.
Площадь стен равна (10*3)*4=120 м2. Поскольку у нас стены выполнены из 20-санттиметрового бруса, параметр R равен 0,806. Потери тепла через стены равны (50/0,806)*120=7444 ватта.
Теперь сложим полученные значения: 2703+3497+7444=13644. Именно столько наш дом будет терять через потолок, пол и стены.

Заметьте: чтобы не высчитывать доли квадратных метров, мы пренебрегли разницей в теплопроводности стен и окон с дверьми.

Затем добавим 40% потерь на вентиляцию. 13644*1,4=19101. Согласно этому расчету нам должно хватить 20-киловаттного котла.

Выводы и решение проблем

Как видите, имеющиеся способы расчета тепловой нагрузки своими руками дают весьма существенные погрешности. К счастью, избыточная мощность котла не повредит:

Газовые котлы на уменьшенной мощности работают практически без падения КПД, а конденсационные так и вовсе выходят на наиболее экономичный режим при неполной нагрузке.
То же самое касается соляровых котлов.
Электрическое нагревательное оборудование любого типа всегда имеет КПД, равный 100 процентам (разумеется, это не относится к тепловым насосам). Вспомните физику: вся мощность, не потраченная на совершения механической работы (то есть перемещения массы против вектора гравитации) в конечном счете, расходуется на нагрев.

Единственный тип котлов, для которых работа на мощности меньше номинальной противопоказана — твердотопливные. Регулировка мощности в них осуществляется довольно примитивным способом — ограничением притока воздуха в топку.

Что в результате?

При недостатке кислорода топливо сгорает не полностью. Образуется больше золы и сажи, которые загрязняют котел, дымоход и атмосферу.
Следствие неполного сгорания — падение КПД котла. Логично: ведь часто топлива покидает котел до того, как сгорела.

Однако и здесь есть простой и изящный выход — включение в схему отопления теплоаккумулятора. Теплоизолированный бак емкостью до 3000 литров подключается между подающим и обратным трубопроводом, размыкая их; при этом формируется малый контур (между котлом и буферной емкостью) и большой (между емкостью и отопительными приборами).

Как работает такая схема?

После растопки котел работает на номинальной мощности. При этом за счет естественной или принудительной циркуляции его теплообменник отдает тепло буферной емкости. После того, как топливо прогорело, циркуляция в малом контуре останавливается.
Следующие несколько часов теплоноситель движется по большому контуру. Буферная емкость постепенно отдает накопленное тепло радиаторам или водяным теплым полам.

Заключение

Как обычно, некоторое количество дополнительной информации о том, как еще может быть рассчитана тепловая нагрузка, вы найдете в видео в конце статьи. Теплых зим!

Тема этой статьи — определение тепловой нагрузки на отопление и прочих параметров, нуждающихся в расчете, для . Материал ориентирован прежде всего на владельцев частных домов, далеких от теплотехники и нуждающихся в максимально простых формулах и алгоритмах.

Итак, в путь.

Наша задача — научиться рассчитывать основные параметры отопления.

Избыточность и точный расчет

Стоит с самого начала оговорить одну тонкость расчетов: абсолютно точные значения потерь тепла через пол, потолок и стены, которые приходится компенсировать системе отопления, вычислить практически невозможно. Можно говорить лишь о той или иной степени достоверности оценок.

Причина — в том, что на теплопотери влияет слишком много факторов:

Тепловое сопротивление капитальных стен и всех слоев отделочных материалов.
Наличие или отсутствие мостиков холода.
Роза ветров и расположение дома на рельефе местности.
Работа вентиляции (которая, в свою очередь, опять-таки зависит от силы и направления ветра).
Степень инсоляции окон и стен.

Есть и хорошие новости. Практически все современные отопительные котлы и системы распределенного отопления (теплые полы, электрические и газовые конвектора и т.д.) снабжаются термостатами, дозирующими расход тепла в зависимости от температуры в помещении.

С практической стороны это означает, что избыточная тепловая мощность повлияет лишь на режим работы отопления: скажем, 5 КВт*ч тепла будут отданы не за один час непрерывной работы с мощностью 5 КВт, а за 50 минут работы с мощностью 6 КВт. Следующие 10 минут котел или другой нагревательный прибор проведет в режиме ожидания, не потребляя электроэнергию или энергоноситель.

Следовательно: в случае вычисления тепловой нагрузки наша задача — определить ее минимально допустимое значение.

Единственное исключение из общего правила связано с работой классических твердотопливных котлов и обусловлено тем, что снижение их тепловой мощности связано с серьезным падением КПД из-за неполного сгорания топлива. Проблема решается установкой в контур теплоаккумулятора и дросселированием отопительных приборов термоголовками.

Котел после растопки работает на полной мощности и с максимальным КПД до полного прогорания угля или дров; затем накопленное теплоаккумулятором тепло дозировано расходуется на поддержание оптимальной температуры в помещении.

Большая часть прочих нуждающихся в расчете параметров тоже допускает некоторую избыточность. Впрочем, об этом — в соответствующих разделах статьи.

Перечень параметров

Итак, что нам, собственно, предстоит считать?

Общую тепловую нагрузку на отопление дома. Она соответствует минимально необходимой мощности котла или суммарной мощности приборов в распределенной системе отопления.
Потребность в тепле отдельной комнаты.
Количество секций секционного радиатора и размер регистра, соответствующий определенному значению тепловой мощности.

Обратите внимание: для готовых отопительных приборов (конвекторов, пластинчатых радиаторов и т.д.) производители обычно указывают полную тепловую мощность в сопроводительной документации.

Диаметр трубопровода, способного в случае водяного отопления обеспечить необходимый тепловой поток.
Параметры циркуляционного насоса, приводящего в движение теплоноситель в контуре с заданными параметрами.
Размер расширительного бака, компенсирующего тепловое расширение теплоносителя.

Перейдем к формулам.

Один из основных факторов, влияющих на ее значение — степень утепления дома. СНиП 23-02-2003, регламентирующий тепловую защиту зданий, нормирует этот фактор, выводя рекомендованные значения теплового сопротивления ограждающих конструкций для каждого региона страны.

Мы приведем два способа выполнения подсчетов: для зданий, соответствующих СНиП 23-02-2003, и для домов с ненормированным тепловым сопротивлением.

Нормированное тепловое сопротивление

Инструкция по расчету тепловой мощности в этом случае выглядит так:

За базовое значение берутся 60 ватт на 1 м3 полного (включая стены) объема дома.
Для каждого из окон к этому значению дополнительно добавляется 100 ватт тепла . Для каждой ведущей на улицу двери — 200 ватт.

Для компенсации увеличивающихся в холодных регионах потерь используется дополнительный коэффициент.

Давайте в качестве примера выполним расчет для дома размерами 12*12*6 метров с двенадцатью окнами и двумя дверьми на улицу, расположенного в Севастополе (средняя температура января — +3С).

Отапливаемый объем составляет 12*12*6=864 кубометра.
Базовая тепловая мощность составляет 864*60=51840 ватт.
Окна и двери несколько увеличат ее: 51840+(12*100)+(2*200)=53440.
Исключительно мягкий климат, обусловленный близостью моря, заставит нас использовать региональный коэффициент, равный 0,7. 53440*0,7=37408 Вт. Именно на это значение и можно ориентироваться.

Ненормированное тепловое сопротивление

Что делать, если качество утепления дома заметно лучше или хуже рекомендованного? В этом случае для оценки тепловой нагрузки можно использовать формулу вида Q=V*Dt*K/860.

В ней:

Q — заветная тепловая мощность в киловаттах.
V — отапливаемый объем в кубометрах.
Dt — разница температур между улицей и домом. Обычно берется дельта между рекомендованным СНиП значением для внутренних помещений (+18 — +22С) и средним минимумом уличной температуры в наиболее холодный месяц за последние несколько лет.

Уточним: рассчитывать на абсолютный минимум в принципе правильнее; однако это будет означать избыточные расходы на котел и отопительные приборы, полная мощность которых будет востребована лишь раз в несколько лет. Цена незначительного занижения расчетных параметров — некоторое падение температуры в помещении в пик холодов, которое несложно компенсировать включением дополнительных обогревателей.

К — коэффициент утепления, который можно взять из приведенной ниже таблицы. Промежуточные значения коэффициента выводятся аппроксимацией.

Давайте повторим вычисления для нашего дома в Севастополе, уточнив, что его стены представляют собой кладку толщиной 40 см из ракушечника (пористой осадочной породы) без внешней отделки, а остекление выполнено однокамерными стеклопакетами.

Коэффициент утепления примем равным 1,2.
Объем дома мы вычислили ранее; он равен 864 м3.
Внутреннюю температуру примем равной рекомендованным СНиП для регионов с нижним пиком температур выше -31С — +18 градусам. Сведения о среднем минимуме любезно подскажет всемирно известная интернет-энциклопедия: он равен -0,4С.
Расчет, таким образом, будет иметь вид Q = 864 * (18 — -0,4) * 1,2 / 860 = 22,2 КВт.

Как легко заметить, подсчет дал результат, отличающийся от полученного по первому алгоритму в полтора раза. Причина, прежде всего в том, что средний минимум, использованный нами, заметно отличается от абсолютного минимума (около -25С). Увеличение дельты температур в полтора раза ровно во столько же раз увеличит оценочную потребность здания в тепле.

Гигакалории

В расчетах количества тепловой энергии, получаемой зданием или помещением, наряду с киловатт-часами используется еще одна величина — гигакалория. Она соответствует количеству тепла, необходимому для нагрева 1000 тонн воды на 1 градус при давлении в 1 атмосферу.

Как пересчитать киловатты тепловой мощности в гигакалории потребляемого тепла? Все просто: одна гигакалория равна 1162,2 КВт*ч. Таким образом, при пиковой мощности источника тепла в 54 КВт максимальная часовая нагрузка на отопление составит 54/1162,2=0,046 Гкал*час.

Полезно: для каждого региона страны местными властями нормируется потребление тепла в гигакалориях на квадратный метр площади в течение месяца. Среднее по РФ значение — 0,0342 Гкал/м2 в месяц.

Комната

Как подсчитать потребность в тепле для отдельной комнаты? Здесь используются те же схемы расчетов, что для дома в целом, с единственной поправкой. Если к комнате примыкает отапливаемое помещение без собственных отопительных приборов, оно включается в расчет.

Так, если к комнате размером 4*5*3 метра примыкает коридор размером 1,2*4*3 метра, тепловая мощность отопительного прибора рассчитывается для объема в 4*5*3+1,2*4*3=60+14,4=74,4 м3.

Отопительные приборы

Секционные радиаторы

В общем случае информацию о тепловом потоке на одну секцию всегда можно найти на сайте производителя.

Если он неизвестен, можно ориентироваться на следующие приблизительные значения:

Чугунная секция — 160 Вт.
Биметаллическая секция — 180 Вт.
Алюминиевая секция — 200 Вт.

Как всегда, есть ряд тонкостей. При боковом подключении радиатора с 10 и более секциями разброс температур между ближними к подводке и концевыми секциями будет весьма значительным.

Впрочем: эффект сведется на нет, если подводки подключить диагонально или снизу вниз.

Кроме того, обычно производители отопительных приборов указывают мощность для вполне конкретной дельты температур между радиатором и воздухом, равной 70 градусам. Зависимость теплового потока от Dt линейна: если батарея на 35 градусов горячее воздуха, тепловая мощность батареи будет ровно вдвое меньше заявленной.

Скажем, при температуре воздуха в комнате, равной +20С, и температуре теплоносителя в +55С мощность алюминиевой секции стандартного размера будет равна 200/(70/35)=100 ваттам. Для того, чтобы обеспечить мощность в 2 КВт, понадобится 2000/100=20 секций.

Регистры

Особняком в списке отопительных приборов стоят самодельные регистры.

На фото — отопительный регистр.

Производители по понятным причинам не могут указать их тепловую мощность; однако ее несложно вычислить своими руками.

Для первой секции регистра (горизонтальной трубы известных размеров) мощность равна произведению ее наружного диаметра и длины в метрах, дельты температур между теплоносителем и воздухом в градусах и постоянного коэффициента 36,5356.
Для последующих секций, находящихся в восходящем потоке теплого воздуха, используется дополнительный коэффициент 0,9.

Давайте разберем очередной пример — вычислим значение теплового потока для четырехрядного регистра с диаметром секции 159 мм, длиной 4 метра и температурой в 60 градусов в комнате с внутренней температурой +20С.

Дельта температур в нашем случае равна 60-20=40С.
Переводим диаметр трубы в метры. 159 мм = 0,159 м.
Вычисляем тепловую мощность первой секции. Q = 0,159*4*40*36,5356 = 929,46 ватт.
Для каждой последующей секции мощность будет равна 929,46*0,9=836,5 Вт.
Суммарная мощность составит 929,46 + (836,5*3)=3500 (с округлением) ватт.

Диаметр трубопровода

Как определить минимальное значение внутреннего диаметра трубы розлива или подводки к отопительному прибору? Не станем лезть в дебри и воспользуемся таблицей, содержащей готовые результаты для разницы между подачей и обраткой в 20 градусов. Именно это значение характерно для автономных систем.

Максимальная скорость потока теплоносителя не должна превышать 1,5 м/с во избежание появления шумов; чаще ориентируются на скорость в 1 м/с.

Внутренний диаметр, мм	Тепловая мощность контура, Вт при скорости потока, м/с
Внутренний диаметр, мм	0,6	0,8	1
8	2450	3270	4090
10	3830	5110	6390
12	5520	7360	9200
15	8620	11500	14370
20	15330	20440	25550
25	23950	31935	39920
32	39240	52320	65400
40	61315	81750	102190
50	95800	127735	168670

Скажем, для котла мощностью 20 КВт минимальный внутренний диаметр розлива при скорости потока в 0,8 м/с будет равен 20 мм.

Обратите внимание: внутренний диаметр близок к ДУ (условному проходу) . Пластиковые и металлопластиковые трубы обычно маркируются наружным диаметром, который на 6-10 мм больше внутреннего. Так, полипропиленовая труба размером 26 мм имеет внутренний диаметр 20 мм.

Циркуляционный насос

Нам важны два параметра насоса: его напор и производительность. В частном доме при любой разумной протяженности контура вполне достаточно минимального для наиболее дешевых насосов напора в 2 метра (0,2 кгс/см2): именно это значение перепада обеспечивает циркуляцию системы отопления многоквартирных домов.

Необходимая производительность вычисляется по формуле G=Q/(1,163*Dt).

В ней:

G — производительность (м3/час).
Q — мощность контура, в который устанавливается насос (КВт).
Dt — перепад температур между прямым и обратным трубопроводами в градусах (в автономной системе типично значение Dt=20С).

Для контура, тепловая нагрузка на который составляет 20 киловатт, при стандартной дельте температур расчетная производительность составит 20/(1,163*20)=0,86 м3/час.

Расширительный бак

Один из параметров, нуждающихся в расчете для автономной системы — объем расширительного бачка.

Точный расчет основывается на довольно длинном ряде параметров:

Температуре и типе теплоносителя. Коэффициент расширения зависит не только от степени нагрева батарей, но и от того, чем они заполнены: водно-гликолевые смеси расширяются сильнее.
Максимально рабочем давлении в системе.
Давлении зарядки бачка, зависящем, в свою очередь, от гидростатического давления контура (высоты верхней точки контура над расширительным баком).

Есть, однако, один нюанс, позволяющий сильно упростить расчет. Если занижение объема бачка приведет в лучшем случае к постоянному срабатыванию предохранительного клапана, а в худшем — к разрушению контура, то его избыточный объем ничем не повредит.

Именно поэтому обычно берется бак с литражом, равным 1/10 суммарного количества теплоносителя в системе.

Подсказка: чтобы узнать объем контура, достаточно заполнить его водой и слить ее в мерную посуду.

Заключение

Надеемся, что приведенные схемы вычислений упростят жизнь читателю и избавят его от многих проблем. Как обычно, прикрепленное к статье видео предложит его вниманию дополнительную информацию.

Уют и комфорт жилья начинаются не с выбора мебели, отделки и внешнего вида в целом. Они начинаются с тепла, которое обеспечивает отопление. И просто приобрести для этого дорогой нагревательный котел () и качественные радиаторы недостаточно – сначала необходимо спроектировать систему, которая будет поддерживать в доме оптимальную температуру. Но чтобы получить хороший результат, нужно понимать, что и как следует делать, какие существуют нюансы и как они влияют на процесс. В этой статье вы ознакомитесь с базовыми знаниями о данном деле – что такое системы отопления, как он проводится и какие факторы на него влияют.

Для чего необходим тепловой расчет

Некоторые владельцы частных домов или те, кто только собираются их возводить, интересуются тем, есть ли какой-то смысл в тепловом расчете системы отопления? Ведь речь идет о простом загородном коттедже, а не о многоквартирном доме или промышленном предприятии. Достаточно, казалось бы, только купить котел, поставить радиаторы и провести к ним трубы. С одной стороны, они частично правы – для частных домовладений расчет отопительной системы не является настолько критичным вопросом, как для производственных помещений или многоквартирных жилых комплексов. С другой стороны, существует три причины, из-за которых подобное мероприятие стоит провести. , вы можете прочитать в нашей статье.

Тепловой расчет существенно упрощает бюрократические процессы, связанные с газификацией частного дома.
Определение мощности, требуемой для отопления жилья, позволяет выбрать нагревательный котел с оптимальными характеристиками. Вы не переплатите за избыточные характеристики изделия и не будет испытывать неудобств из-за того, что котел недостаточно мощен для вашего дома.
Тепловой расчет позволяет более точно подобрать , трубы, запорную арматуру и прочее оборудование для отопительной системы частного дома. И в итоге все эти довольно дорогостоящие изделия проработают столько времени, сколько заложено в их конструкции и характеристиках.

Исходные данные для теплового расчета системы отопления

Прежде чем приступать к подсчетам и работе с данными, их необходимо получить. Здесь для тех владельцев загородных домов, которые прежде не занимались проектной деятельностью, возникает первая проблема – на какие характеристики стоит обратить свое внимание. Для вашего удобства они сведены в небольшой список, представленный ниже.

Площадь постройки, высота до потолков и внутренний объем.
Тип здания, наличие примыкающих к нему строений.
Материалы, использованные при возведении постройки – из чего и как сделаны пол, стены и крыша.
Количество окон и дверей, как они обустроены, насколько качественно утеплены.
Для каких целей будут использоваться те или иные части здания – где будут располагаться кухня, санузел, гостиная, спальни, а где – нежилые и технические помещения.
Продолжительность отопительного сезона, средний минимум температуры в этот период.
«Роза ветров», наличие неподалеку других строений.
Местность, где уже построен или только еще будет возводиться дом.
Предпочтительная для жильцов температура тех или иных помещений.
Расположение точек для подключения к водопроводу, газу и электросети.

Расчет мощности системы отопления по площади жилья

Одним из наиболее быстрых и простых для понимания способов определения мощности отопительной системы является расчет по площади помещения. Подобный метод широко применяется продавцами нагревательных котлов и радиаторов. Расчет мощности системы отопления по площади происходит в несколько простых шагов.

Шаг 1. По плану или уже возведенному зданию определяется внутренняя площадь постройки в квадратных метрах.

Шаг 2. Полученная цифра умножается на 100-150 – именно столько ватт от общей мощности отопительной системы нужно на каждый м 2 жилья.

Шаг 3. Затем результат умножается на 1,2 или 1,25 – это необходимо для создания запаса мощности, чтобы отопительная система была способна поддерживать комфортную температуру в доме даже в случае самых сильных морозов.

Шаг 4. Вычисляется и записывается конечная цифра – мощность системы отопления в ваттах, необходимая для обогрева того или иного жилья. В качестве примера – для поддержания комфортной температуры в частном доме площадью 120 м 2 потребуется примерно 15 000 Вт.

Совет! В некоторых случаях владельцы коттеджей разделяют внутреннюю площадь жилья на ту часть, которой требуется серьезный обогрев, и ту, для которой подобное излишне. Соответственно, для них применяются разные коэффициенты – к примеру, для жилых комнат это 100, а для технических помещений – 50-75.

Шаг 5. По уже определенным расчетным данным подбирается конкретная модель нагревательного котла и радиаторов.

Следует понимать, что единственным преимуществом подобного способа теплового расчета отопительной системы является скорость и простота. При этом метод обладает множеством недостатков.

Отсутствие учета климата в той местности, где возводиться жилье – для Краснодара система отопления с мощностью 100 Вт на каждый квадратный метр будет явно избыточной. А для Крайнего Севера она может оказаться недостаточной.
Отсутствие учета высоты помещений, типа стен и полов, из которых они возведены – все эти характеристики серьезно влияют на уровень возможных тепловых потерь и, следовательно, на необходимую мощность отопительной системы для дома.
Сам способ расчета системы отопления по мощности изначально был разработан для больших производственных помещений и многоквартирных домов. Следовательно, для отдельного коттеджа он не является корректным.
Отсутствие учета количества окон и дверей, выходящих на улицу, а ведь каждый из подобных объектов является своеобразным «мостиком холода».

Так имеет ли смысл применять расчет системы отопления по площади? Да, но только в качестве предварительных прикидок, позволяющих получить хоть какое-то представление о вопросе. Для достижения лучших и более точных результатов следует обратиться к более сложным методикам.

Представим следующий способ расчета мощности системы отопления – он также является довольно простым и понятным, но при этом отличается более высокой точностью конечного результата. В данном случае основой для вычислений становится не площадь помещения, а его объем. Кроме того, в расчете учитывается количество окон и дверей в здании, средний уровень морозов снаружи. Представим небольшой пример применения подобного метода – имеется дом общей площадью 80 м 2 , комнаты в котором имеют высоту 3 м. Постройка располагается в Московской области. Всего есть 6 окон и 2 двери, выходящие наружу. Расчет мощности тепловой системы будет выглядеть так. «Как сделать , Вы можете прочитать в нашей статье».

Шаг 1. Определяется объем здания. Это может быть сумма каждой отдельной комнаты либо общая цифра. В данном случае объем вычисляется так – 80*3=240 м 3 .

Шаг 2. Подсчитывается количество окон и количество дверей, выходящих на улицу. Возьмем данные из примера – 6 и 2 соответственно.

Шаг 3. Определяется коэффициент, зависящий от местности, в которой стоит дом и того, насколько там сильные морозы.

Таблица. Значения региональных коэффициентов для расчета мощности отопления по объему.

Так как в примере речь идет о доме, построенном в Московской области, то региональный коэффициент будет иметь значение 1,2.

Шаг 4. Для отдельно стоящих частных коттеджей определенное в первой операции значение объема здания умножается на 60. Делаем подсчет – 240*60=14 400.

Шаг 5. Затем результат вычисления предыдущего шага множится на региональный коэффициент: 14 400 * 1,2 = 17 280.

Шаг 6. Число окон в доме умножается на 100, число дверей, выходящих наружу – на 200. Результаты суммируются. Вычисления в примере выглядят следующим образом – 6*100 + 2*200 = 1000.

Шаг 7. Цифры, полученные по итогам пятого и шестого шагов, суммируются: 17 280 + 1000 = 18 280 Вт. Это и есть мощность отопительной системы, необходимая для поддержания оптимальной температуры в здании при условиях, указанных выше.

Стоит понимать, что расчет системы отопления по объему также не является абсолютно точным – в вычислениях не уделяется внимание материалу стен и пола здания и их теплоизоляционным свойствам. Также не делается поправка на естественную вентиляцию, свойственную любому дому.

Укажите запрашиваемые данные и нажмите
«РАССЧИТАТЬ ОБЪЕМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ»

КОТЁЛ

Объем теплообменника котла, литров (паспортная величина)

РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАК

Объем расширительного бака, литров

ПРИБОРЫ ИЛИ СИСТЕМЫ ТЕПЛООБМЕНА

Разборные, секционные радиаторы

Тип радиатора:

Общее количество секций

Неразборные радиаторы и конвекторы

Объем прибора по паспорту

Количество приборов

Теплый пол

Тип и диаметр трубы

Общая длина контуров

ТРУБЫ КОНТУРА ОТОПЛЕНИЯ (подача + обратка)

Стальные трубы ВГП

Ø ½ «, метров

Ø ¾ «, метров

Ø 1 «, метров

Ø 1¼ «, метров

Ø 1½ «, метров

Ø 2 «, метров

Армированные полипропиленовые трубы

Ø 20 мм, метров

Ø 25 мм, метров

Ø 32 мм, метров

Ø 40 мм, метров

Ø 50 мм, метров

Металлопластиковые трубы

Ø 20 мм, метров

Ø 25 мм, метров

Ø 32 мм, метров

Ø 40 мм, метров

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ (теплоаккумулятор, гидрострелка, коллектор, теплобоменник и другие)

Наличие дополнительных приборов и устройств:

Суммарный объем дополнительных элементов системы

Видео — Расчет тепловой мощности систем отопления

Тепловой расчет системы отопления – пошаговая инструкция

Перейдем от быстрых и простых способов расчета к более сложному и точному методу, учитывающему различные факторы и характеристики жилья, для которого проектируется система отопления. Используемая формула похожа по своему принципу на ту, что использовалась для расчета по площади, но дополнена огромным количеством корректирующих коэффициентов, каждый из которых отображает тот или иной фактор или характеристику здания.

Q=1,2*100*S*К 1 *К 2 *К 3 *К 4 *К 5 *К 6 *К 7

Теперь разберем составляющие этой формулы по отдельности. Q – конечный результат вычислений, необходимая мощность отопительной системы. В данном случае представлен в ваттах, при желании вы можете перевести его в КВт*ч. , Вы можете прочитать в нашей статье.

А 1,2 – это коэффициент резерва по мощности. Желательно учитывать его в ходе расчетов – тогда вы точно можете быть уверены в том, что нагревательный котел обеспечит вам комфортную температуру в доме даже в самые сильные морозы за окном.

Цифру 100 вы могли видеть ранее – это количество ватт, необходимых для обогрева одного квадратного метра жилой комнаты. Если речь идет о нежилом помещении, кладовке и т. д. – его можно изменить в меньшую сторону. Также данная цифра нередко корректируется, исходя из личных предпочтений хозяина дома – кому-то комфортно в «натопленной» и очень теплой комнате, кому-то больше по душе прохлада поэтому п , возможно подойдет вам.

S – площадь комнаты. Высчитывается на основе плана постройки или уже по готовым помещениям.

Теперь перейдем непосредственно к корректирующим коэффициентам. К 1 учитывает конструкцию окон, применяющихся в той или иной комнате. Чем больше значение – тем выше потери тепла. Для самого простого одинарного стекла К 1 равен 1,27, для двойного и тройного стеклопакетов – 1 и 0,85 соответственно.

К 2 учитывает фактор потерь тепловой энергии через стены здания. Значение зависит от того, из какого материала они сложены, и обладают ли слоем теплоизоляции.

Некоторые из примеров данного коэффициента приведены в следующем списке:

кладка в два кирпича со слоем теплоизоляции 150 мм – 0,85;
пенобетон – 1;
кладка в два кирпича без теплоизоляции – 1,1;
кладка в полтора кирпича без теплоизоляции – 1,5;
стена бревенчатого сруба – 1,25;
стена из бетона без утепления – 1,5.

К 3 показывает соотношение площади окон к площади помещения. Очевидно, что чем больше их – тем выше теплопотери, так как каждое окно является «мостиком холода», и полностью этот фактор нельзя устранить даже для самых качественных тройных стеклопакетов с прекрасным утеплением. Значения данного коэффициента приведены в таблице ниже.

Таблица. Корректирующий коэффициент соотношения площади окон к площади помещения.

Соотношение площади окон к площади пола в помещении	Значение коэффициента К3
10%	0,8
20%	1,0
30%	1,2
40%	1,4
50%	1,5

По своей сути К 4 похож на региональный коэффициент, который использовался в тепловом расчете системы отопления по объему жилья. Но в данном случае он привязан не к какой-то конкретной местности, а к среднему минимуму температуры в самый холодный месяц года (обычно для этого выбирается январь). Соответственно, чем этот коэффициент выше, тем больше энергии потребуется для отопительных нужд – прогреть помещение при -10°С намного проще, чем при -25°С.

Все значения К 4 приведены ниже:

до -10°С – 0,7;
-10°С – 0,8;
-15°С – 0,9;
-20°С – 1,0;
-25°С – 1,1;
-30°С – 1,2;
-35°С – 1,3;
ниже -35°С – 1,5.

Следующий коэффициент К 5 учитывает число стен в помещении, выходящих наружу. Если она одна – его значение равно 1, для двух – 1,2, для трех – 1,22, для четырех – 1,33.

Важно! В ситуации, когда тепловой расчет применяется для всего дома сразу, используется К 5 , равный 1,33. Но значение коэффициента может уменьшиться в том случае, когда к коттеджу пристроен отапливаемый сарай или гараж.

Перейдем к двум последним корректирующим коэффициентам. К 6 учитывает то, что находится над помещением – жилой и отапливаемый этаж (0,82), утепленный чердак (0,91) или холодный чердак (1).

К 7 корректирует результаты расчета в зависимости от высоты комнаты:

для помещения высотой 2,5 м – 1;
3 м – 1,05;
5 м – 1,1;
0 м – 1,15;
5 м – 1,2.

Совет! При расчетах также стоит обратить внимание на розу ветров в той местности, где будет располагаться дом. Если он будет постоянно находиться под воздействием северного ветра, то потребуется более мощная .

Результатом применения формулы, изложенной выше, станет требуемая мощность отопительного котла для частного дома. А теперь приведем пример расчета по данному способу. Исходные условия следующие.

Площадь помещения – 30 м 2 . Высота – 3 м.
В качестве окон используются двойные стеклопакеты, их площадь относительно таковой у комнаты – 20%.
Тип стены – кладка в два кирпича без слоя теплоизоляции.
Средний минимум января для местности, где стоит дом, составляет -25°С.
Помещение является угловым в коттедже, следовательно, наружу выходят две стены.
Над комнатой – утепленный чердак.

Формула для теплового расчета мощности отопительной системы будет выглядеть следующим образом:

Q=1,2*100*30*1*1,1*1*1,1*1,2*0,91*1,02=4852 Вт

Двухтрубная схема нижней разводки системы отопления

Важно! Существенно ускорить и упростить процесс расчета системы отопления поможет специальное программное обеспечение.

После завершения расчетов, изложенных выше, необходимо определить, сколько радиаторов и с каким числом секций понадобится для каждого отдельного помещения. Для подсчета их количества есть простой способ.

Шаг 1. Определяется материал, из которого будут изготовлены батареи отопления в доме. Это может быть сталь, чугун, алюминий или биметаллический композит.

Шаг 3. Подбираются модели радиаторов, подходящих владельцу частного дома по стоимости, материалу и некоторым другим характеристикам.

Шаг 4. На основании технической документации, ознакомиться с которой можно на сайте компании-производителя или продавца радиаторов, определяется, какую мощность выдает каждая отдельная секция батареи.

Шаг 5. Последний шаг – разделить мощность, требуемую на обогрев помещения, на мощность, вырабатываемую отдельной секцией радиатора.

На этом ознакомление с базовыми знаниями о тепловом расчете системы отопления и способах его осуществления можно считать законченным. Для получения большего объема информации желательно обратиться к специализированной литературе. Также будет не лишним ознакомиться с нормативными документами, такими как СНиП 41-01-2003.

СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. Файл для скачивания (нажмите на ссылку, чтобы открыть PDF-файл в новом окне).

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

Факторы, влияющие на тепловую нагрузку

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

Распределение тепловой нагрузки

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

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

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

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

Методики расчета

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

Метод №1

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

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

Расчет на примере:

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

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

Метод №2

Первый способ определения тепловой нагрузки имеет много погрешностей:

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

Корректировка метода:

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

Расчет на примере:

Метод №3

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

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

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

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

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

Расчет по примеру:

Вывод

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

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

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

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

Расчет отопления – залог тепла и комфорта

Центральное отопление давно стало привычной частью нашей жизни. Но все меняется для того, кто сменил городскую квартиру на частный дом. Сразу приобретают актуальность вопросы самостоятельного обогрева жилья, в частности, вопрос расчета отопления.

Что такое система отопления?

Как сделать расчет отопления

Отопительная система – это комплекс оборудования, предназначенного для доставки тепла посредством теплоносителя от теплогенератора до жилых помещений. Сюда входят:

теплогенератор – в частном доме эту функцию обычно выполняет электрический или газовый котел
насосное оборудование, обеспечивающее циркуляцию теплоносителя
трубопроводы и радиаторы
системы контроля и автоматики

Разработка, установка, наладка и пуск системы отопления – дело дорогостоящее и хлопотное. Для того чтобы эти затраты буквально не вылетели в трубу, необходим тщательный расчет всех элементов.

Тепловая мощность

Тепловая мощность – главный показатель системы отопления. Измеряется в киловаттах и показывает количество тепла, генерируемое отоплением. Как верно оценить необходимую тепловую мощность? Для идеально рассчитанной системы отопления верно равенство:

Wсист=Wтп или Wсист— Wтп=0, где:
Wсист – тепловая мощность системы отопления
Wтп — мощность теплопотерь здания

То есть система отопления в идеале должна вырабатывать ровно столько тепла, сколько здание теряет.

Для правильности расчетов надо знать площадь и высоту каждой комнаты, качество теплоизоляции и уровень теплоотдачи, которыми обладают все поверхности дома. Примечательно, что большую часть тепла здание теряет вовсе не через окна, как принято считать (конечно, при условии, что окна качественные и современной конструкции). Усредненная картина распределения тепловых потерь выглядит следующим образом:

стены – 35%
крыша – 25%
пол – 15%
окна – 10%
входные двери – 8%
вентиляция и воздухообмен – 7%

Очевидно, какую ошибку мы зачастую допускаем, усиленно утепляя окна и совершенно не заботясь об утеплении стен. Однако это отдельная тема, выходящая за рамки расчета отопительной системы.

На уровень теплопотерь также влияют используемые материалы, толщина внешней стены, высота фундамента, площадь остекленной поверхности.

На практике вместо тепловой мощности отопительной системы используют другую величину – удельную мощность котла. Эта величина показывает необходимую мощность отопительного котла на единицу площади помещения.

Важно! Если речь идет о частном доме, где котел находится в самом отапливаемом помещении, тепловую мощность системы вполне можно принимать равной мощности котла.

Существуют рассчитанные заранее значения удельной мощности котла на 10 м² площади помещения для различных регионов России:

Регион	W_удкВт на 10 м²
Северные регионы	1,2-2
Центральные регионы (в т.ч. Москва и Подмосковье)	1,2-1,5
Южные регионы	0,7-0,9

При расчете удельной мощности считается, что утепление здания и прокладка элементов отопительной системы произведены в соответствии с требованиями СНиП. «Вилка» значений показывает различную высоту потолка в пределах 2,2-3м.

Отсюда нетрудно посчитать мощность котла. Например, рассчитаем необходимую мощность отопительного котла (Wкот) для здания, расположенного в Подмосковье и имеющего отапливаемую площадь 100 кв.м с высотой потолка 2,2м.

Wкот =100/10*1,2=12 кВт

Обратите внимание! Значения удельной мощности приводятся из расчета на 10 кв.м площади, поэтому при расчете мощности котла значение площади помещения в кв.м необходимо поделить на десять.

Рассчитываем мощность радиаторов

От мощности радиатора зависит температура воздуха в комнате

Для расчета радиаторов необходимо учитывать их габариты, тип и мощность. Это очень важно, так как от этого зависит, какая температура будет в помещении. Значительно облегчает расчет системы отопления частного дома тот факт, что сейчас в продажу обычно поступают наборные радиаторы, самостоятельно собираемые из секций.

Теплоотдача отдельной секции указана в прилагаемой документации. Поделите ее на сто — результатом деления станет та площадь, которую эта единица сможет обогреть. Теперь надо посчитать, какое количество секций потребуется на весь дом.

Например, единица секции с теплоотдачей 200 Ватт может обогреть 2 кв.м жилой площади. Значит, на помещение в 16 кв.м необходимо 8 секций. В случае, если расположение комнаты угловое, или в комнате присутствует балкон, то число элементов радиатора увеличивают на 2 или 3 штуки.

Важно! Нежелательно монтировать батарею, состоящую более чем из 8-10 секций — это значительно снижает эффективность радиатора. Поэтому для крупных залов, гостиных и салонов собираем радиатор в виде нескольких батарей из 8-10 секций.

Также необходимо учитывать следующие моменты:

Установка радиатора в нише снижает уровень теплоотдачи приблизительно на 10%.
Если планируется закрыть отопительное оборудование декоративным коробом, то потери увеличиваются до 20%.
Покраска радиатора также снижает отдачу тепла. Причем с каждым новым слоем краски теплоотдача отопительных приборов еще уменьшается.

Монтаж газовых котлов

Требования, предъявляемые к установке радиаторов:

Радиаторные секции монтируют только под окном. Тепло, поднимающееся от батареи, станет надежной преградой для проникновения холодного уличного воздуха.
Середина ряда отопительной секции должна совпадать с серединой конструкции окна.
Устанавливайте радиаторы по уровню. Важно соблюдать строгую вертикаль. Только в этом случае отопительное оборудование будет работать максимально эффективно и без завоздушивания.
При установке радиаторов учитывайте высоту над полом. Во всех помещениях оборудование должно находиться на одном горизонтальном уровне.
Расстояние между поверхностью пола и нижним краем оборудования оставляйте более 6 см. Так будет удобнее проводить уборку. От верхнего края радиаторов до уровня низа подоконника должно быть более 5 см. Если вдруг потребуется замена отопительного оборудования, вам не придется демонтировать подоконные доски. Также такое размещение способствует хорошей циркуляции воздуха и помогает избежать «запотевания» поверхности стены за радиатором.

Выбор котла

Выбор котла зависит от общей мощности, расчет которой был рассмотрен выше. Если помимо отопления котел предполагается использовать и для подачи горячего водоснабжения, необходимо еще приплюсовать до 25 кВт к мощности. Для таких нужд, как подогрев бассейна или установка канальной вентиляционной системы с подогревом, прямо пропорционально увеличивается мощность котла.

Кроме мощности, важной характеристикой котла является вид используемого топлива. В зависимости от этой характеристики существуют следующие типы котлов:

Газовые котлы. Данные приборы отличаются высокой безопасностью и хорошим КПД. Процесс управления современных моделей полностью автоматизирован. Оборудование идеально для жилья, подключенного к газовым магистралям. Прибор очень компактен и производителен. Современные модели газовых котлов оснащены циркуляционным насосом. Они работают беспрерывно, почти бесшумно, просты и надежны.
Электрические котлы. Как бы ни были хороши газовые котлы, их использование требует обязательного подключения к газовой магистрали, а использование баллонного газа мгновенно сводит на нет все преимущества газовых котлов. При этом целесообразным может стать применение электронагревательных устройств.
Оборудование на жидком топливе. Для работы оборудования применяют отработанное масло или дизельное топливо. Данные приборы не соответствуют экологическим нормам и для отопления жилых помещений практически не применяются
Твердотопливные котлы. Это оборудование традиционно имело малую популярность, связанную с тем, что в течение дня необходимо несколько раз подбрасывать топливо. По этой причине температурный режим в доме будет колебаться в диапазоне 5 градусов. Но в последнее время все большее распространение получили котлы двойного горения, или пиролизные котлы, лишенные всех этих недостатков.

Пиролизные котлы отличаются простотой регулировки процесса горения и поддержания заданной температуры. Использование стандартизированного топлива (древесных гранул – пеллет и брикетов) делает возможным автоматизацию подачи топлива.

Трубопровод отопления

Интеллектуальные отопительные системы

В завершение несколько слов о трубопроводе для отопления частного дома. Отсутствие большой этажности избавляет такую систему от необходимости поддержания высокого давления. Для циркуляции теплоносителя вполне достаточно сохранять рабочее давление на уровне 4-5 атмосфер для одного и 5-6 атмосфер для двух этажей. В этих условиях оптимальным выбором становится использование металлопластиковых труб, обладающих целым рядом преимуществ:

долгий срок службы
надежность
внутренняя поверхность трубы алюминиевая, значит, она не ржавеет, и на ней не откладывается осадок
удобный и легкий монтаж
низкая цена

Монтаж металлопластикового трубопровода не так уж сложно провести самостоятельно. Для этого вполне достаточно инструментов, имеющихся в наборе любого домашнего мастера. Из специального оборудования вам понадобятся:

ножницы для резки труб
плашка для торцовки трубы
паяльный аппарат

Заключение

Как видите, расчет отопительной системы вполне осуществим своими силами. Формулы учета просты, а материалы и оборудование доступны. Конечно, необходимы определенные навыки, но их можно приобрести непосредственно в процессе работы.

Этот термальный дом | Сделай математику

[ Параллельное рассмотрение некоторых из этих материалов появляется в главе 6 учебника «Энергия и человеческие амбиции на конечной планете» (бесплатный). ]

Если вы хотите, чтобы ваш дом более эффективно отражал неприятности на улице (как в жару, так и в холод), что вам следует сделать в первую очередь? Утеплить стены? Утеплить потолок? Крыша? Лучше окна? Устранение тяги? Что имеет наибольший эффект? Хотя у меня, к сожалению, мало практического опыта по ремонту дома (он в моем списке дел), я, по крайней мере, до понимаю теплопередачу с точки зрения физики / инженерии и могу выполнить некоторые проницательные вычисления.Итак, давайте построим фантастический дом и оценим температурные компромиссы на Теоретическом переулке, 1234.

Тепловой транспорт

Тепло может перемещаться только тремя способами: теплопроводность, , конвекция, и излучение, . Других вариантов нет.

Проводимость

Мощность (энергия в единицу времени), протекающая через материал посредством проводимости, существенно зависит от свойств материала (теплопроводность, κ ), толщины материала, t , площади, A , участвующей в проводимости (между холодной и горячей средами), а разница температур ΔT .Не задумываясь, вы можете построить правильное соотношение для мощности, передаваемой проводимостью, выяснив, как она должна масштабироваться при изменении той или иной переменной: P _cond = κAΔT / t , где κ — это теплопроводность материала, принимаемая в метрической системе единиц Вт / м / ° C. Для многих строительных материалов κ находится в диапазоне 0,1–1 Вт / м / ° C. Лист фанеры в нижней части диапазона ( κ ≈ 0.12, размером 4 × 8 футов или 3 м²; t = 0,019 м (толщина 0,75 дюйма) будет проводить около 19 Вт на градус Цельсия, проходящий через него.

R-стоимость

Строительная промышленность характеризует материалы по их R-значению, которое в США выражается в неудачных единицах фут² · ° F · ч / британских тепловых единиц. Эквивалент СИ — чуть более аккуратный м² · ° C / Вт. Значение R включает толщину, t , в меру, так что тот же материал с удвоенной толщиной получит удвоенное значение R.

Что касается внутренних свойств материала, κ и т , R _US = 5,7 × т / κ в США или, проще говоря, _RI = т / κ за рубежом. Наша прежняя фанера будет характеризоваться как R = 0,9 в США или 0,16 в международном масштабе. Обратите внимание, что значение R не зависит от площади. Чтобы получить поток мощности через поверхность в ваттах, мы заменяем отношение на два абзаца назад на P _cond = 5,7 × AΔT / R _US или P _cond = AΔT / Р _СИ.

Конвекция

Конвекция по своей сути просто перенос в движущуюся жидкость, которая затем уносит тепло, просто перемещая его. К любой поверхности в потоке жидкости примыкает пограничный слой жидкости, который прилипает к поверхности, так что тепловой поток контролируется проводимостью через пограничный слой. Для воздуха κ ≈ 0,02 Вт / м / ° C, а толщина пограничного слоя часто составляет порядка нескольких миллиметров, поэтому эффективное значение R (US) находится в районе 1.

Если не считать пограничных слоев, мощность конвекции должна быть пропорциональна открытой площади и разнице температур между кожей и окружающим воздухом. Константа пропорциональности, h , определяет, насколько сильна связь, и эффективно отражает физику пограничного слоя (которая зависит от скорости потока, деталей поверхности и т. Д.). В любом случае получаем соотношение P _conv = hAΔT . Типичные ситуации: ч, ≈ 2 Вт / м² / ° C для поверхностей внутри помещения («неподвижный» воздух), ч ≈ 5 Вт / м² / ° C для легкого воздуха на открытом воздухе и, возможно, 10 или 20 в ветреную погоду.Если наш кусок фанеры площадью 3 м² имеет комнатную температуру (20 ° C) и помещен на морозный ветер со значением 5 ч , каждая поверхность будет терять энергию со скоростью 300 Вт.

Обратите внимание, что мы можем связать h со значением R в общем уравнении, которое выглядит так же, как соотношение проводимости: P = hAΔT = 5,7 × AΔT / R _US, в этом случае мы можем идентифицировать h = 5,7 / R _US = 1 / R _SI. В этом случае легкий воздух на открытом воздухе ( ч = 5) может быть связан с R _US ≈ 1.

Радиация

Каждый объект излучает электромагнитное излучение. При знакомых температурах все это проявляется в средней инфракрасной области, достигая максимума на длине волны 10 микрон и полностью исчезая на 2 микрона (в то время как человеческое зрение составляет 0,4–0,7 микрон). Чистый поток, естественно, идет от горячего к холодному и подчиняется соотношению: P _рад = Aσ ( ε _h T ⁴ _h — ε _c T ⁴ _c), где σ = 5.67 × 10 ⁻⁸ Вт / м² / К ⁴. Коэффициенты ε — это значения коэффициента излучения в диапазоне от 0,0 (блестящий) до 1,0 (тусклый). Температуры должны быть выражены в Кельвинах, поскольку количество излучения зависит от абсолютной температуры объекта . Индексы обозначают горячие и холодные предметы. Мы не будем обращать внимания на осложнения из-за неоднородной среды.

Итак, наш кусок фанеры при комнатной температуре (293 K) в радиационном контакте с окружающим миром при 0 ° C (273 K) будет видеть около 300 Вт, выходящих с каждой поверхности, если коэффициент излучения предполагается равным почти 1.0. Очень похоже на конвекцию (хорошее практическое правило).

Несколько слов об излучательной способности. У большинства вещей очень высокий коэффициент излучения. Все органическое (дерево, кожа, пластик, краска любого цвета), вероятно, будет иметь коэффициент излучения около 0,95. Ровное стекло с полублестящей (частично отражающей) поверхностью — 0,87. Низко опускаются только блестящие металлы, поэтому в воздуховодах, некоторых изоляционных материалах и термосах используются блестящие поверхности: чтобы выбить канал радиационных потерь тепла.

Досадно, что излучение не просто пропорционально ΔT , а пропорционально разнице между четвертыми степенями температур.Однако для небольших разностей температур в абсолютной шкале (к счастью, обычное дело) мы можем линеаризовать соотношение (здесь предполагая единичную излучательную способность) до P _рад ≈ 4AσT ³ ΔT , где T в кубической шкале. термин представляет собой типичную температуру, возможно, между горячим и холодным. Обратите внимание, что форма теперь выглядит так же, как конвекция, с 4 σT ³ вместо h . Для приведенных выше примеров, если мы выберем T = 283 K, мы найдем эквивалентное ч -значение 4 σT ³ ≈ 5.1. Опять же, это иллюстрирует схожую величину излучения и конвекции в обычных обстоятельствах. В этом примере линеаризованное приближение находится в пределах процента от правильного ответа, когда средняя точка выбрана в качестве «эталонной» температуры, с отклонением на ~ 10%, если вместо этого используется одна из конечных точек. Поскольку излучение может быть линеаризовано таким образом и выражено как значение h , оно также может быть выражено в терминах эквивалентного значения R.

Вся Энчилада

В реальной ситуации обычно приходится иметь дело со всеми тремя тепловыми путями одновременно.Итак, давайте рассмотрим стену, расположенную между жарким интерьером и холодным свежим фасадом. Судя по опыту, стена будет немного прохладной на ощупь, поэтому у нас есть тепловой поток из комнаты в стену через конвекцию и излучение. Сама стена проводит тепло к внешней поверхности. Тогда конвекция и излучение уносят тепло оттуда. В равновесии (и поскольку тепловая энергия не создается и не разрушается в стене), мы имеем такой баланс уравнений, что P _{усл, в} + P _{рад, в} = P _cond = P _{усл, выход} + P _{рад, выход}.

Если мы не будем анализировать температуру поверхности стены внутри и снаружи, мы можем объединить все трубопроводы в единое целое. Можно подумать о каждом пути с точки зрения сопротивления тепловому потоку (что само по себе сродни току в цепи). Это, в первую очередь, происхождение термина «R-ценность». Конвекция и излучение действуют как два резистора, включенных параллельно, последовательно с проводящим элементом.

R-значения для конвекции, излучения и проводимости объединяются как резисторы в цепи, показанной здесь для проводящей стенки, соединяющейся с внутренней и внешней частью посредством конвекции и излучения.Сумма двух входных мощностей равна проводимой мощности, которая равна сумме выходных мощностей.

Обратите внимание, что когда два процесса работают параллельно, разделяя одну и ту же площадь и ΔT , эффективное значение R определяется как P _tot = AΔT / R _eff = P ₁ + P ₂ = AΔT (1 / R ₁ + 1 / R ₂), так что 1 / R _eff = (1 / R ₁ + 1 / R ₂) .И наоборот, когда два процесса идут последовательно, разделяя один и тот же поток мощности и одну и ту же площадь, но кусочно-разные значения ΔT , мы получаем, что P = AΔT ₁ / R ₁ = AΔT ₂ / R ₂, так что общее ΔT = ΔT ₁ + ΔT ₂ соответствует P (R ₁ + R ₂) / A , или P = AΔT / (₁ рэндов + _рэндов), так что _{рэндов eff} = (₁ рэндов + ₂ рэндов).Другими словами, значения R просто складываются последовательно, а их обратные значения складываются при параллельном подключении — точно так же, как резисторы в электрической цепи. Обратите внимание, что для наглядности я отказался от раздражающего коэффициента преобразования 5,7 в приведенных выше отношениях, который при желании можно добавить обратно.

Для наглядного примера того, как все это работает, давайте построим стену из цельного листа фанеры ( κ = 0,12 Вт / м / ° C; t = 0,019 м; поэтому R _US = 0,9.У нас будет внутренняя среда с ч = 2 Вт / м² / ° C, T = 20 ° C, и предположим, что температура внутренней стены близка к той же, так что я могу использовать T = 293 K в термине радиационного приближения. В этом случае я вычисляю значения R (US) 2,85 и 1 для конвекции и излучения соответственно (для неподвижного воздуха внутри радиация является здесь более важным каналом). Параллельно они добавляют к эффективному R-значению 0,74. Если внешняя часть нашей «стены» близка к температуре окружающей среды, скажем, 273 K, и небольшой ветер дает нам ч = 10 Вт / м² / ° C, мы имеем R-значения 0.57 и 1.2 для конвекции и излучения (обратите внимание на изменение роли в более активном воздухе, так что конвекция преобладает). Внешнее сочетание R = 0,39.

Таким образом, наша общая передача тепла через стену имеет три последовательных значения R: 0,74 для передачи тепла в стену, 0,9 для передачи тепла через стену и 0,39 для отвода тепла от внешней поверхности. Суммируя это, мы получаем R _US ≈ 2,03. Для внутреннего и внешнего ΔT = 20 ° C каждый квадратный метр этой стены будет проводить 5.7 × 20 / 2,03 ≈ 56 Вт.

Реальный

Теперь, когда у нас есть некоторое представление о том, как обращаться с проводимостью, конвекцией и излучением в контексте R-значения, мы можем найти и использовать соответствующие R-значения для обычных строительных материалов. Большую часть информации я получаю с этого очень полезного сайта, многие значения также доступны на сайте Википедии.

Чтобы вычислить эффективное значение R для композитной поверхности, такой как стена со стойками внутри, нужно просто объединить параллельные пути, взвешенные по дробной площади каждой.Например, стена со стойками имеет 15% площади, покрытой стойками, с общим сквозным значением R (включая конвекцию / излучение, называемое «воздушной пленкой») 7,1. Остальные 85% — это изолированный отсек со значением R 15,7. Эффективное значение R равно 1 / R = (0,15 / R _{, шпилька} + 0,85 / R _{, отсек}), при вычислении R = 13,3. Если бы я не использовал изоляцию, я бы заменил ватин из стекловолокна R = 13 двумя слоями «воздушной пленки» со значением 0,68 (очень похоже на наше значение 0,74, указанное выше).В этом случае 1 / R = (0,15 / 7,1 + 0,85 / 4,1) или R = 4,3. Обратите внимание, что для неизолированных стен стойки имеют большую изоляцию, чем воздушное пространство между ними.

Давайте теперь составим таблицу значений для соответствующих строительных блоков. Разделите _рупий долларов США на 5,7, чтобы получить _{рупий SI}.

Структура	% Обрамление	Элементы	R _США
Неизолированная стена	15%	воздух; гипсокартон; шпилька / гнезда; фанера; сайдинг; воздух	4.1
Изолированная стена	15%	заменить отсек изоляцией	13,3
Неутепленный потолок	8%	воздух; гипсокартон; стропильный / открытый; воздух	1,65
Утепленный потолок	8%	заменить открытый на изоляцию	13,0
Неизолированный пол	15%	воздух; плитка; фанера; балки / открытые; воздух	2.5
Утепленный пол	15%	заменить открытый на изоляцию	12,7
Неизолированная крыша	8%	воздух; обрамление / открытое; фанера; опоясывающий лишай; воздух	1,85
Изолированная крыша	8%	заменить открытый на изоляцию	13,2
Окно с одинарным стеклом	–	без покрытий	0,9
Окно с двумя окнами	–	полудюймового воздушного пространства	2.0
Лучшее окно	–	пленка подвесная, низкая E	4,0
Дверь	–	дерево, твердая сердцевина	3,0

Наш скучный дом

Для простоты построим одноэтажный дом квадратной формы. У нас будет скатная крыша с чердаком, и мы рассмотрим фальш-фундамент с ползунком под ним, а также фундамент из плит.Мы украсим дом с каждой стороны двумя окнами среднего размера, а также входной и задней дверью. Что касается размера, мы возьмем что-то близкое к среднему американскому (2700 футов²) и воспользуемся возможностью перейти на метрическую систему, сделав наш дом со стороной 15 м, в результате чего площадь составит 225 м² или 2422 фута². Стены будут иметь высоту 2,5 м (8 футов). Для окон мы сделаем каждое по 1,5 м² (что эквивалентно 16 фут² или 4 × 4 фута). Наши двери будут занимать 2 м² каждая.

Красивый дом для теоретика.

Таким образом, общая площадь стен составляет 134 м², пола и потолка по 225 м², окон 12 м² и дверей 4 м².

Мы вычислим тепловую устойчивость дома в единицах Вт / ° C и назовем это теплопроводностью. Каждый компонент добавляет некоторый бит теплопроводности согласно Q = P / ΔT = 5,7 × A / R _US. Затем их можно добавить для каждого компонента дома.

Используя неизолированные значения для всего и одинарных окон, я получил Q значений в Вт / ° C для стен из 186; потолок (при условии достаточной вентиляции чердака, доводит его до температуры окружающей среды): 777; фальшпол: 513; однослойные окна: 75; двери: 8.Итого 1560 Вт / ° C.

Давайте сделаем паузу, чтобы оценить это число в перспективе. Для поддержания температуры в помещении, когда на улице холодно, потребуется 31 кВт мощности или 20 обогревателей. Печь мощностью 75 000 британских тепловых единиц в час эквивалентна 22 кВт и не сможет справиться с этой задачей. А мы еще даже не рассматривали проекты.

Теперь посмотрим на другую крайность и поместим изоляцию R-13 в стены, потолок, под пол и используем лучшие окна, которые только можно купить. Мы снова дадим чердак полностью проветривать и поддерживать температуру наружного воздуха.Теперь получаем стены: 57; потолок: 99; этаж: 103; окна: 17, двери по-прежнему на 4. Суммарная мощность составляет 280 Вт / ° C, что составляет примерно пятую часть от того, что было раньше. Стоимость нагрева / охлаждения также улучшится как минимум в пять раз (в более мягких условиях это будет не так часто). В нашем случае 53% улучшений произошло за счет теплоизоляции потолка, 32% — пола, 10% — стен и 5% — окон. Это предполагает порядок приоритета. Конечно, можно получить еще больший выигрыш при большем количестве изоляции — до тех пор, пока не будут преобладать другие факторы.

Потери пола здесь немного преувеличены, так как простые числа предполагают, что в подлете так же холодно, как и снаружи. В той степени, в которой это не так, цифры немного смягчаются пропорционально относительному повышению температуры. Также бывает, что воздух у пола, вероятно, будет холоднее, чем воздух у потолка, если только внутренний воздух не будет хорошо перемешан. Это также снижает потери тепла через пол в том случае, если на улице холоднее, чем внутри. Тем не менее, вполне вероятно, что изоляция пола принесет заметное улучшение.

Перекрытие перекрытия

Для плитных полов оценка несколько сложнее, чем для фальшполов. Шестидюймовая бетонная плита сама по себе имеет R-значение около 0,5. Но под плитой грязь. Собирая информацию из нескольких источников (здесь и здесь), я пришел к выводу, что сухая почва имеет теплопроводность около 0,8 Вт / м / ° C и эффективную тепловую толщину (шкала длины, по которой существует температурный градиент) около 0,2 м. Это даст ему R-значение около 1,4 для комбинированного R-значения 1.9 или 2,6 с учетом радиационной / проводящей связи. Но все это может не иметь значения, потому что температура грунта довольно стабильна в течение всего года и может достигать приблизительного равновесия с температурой вашего дома — по крайней мере, вдали от края плиты. Чтобы устранить утечку по сторонам плиты (воздух и земля), сайт в штате Вашингтон предполагает коэффициент потерь 1,2 Вт / ° C на метр периметра, или 72 Вт / ° C для нашего прекрасного дома, что не слишком отличается исходя из того, что мы рассчитали для утепленного фальшпола.

Я чувствую сквозняк

Некоторое время назад я оценил тепловые характеристики своего дома (который представляет собой плиточный дом примерно на две трети размера, который мы рассматриваем в этом посте) в контексте отопления, и при этом вычислил, что моему дому требуется 610 Вт. / ° C для нагрева. Чуть позже я посмотрел на характеристики охлаждения и в процессе обнаружил недостаток в моем предыдущем методе анализа. Более полный метод предложил 1465 Вт / ° C. Большая разница! Но не только это, похоже, что мой дом на хуже , чем дом в нашем примере — несмотря на то, что он меньше, имеет изоляцию в стенах, разную степень изоляции на потолке (некоторые очень старые и тонкие) и двойное остекление. окна практически везде.В моем случае неутешительные тепловые характеристики не приводят к потере энергии, поскольку я обычно не обогреваю и не охлаждаю дом. Но более уютный дом был бы удобнее. Так в чем же дело?

Подозреваю сквозняки. У нас есть вентиляторы в нескольких комнатах с минимальной герметичностью, может быть освещение по всему потолку, возможно, прохудившиеся дверные рамы и заслонка в неиспользуемом камине, который я только что проверил и обнаружил открытым — вероятно, так было с тех пор, как мы купили дом. несколько лет назад!

Насколько важны черновики? Воздух имеет теплоемкость около 1000 Дж / кг / ° C.Каждый кубический метр воздуха (1000 л) имеет массу около 1,25 кг и, следовательно, содержит 1250 Дж энергии на градус разницы температур. Таким образом, если воздух будет поступать с разницей температур 10 ° C со скоростью 0,1 м³ / с (210 кубических футов в минуту), соответствующая скорость переноса тепла будет 1250 Вт.

Рекомендуемая скорость потока требует примерно 4 воздухообмена в час. В нашем воображаемом доме это означает 225 × 2,5 × 4 = 2250 м³ за 3600 секунд, или 0,625 м³ / с, что соответствует примерно 0.8 кг / с или 780 Вт / ° C. Это много! Другой источник рекомендует минимальный поток 1 куб. Фут / мин в минуту на 100 кв. Футов площади, плюс еще 7,5 куб. Футов в минуту, умноженное на количество спален плюс одна. Для нашего модельного дома, предполагающего три спальни, мы получаем минимальную потребность в 54 кубических футов в минуту, что составляет всего 0,026 м³ / с, или одну полную замену каждые шесть часов. Теперь у нас 32 Вт / ° C, и мы можем конкурировать с нашими изолированными стенами и т. Д. Я считаю, что последний источник более вероятен.

Мне очень пригодилась следующая информация с этого сайта:

В среднем по стране скорость воздухообмена для существующих домов составляет от одного до двух в час и снижается с ужесточением строительных норм и более строгими строительными нормами.Стандартные дома, построенные сегодня, обычно имеют коэффициент воздухообмена от 0,5 до 1,0. Чрезвычайно плотная новая конструкция может обеспечить коэффициент воздухообмена 0,35 или меньше. В большинстве домов с такой низкой интенсивностью воздухообмена есть какая-либо форма механической вентиляции для подачи свежего наружного воздуха и обмена теплом между двумя воздушными потоками.
Чтобы получить представление о том, какова может быть скорость воздухообмена в вашем доме, примите во внимание, что плотный, хорошо герметизированный недавно построенный дом обычно достигает 0,6 воздухообмена в час или меньше.Достаточно плотный, хорошо построенный старый дом обычно имеет скорость воздухообмена около 1 в час. Немного рыхлый старый дом без штормовых окон и местами с отсутствующим герметиком имеет коэффициент воздухообмена около 2. В довольно свободном, продуваемом сквозняком доме без герметика или уплотнителей и используемых входов коэффициент воздухообмена может достигать 4, а коэффициент воздухообмена В ветхом доме с очень сквозняком скорость воздухообмена может достигать 8.

Черновое уклонение

У меня есть желание сделать тест на вентиляционную дверцу, чтобы проверить сквозняк в моем доме.Идея состоит в том, чтобы герметизировать дом, установить на входной двери большой вентилятор, который вытягивает воздух из дома, и измерить разницу давления в зависимости от скорости выпуска воздуха. Кроме того, когда дом находится под отрицательным давлением, утечки можно найти, прислушиваясь к свистам или шипению, используя источник дыма, и разделив их, поочередно закрывая / герметизируя части дома, чтобы изолировать самые большие проблемы. Как это , а не может быть забавным ?!

Еще один прием, о котором стоит упомянуть, заключается в том, что после ремонта дома все еще можно обеспечить адекватную вентиляцию без полного теплового удара с помощью вентилятора с рекуперацией тепла.Идея состоит в том, чтобы пропустить входящий воздух мимо выходящего воздуха в теплообменнике (например, воздух разделяется тонкой металлической мембраной). К тому времени, когда воздух выходит с обеих сторон, входящий воздух приобретает температуру окружающего воздуха в доме, в то время как отработанный воздух становится очень похожим на наружный воздух перед выходом. При таком подходе тепловые потери, связанные с воздухообменом, можно сократить в четыре и более раз. Это снизит ранее рассчитанные 32 Вт / ° C до менее 10 и сравняется с оценкой высокопроизводительных окон.

Извлеченные уроки

Тепловые характеристики дома не , что трудно понять , учитывая небольшую предысторию и некоторые соответствующие цифры. Разработанные здесь инструменты позволяют исследовать относительные достоинства новых окон, проектов теплоизоляции, управления вентиляцией и т. Д. Первостепенное значение имеет возможность объединить все три тепловых пути в структуру R-значения, чтобы можно было оценивать и сравнивать композитные конструкции. Приняв единицы измерения Вт / ° C, мы можем быстро понять требования к нагреву при заданной разнице температур или просто использовать число как показатель качества нагрева.

Я рекомендую вам попробовать вычислить теплопроводность вашего дома , учитывая его геометрию и конструкцию. Если вы знаете, сколько киловатт-часов или термов в день вы используете для поддержания определенного значения ΔT , вы можете сравнить теоретическую производительность с измеренной реальностью.

Конечно, на практике все не так просто, как на Теоретическом переулке. Мой дом, например, кажется в три раза хуже, чем стоимость, которую я вычислил, не зная о вентиляции. Воздушный поток здесь является подстановочным знаком и действительно может объяснить несоответствие в моем случае — то, что мне нужно исправить.

Как измерить теплопотери дома | Руководства по дому

Поддержание постоянной температуры в доме зимой может оказаться проигрышной битвой, учитывая вероятные потери тепла через стены, окна и двери, когда температура снаружи ниже, чем внутри вашего дома. Вы можете легко рассчитать, сколько тепла теряет ваш дом — что измеряется в британских тепловых единицах или БТЕ в час — с помощью уравнения и калькулятора.

Измерьте внутреннюю и внешнюю температуру поверхности, например стены. Поскольку горячий и холодный воздух будет смешиваться и создавать постоянную температуру, чем больше разница в температуре внутри и снаружи вашего дома, тем больше потери тепла. Нагретый воздух внутри вашего дома будет пытаться уйти, в то время как холодный наружный воздух будет проникать внутрь вашего дома любым способом, например, через щели и промежутки между окнами и косяками.

Запишите длину и высоту той же стены, на которой вы снимали показания температуры.Умножьте эти два числа, чтобы получить общую площадь стены. Например, если размер стены 15 футов на 40 футов, то общая площадь стены составляет 600 квадратных футов.

Воспользуйтесь тем же уравнением, чтобы вычислить квадратные метры любых окон или дверей на той же стене и вычесть эти квадратные метры из общей площади стены.

Вычтите температуру снаружи дома из температуры внутри дома, а затем умножьте это число на площадь стены. Например, если температура внутри вашего дома составляет 70 градусов по Фаренгейту, а температура снаружи вашего дома составляет 40 градусов по Фаренгейту, вычтите 40 из 70, чтобы получить 30, а затем умножьте 30 на площадь стены, которая в нашем примере составляет 600 квадратных футов.

Умножьте полученные 18000 на коэффициент теплопроводности стены, который является постоянным числом, связанным с конкретными строительными материалами. Например, коэффициент теплопередачи для деревянной каркасной стены размером 2 на 4, имеющей 3,5-дюймовую изоляцию из стекловолокна, составляет 0,07. Умножение 18000 на 0,07 дает 1260, то есть количество БТЕ, теряемых через поверхность стены каждый час. БТЕ — это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 фунта воды на один градус по Фаренгейту. Энергетическая комиссия Калифорнии размещает на своем веб-сайте информацию о энергии.ca.gov, руководство по расчету U-значений или U-факторов строительных материалов, а также U-значений обычных строительных материалов.

Повторите эти шаги, чтобы выяснить, сколько БТЕ теряется через любые окна или двери на этой стене, а также на потолке. Добавление отдельных результатов для стены, потолка и любых окон и дверей даст вам полную потерю тепла стеной.

Используйте те же уравнения для других комнат, чтобы вычислить потери тепла в этих комнатах.Сложив эти числа вместе, вы узнаете, сколько тепла ваш дом теряет каждый час, и вы можете использовать это число, чтобы выяснить, насколько усердно ваша система отопления должна работать, чтобы поддерживать постоянную температуру в вашем доме.

Справочная информация

Наконечники

Дважды проверьте расчеты перед использованием для измерения теплопотерь.
Умножение результирующих потерь БТЕ в час на 24 может дать вам приблизительную оценку того, сколько тепла теряется каждый день.

Writer Bio

Уильям Хендерсон пишет для газет, журналов и журналов более 15 лет.Он служил редактором «New England Blade» и является бывшим сотрудником «The Advocate». Его работы также появлялись в The Good Men Project, Life By Me и The Huffington Post.

Использование тепловой массы для нагрева и охлаждения

Тепловая масса для комфорта вашего дома

Эти материалы тяжелые и плотные и поэтому имеют так называемую термическую массу. Обычные материалы, используемые для тепловой массы, включают бетон или заполненный бетонный блок, камень или кладку, обычно используемые для полов или стен.

При правильном использовании — в нужном количестве в нужном месте, с надлежащей внешней изоляцией — термальная масса может помочь поддерживать комфортную температуру внутри вашего дома круглый год. Тепловая масса будет поглощать тепло от солнца в течение дня и излучать его, когда днем температура падает в течение всего вечера.

Тепловая масса снижает температуру в помещении в полдень и в начале дня и увеличивает температуру в помещении во второй половине дня и в ранние вечерние часы.

Установка тепловой массы в ваш новый дом или ремонт не требует увеличения затрат. Деньги, потраченные на ковер, можно, например, потратить на полировку открытого бетонного пола.

Термомассы

Вероятно, самая простая форма термической массы — это бетонная плита перекрытия. Также можно использовать бетонные блоки, плитку, кирпич, утрамбованную землю и камень. Три фактора определяют, насколько хорошо материал поглощает и сохраняет тепло.

Идеальный материал:

плотный и тяжелый, поэтому он может поглощать и сохранять значительное количество тепла (более легкие материалы, такие как дерево, поглощают меньше тепла)
достаточно хороший проводник тепла (тепло должно поступать и выходить)
имеет темную поверхность, текстурированную поверхность или и то, и другое (помогая ей поглощать и повторно излучать тепло).

Различные материалы с тепловой массой поглощают разное количество тепла, и требуется больше (или меньше) времени для его поглощения и повторного излучения. Например, кирпичная стена имеет более высокую тепловую массу, чем полая стена с деревянным каркасом, поэтому она будет поглощать больше тепла, чем стена с деревянным каркасом той же толщины.

Когда солнце светит в комнату и воздух теплый, тепло будет поглощаться стенами, полом и другими поверхностями в комнате.

Сколько тепла они могут удерживать, зависит от того, из чего они сделаны и какой толщины.Некоторые материалы могут поглощать много тепла, не сильно нагреваясь. Другие станут довольно теплыми после поглощения небольшого количества тепла. К первым относятся термомассовые материалы. Это означает, что если, например, бетонный пол подвергается воздействию прямых солнечных лучей, он сможет поглощать и накапливать много тепла и медленно его выделять.

Другой материал, например деревянный пол, не может поглощать и хранить столько тепла, поэтому тепло, которое он поглощает, быстро выделяется. В результате большая часть энергии солнечного света быстро уходит в окружающий воздух, повышая температуру в помещении в самые жаркие периоды дня.

Вы можете сравнить тепловую массу с губкой. Большая часть попавшей в него воды будет поглощена. Материал с небольшими тепловыми массами будет вести себя больше как гладкая поверхность. Любая вода, попавшая на него, отскочит назад и окажется в воздухе.

Зимой правильно спроектированная тепловая масса будет поглощать тепло солнечного света на ней в течение дня. Затем, когда температура воздуха упадет, тепло будет перемещаться от более теплой тепловой массы к более прохладному воздуху и другим поверхностям в комнате.

Летом тепловая масса внутри жилища должна быть защищена от прямых солнечных лучей в течение всего дня и подвергаться воздействию прохладного бриза, чтобы обеспечить некоторое охлаждение в жаркие дни и ночи.

Взаимодействие изоляции, остекления и тепловой массы является сложным и меняется в зависимости от климата и времен года. В связи с этим важно попросить эксперта по солнечному дизайну, такого как дизайнер, архитектор или ученый-строитель, который специализируется на пассивном солнечном дизайне, посоветовать вам лучший вариант для вашей ситуации.

Тепловизионные системы (инфракрасные термографические системы / тепловизионные камеры)

Как обсуждается ниже, научные исследования подтверждают, что некоторые телетермографические системы, также известные как тепловизионные системы, могут использоваться для измерения температуры поверхности кожи.Эти системы включают инфракрасную тепловизионную камеру и могут иметь эталонный источник температуры. В этом документе они называются тепловизионными системами.

В тепловизионных системах и бесконтактных инфракрасных термометрах (NCIT) для измерения температуры используются различные виды инфракрасных технологий. Для получения информации о NCIT, пожалуйста, обратитесь к информационному бюллетеню о бесконтактных инфракрасных термометрах.

Тепловизионные системы и COVID-19

При правильном использовании тепловизионные системы обычно точно измеряют температуру поверхности кожи человека, не находясь физически близко к обследуемому.Системы тепловидения предлагают определенные преимущества, поскольку для других методов требуется более близкое расположение или контакт для измерения температуры (например, бесконтактные инфракрасные термометры или оральные термометры).
Скрининг на основе температуры, например тепловидение, неэффективен для определения того, действительно ли кто-то заражен COVID-19, потому что, среди прочего, у человека с COVID-19 может не быть лихорадки. Необходимо провести диагностический тест, чтобы определить, есть ли у кого-то COVID-19.
Не было доказано, что тепловизионные системы являются точными при одновременном измерении температуры несколькими людьми.Точность этих систем зависит от тщательной настройки и эксплуатации, а также от надлежащей подготовки оцениваемого человека.
Тепловизионные системы использовались в нескольких странах во время эпидемий, хотя информация об их эффективности в рамках усилий по сокращению распространения болезней была неоднозначной.
FDA выпустило Руководство по обеспечению соблюдения требований к телетермографическим системам во время коронавирусной болезни 2019 (COVID-19) в чрезвычайных ситуациях в области общественного здравоохранения, чтобы помочь расширить доступность тепловизионных систем и уменьшить нехватку термометров во время чрезвычайной ситуации в области общественного здравоохранения.В руководстве изложена политика обеспечения соблюдения, которая предназначена для применения ко всем тепловизионным системам, предназначенным для медицинских целей на время чрезвычайной ситуации в области общественного здравоохранения, связанной с COVID-19, а также представлены рекомендации относительно производительности и маркировки таких систем.

На рис. 1 показана правильная установка тепловизора для обработки отдельных людей в общественной зоне.

Преимущества тепловизионных систем

Человек, работающий с тепловизионной системой, не обязан физически находиться рядом с обследуемым.Фактически, человек, который работает с тепловизионной системой, может находиться в другом месте или в другом помещении.
Тепловизионная система может измерять температуру поверхности кожи быстрее, чем обычный лобный или оральный (ротовой) термометр, который требует близкого расстояния или физического контакта с обследуемым человеком.
Научные исследования показывают, что при правильном использовании тепловизионные системы обычно точно измеряют температуру поверхности кожи.

Ограничения тепловизионных систем

Хотя эти системы могут использоваться для первоначальной оценки температуры для сортировки людей в зонах с высокой пропускной способностью (например, в аэропортах, на предприятиях и на спортивных мероприятиях), эффективность систем при измерении температуры нескольких человек не доказана. в то же время.Их не следует использовать для «массового температурного скрининга».
Эти системы измеряют температуру поверхности кожи, которая обычно ниже, чем температура, измеренная орально. Для корректировки этой разницы в измерениях необходимо правильно отрегулировать тепловизионные системы.
Эти системы работают эффективно только при соблюдении всех следующих условий:
- Системы используются в правильной среде или месте.
- Системы настроены и работают правильно.
- Оцениваемый подготовлен в соответствии с инструкциями.
- Лицо, работающее с тепловизионной системой, должно быть обучено.

Правильное использование тепловизионных систем

Лицо, работающее с системой, должно следовать всем инструкциям производителя, чтобы убедиться, что система правильно настроена и расположена там, где она может точно измерять температуру поверхности кожи.

Лицо, работающее с системой, должно быть обучено должным образом подготовить как место, где будет использоваться система, так и лицо, подлежащее оценке, для повышения точности.Для получения дополнительной информации см. Стандарты и научные статьи, перечисленные в разделе «Ссылки» ниже.

Подготовка зоны, где вы будете использовать тепловизионную систему

Температура в помещении должна составлять 68–76 ° F (20–24 ° C), а относительная влажность 10–50 процентов.
Попробуйте контролировать другие элементы, которые могут повлиять на измерение температуры:
- Избегайте отражающего фона (например, стекла, зеркал, металлических поверхностей), чтобы минимизировать отраженное инфракрасное излучение.
- Используйте в помещении без сквозняков (движения воздуха), вдали от прямых солнечных лучей и источников тепла (например, переносных обогревателей, источников электроэнергии).
- Избегайте сильного освещения (например, ламп накаливания, галогенных и кварцево-вольфрамовых галогенных ламп).

Рисунок 2 демонстрирует правильную настройку тепловизионного помещения.

Подготовка тепловизионной системы

Некоторые системы требуют использования откалиброванного черного тела (инструмента для проверки калибровки инфракрасного датчика температуры) во время оценки, чтобы гарантировать точность измерений. Ознакомьтесь с инструкциями производителя, чтобы определить, требуется ли откалиброванное черное тело.Некоторым устройствам он не требуется.
Включите всю систему за 30 минут до использования, чтобы прогреть ее.

Подготовка обследуемого

Лицо, работающее с системой, должно удостовериться, что человек оценивается:

Перед измерением нет никаких препятствий на лице, таких как шляпа, шарф, очки или маска для лица. Волосы человека следует убрать с лица, а лицо должно быть чистым и сухим. Во время чрезвычайной ситуации в области общественного здравоохранения, связанной с COVID-19, FDA считает, что преимущества ношения маски для рта и носа при использовании тепловизионных систем перевешивают любой потенциальный риск неточных измерений.
Не имеет повышенной или пониженной температуры лица из-за чрезмерного ношения одежды или головных уборов (например, повязок на голову, банданы) или использования средств для чистки лица (например, косметических салфеток).
Прождал не менее 15 минут в измерительной комнате или 30 минут после физических упражнений, интенсивной физической активности, купания или применения горячих или холодных компрессов на лицо.

Рисунок 3 демонстрирует правильную настройку тепловизора для обработки отдельных людей с использованием откалиброванного фона черного тела.

Использование тепловизионной системы

Измеряйте температуру поверхности кожи только одного человека за раз.
Расположите человека на фиксированном расстоянии (следуйте инструкциям производителя по использованию) от тепловизионной системы, прямо лицом к камере.
Область изображения должна включать все лицо человека и откалиброванное черное тело, если оно используется.
Если с помощью тепловизора выявляется повышенная температура, следует использовать другой метод, чтобы подтвердить лихорадку.Представители общественного здравоохранения могут помочь вам определить, является ли жар признаком инфекции.

Вопросы об использовании тепловизионных систем во время COVID-19

Q: Эффективны ли тепловизионные системы для проверки людей на лихорадку в таких местах, как дома престарелых, аэропорты и отделения неотложной помощи?

A: При использовании тепловизионной системы важно оценить, будет ли система обеспечивать желаемые результаты в областях с высокой пропускной способностью. Мы понимаем, что эти устройства используются для первоначальной оценки температуры и сортировки людей при повышенных температурах в медицинской и немедицинской среде.Их не следует использовать для измерения температуры множества людей одновременно в местах массового скопления людей, другими словами, не рекомендуется «массовый температурный скрининг».

В зависимости от того, где будет использоваться система, могут быть более подходящие методы для первоначальной оценки и сортировки людей, особенно если существует риск того, что инфицированные люди не будут идентифицированы сразу. Например:

В доме престарелых неточное измерение температуры или пропущенный заразный человек без температуры может распространить инфекцию среди жителей дома престарелых.Таким образом, в этом случае другие варианты оценки и соблюдение правил инфекционного контроля могут быть более эффективными.
В аэропортах, на рабочих местах, в продуктовых магазинах, на концертных площадках или в других местах, где вы пытаетесь проверить большие группы людей для массового температурного скрининга, диагностическое тестирование может быть слишком сложным из-за времени и затрат, необходимых для проверки и получения результатов. Эти системы, вероятно, пропустят большинство заразных людей с COVID-19. Тепловизионные системы можно рассматривать как один из методов начальной оценки температуры в таких условиях, когда они используются как часть более широкого подхода к управлению рисками.
В отделении неотложной помощи больницы тепловизионная система может помочь быстро оценить температуру и отсортировать пациентов, чтобы определить, кому требуется дополнительное обследование или изоляция.

В: Эффективны ли тепловизионные системы как единственное средство диагностики COVID-19?

A: Нет. Повышение температуры тела или повышение температуры тела — это только один из возможных симптомов инфекции COVID-19. Как правило, тепловизионные системы точно определяют высокую температуру тела при правильном использовании. Они не обнаруживают никаких других симптомов инфекции, и многие люди с COVID-19 могут быть заразными без температуры.Кроме того, высокая температура тела не обязательно означает, что у человека инфекция COVID-19.

Все лихорадки, измеряемые тепловизионными системами, следует подтверждать другим методом и, при необходимости, проводить дополнительные диагностические исследования других симптомов.

В: Как тепловизионные системы могут помочь в борьбе с COVID-19?

A: Чтобы помочь решить неотложные проблемы общественного здравоохранения, вызванные нехваткой продуктов для измерения температуры, и расширить доступность телетермографических систем, используемых для определения начальной температуры тела для сортировки во время чрезвычайной ситуации в области общественного здравоохранения, связанной с COVID-19, FDA применяет регулирующую гибкость для определенных телетермографических систем. системы, как указано в его политике принуждения.

Когда высокая температура тела определяется тепловизором, необходимо провести дополнительную оценку (например, оценка врача или собеседование, лабораторные исследования и наблюдение за пациентом).

В: Считаются ли тепловизионные системы, используемые для оценки температуры тела, медицинскими приборами?

A: Как указано в политике соблюдения, телетермографические системы — это устройства, когда они предназначены для медицинских целей. Чтобы определить, предназначены ли эти продукты для медицинских целей, FDA рассмотрит:

Они промаркированы или иным образом предназначены для использования медицинскими работниками;
Они маркированы или иным образом предназначены для использования в медицинском учреждении или окружающей среде; и
Они помечены для использования по назначению, которое соответствует определению устройства, например, для измерения температуры тела в диагностических целях, в том числе в немедицинской среде.

Q: Чем тепловизионная система отличается от термометра?

A: И тепловизионные системы, и бесконтактные инфракрасные термометры (NCIT) могут измерять температуру поверхности бесконтактно. NCIT измеряет температуру поверхности в одном месте, тогда как тепловизионная система может измерять разницу температур в нескольких местах, создавая относительную температурную карту области тела. Политика правоприменения в руководстве применяется к использованию тепловизионных систем для определения начальных измерений температуры тела.

Существует отдельная правоприменительная политика, которая применяется к определенным NCIT и другим клиническим электронным термометрам: Правовая политика для клинических электронных термометров во время чрезвычайной ситуации в области общественного здравоохранения, связанной с коронавирусом 2019 (COVID-19).

Список литературы

Обратите внимание: эта информация применима к тепловизионным системам, предназначенным для медицинских целей. Это означает, что система предназначена для использования при диагностике заболевания или других состояний, или для лечения, смягчения, лечения или предотвращения заболевания и, следовательно, соответствует определению «устройства», изложенному в Разделе 201 (h) Федеральный закон о пищевых продуктах, лекарствах и косметических средствах.

Для получения дополнительной информации о политике FDA в отношении этих устройств, а также о рекомендациях по их конструкции, маркировке и использованию во время чрезвычайной ситуации в области общественного здравоохранения, связанной с COVID-19, просмотрите следующее:

Политика правоприменения для телетермографических систем во время коронавирусной болезни 2019 (COVID-19) Чрезвычайная ситуация в области общественного здравоохранения: руководство для сотрудников промышленности и Управления по контролю за продуктами и лекарствами

Дополнительную информацию об этих устройствах можно найти по телефону:

IEC 80601-2-59: Медицинское электрическое оборудование. Часть 2-59: Особые требования к базовой безопасности и основным характеристикам скрининговых термограмм для скрининга лихорадочной температуры человека.2017, Международная электротехническая комиссия и Международная организация по стандартизации.

ISO / TR 13154: Медицинское электрическое оборудование — Развертывание, внедрение и эксплуатационные рекомендации для выявления людей с лихорадкой с помощью скринингового термографа. 2017, Международная организация по стандартизации.

Ghassemi, P., et al. (2018). «Лучшие методы стандартизированного тестирования производительности инфракрасных термографов, предназначенных для проверки на лихорадку». PLoS ONE 13 (9): e0203302.

градусов тепла, день (HDD) Определение

Что такое день градуса нагрева — HDD

Градусный день отопления (HDD) — это измерение, предназначенное для количественной оценки потребности в энергии, необходимой для обогрева здания. Это количество градусов, при котором средняя дневная температура ниже 65 ^o по Фаренгейту (18 ^o по Цельсию), то есть температуры, ниже которой здания необходимо обогревать.Цена погодных деривативов, торгуемых зимой, основана на индексе, составленном из ежемесячных значений HDD. Расчетная цена фьючерсного контракта на погоду рассчитывается путем суммирования значений HDD за месяц и умножения этой суммы на 20 долларов.

Основы дня градуса нагрева — HDD

Хотя HDD может описать общую потребность в отоплении как часть планирования жилых или коммерческих зданий, он имеет решающее значение для ценообразования на прогнозы погоды. В свою очередь, это создает инструмент управления рисками, который коммунальные, сельскохозяйственные, строительные и другие компании могут использовать для хеджирования своей деятельности, зависящей от погоды — потребности в энергии, вегетационного периода, времени работы на открытом воздухе и т. Д.Первые погодные фьючерсные контракты, основанные на HDD, были зарегистрированы в сентябре 1999 года на Чикагской товарной бирже (CME).

Как рассчитать дневную степень нагрева (HDD)

Рассчитать HDD можно несколькими способами. Чем детальнее будет запись данных о температуре, тем точнее будет расчет жесткого диска.

Вычтите среднее дневных высоких и низких температур из 65. Например, если средняя дневная температура составляет 50 ^o F, его жесткий диск будет равен 15.Если среднее значение за этот день выше 65, результат обнуляется. Если бы каждый день в 30-дневном месяце имел среднюю температуру 50 ^o F, значение жесткого диска за месяц было бы 450 (15 x 30). Таким образом, номинальная расчетная стоимость погодного деривативного контракта на этот месяц будет составлять 9000 долларов (450 x 20 долларов).
Вычтите каждое получасовое показание температуры из 65, при условии, что отрицательные значения будут установлены на ноль, затем просуммируйте результат и разделите на 48 (48 получасов в день). Затем суммируйте это значение с 30 (для 30-дневного месяца) и умножьте на 20 долларов.Если значение данного дня меньше или равно нулю, в этот день жесткий диск нулевой. Но если значение положительное, это число соответствует жесткому диску в этот день.

Для всех методов, если значение для любого заданного дня меньше или равно нулю, в этот день HDD не будет. Но если значение положительное, это число соответствует жесткому диску в этот день.

Аналогичное измерение, градусо-день охлаждения (CDD), отражает количество энергии, используемой для охлаждения дома или бизнеса.

Одно предостережение заключается в том, что градусо-дни нагрева чрезвычайно ограничены.Потребности в обогреве (и охлаждении) сильно различаются в зависимости от географического региона. Кроме того, средний ГНБ в одном здании может не иметь такого же воздействия, как в соседнем здании, из-за различий в конструкции, ориентации по отношению к другим зданиям, изоляции, солнечного воздействия и характера использования здания.

Ключевые выводы

A Heating Degree Day (HDD) измеряет среднее количество дней, в течение которых температура опускается ниже 65 градусов по Фаренгейту.При такой температуре в зданиях включаются системы отопления, чтобы поддерживать среднюю температуру 70 градусов.
HDD обнуляется, если имеет отрицательное значение.
HDD используется в расчетах погодных фьючерсных контрактов, которые используются в качестве инструмента управления рисками в таких отраслях, как строительство и сельское хозяйство, операции которых зависят от погодных условий.

Сколько печного топлива горит каждый день в вашем доме?

Если в вашем доме используется масло для отопления, важно следить за тем, чтобы в баке всегда было достаточно топлива, чтобы в вашем доме было тепло и комфортно в холодные месяцы года.Выяснение того, как рассчитать расход мазута, может помочь вам убедиться, что в вашем баке достаточно топлива на всю зиму, и может помочь вам определить, сколько тепла мазута вы используете в месяц. Знание вашего среднего расхода топлива также может помочь вам найти способы сократить, продлить срок службы вашего топлива и помочь снизить расходы на отопление вашего дома.

Сколько печного топлива расходует средний дом в день?

В США среднее домашнее хозяйство, использующее масло для отопления, потребляет около 500 галлонов в период с октября по март (182 дня).Если разделить среднее количество используемого топлива (500 галлонов) на количество дней (182), в среднем дом потребляет около 2,75 галлона масла каждый день.

Количество печного топлива, которое использует домохозяйство в день, зависит от нескольких факторов. Размер дома, температура на улице, температура в доме и эффективность системы отопления — все это влияет на то, сколько печного топлива используется. Как правило, чем ниже температура на улице, чем выше температура в помещении и чем больше дом, тем больше будет использовано масла.

Как правило, чем теплее на улице, тем меньше масла нужно использовать в системе отопления, чтобы довести в доме до комфортной температуры. Когда на улице 50 градусов или около того, вы можете использовать всего пару галлонов масла в день. Если температура упадет до 20 градусов, вы можете использовать семь или восемь галлонов масла в день. Ваша печь или система отопления должны будут работать больше, чтобы поддерживать комфортную температуру в вашем доме, когда на улице холодно, что приведет к увеличению количества используемого печного топлива.

Энергоэффективность вашей системы отопления также влияет на количество печного топлива, которое вы используете ежедневно. Чем более энергоэффективна ваша система отопления, тем меньше масла вы будете расходовать каждый день, даже в более холодные дни. Эффективность системы отопления, такой как печь или котел, измеряется с помощью годовой эффективности использования топлива (AFUE). AFUE сравнивает количество тепла, производимого печью или котлом, с количеством используемого топлива. Когда система имеет более высокий рейтинг AFUE, это означает, что она более эффективна.Например, печь с рейтингом AFUE 88% использует 88% топлива для производства тепла. Оставшиеся 12% топлива «теряются» либо при перемещении по дымоходу, либо при утечке иным способом. Обычно очень эффективная система отопления имеет рейтинг AFUE выше 90%. Наименее эффективные модели обычно имеют рейтинг AFUE ниже 80%.

Поскольку эффективная система отопления не «теряет» столько тепла, как менее эффективная система, она будет использовать меньше галлонов масла на ежедневной основе. Помимо рейтинга AFUE, на энергоэффективность системы отопления и количество масла, которое она использует ежедневно, влияют некоторые другие факторы.Например, более старые системы отопления обычно имеют непрерывно горящую контрольную лампу, которая потребляет больше энергии по сравнению с электронным зажиганием, используемым в более новых и более эффективных системах.

Размер вашего дома, количество людей, которые в нем живут, и их предпочтения в образе жизни также будут влиять на количество масла, которое вы используете каждый день. Как правило, в домах с большей площадью основания потребуется больше топлива, чем в домах меньшего размера. Когда в доме больше людей, ежедневное потребление топлива также обычно выше по сравнению с домохозяйством, в котором всего один или два человека.Если люди, живущие дома, предпочитают поддерживать температуру на уровне 70 градусов или около того, в доме потребуется больше топлива.

Какой средний расход мазута на квадратный фут?

Среднее количество топочного мазута, используемого на квадратный фут, можно рассчитать, разделив общее количество используемого масла на размер дома. Например, средний размер нового дома на одну семью, построенного в 2018 году, составлял 2386 квадратных футов. Если этот дом использовал 500 галлонов масла в течение осени и зимы, он использовал около 1/5 галлона (0.21 галлон) на квадратный фут.

Точное количество масла, используемого на квадратный фут, будет варьироваться в зависимости от температуры и энергоэффективности системы отопления, а также таких факторов, как предпочтения людей в доме, планировка дома и общая эффективность собственности. . Вы будете использовать больше масла на квадратный фут, например, если хотите поддерживать температуру в доме 70 градусов по сравнению с теми, кто хочет поддерживать температуру в доме на уровне 65 градусов.

Каков срок службы бака с мазутом?

Информация о том, сколько топлива вы расходуете каждый день, поможет вам определить, на сколько хватит масла в вашем баке.Размер вашего бака, погодные условия и личные предпочтения также влияют на срок службы бака с мазутом. Вы можете ввести эти числа в калькулятор расхода мазута, чтобы получить оценку, или можете вычислить сами. Например, если у вас есть масляный бак на 275 галлонов, и вы используете около 2,75 галлона масла каждый день, топлива в баке хватит примерно на 100 дней.

Стоит отметить, что бака с маслом в начале холодного сезона может хватить на разную продолжительность, чем в конце.Если температура в октябре и ноябре значительно выше, чем в январе и феврале, вы, вероятно, обнаружите, что использование топлива в баке поздней осенью занимает больше времени, чем в зимние муки. Рекомендуется следить за своим масляным баком или подписаться на автоматическую доставку, чтобы не ошибиться в расчетах, на сколько топлива хватит и в конечном итоге закончится.

Как рассчитать расход мазута

Один из способов рассчитать расход мазута и увидеть, как на расход топлива влияют внешние температуры, — это использовать градусо-дни.Градусный день показывает, насколько тепло или холодно в той или иной области по сравнению со стандартной температурой. Чтобы вычислить градусо-дни отопления, вы найдете среднюю температуру за один день (X), а затем вычтите ее из 65, то есть температуры, при которой многие домохозяйства не включают отопление.

65 — X = градусо-дней

В Мэриленде средняя температура в зимние месяцы составляет 34 градуса.

Если средняя температура составляет 34 градуса в течение 24-часового периода, количество дней с градусом нагрева составляет 31:

65-34 = 31

Если средняя температура составляет 34 градуса за три дня (24 часа) в ряду, количество градусо-дней нагрева для этого трехдневного периода составляет 93:

31 x 3 = 93

Обычно, чем меньше градусо-дней в течение сезона, тем меньше масла вам нужно использовать .В зимний сезон 2015-2016 гг. Количество градусо-дней было на 18% меньше, чем в предыдущую зиму. В течение этого сезона спрос на мазут также упал на 18%, предположительно потому, что более высокие температуры означали, что людям не нужно было так сильно отапливать свои дома.

Помимо градусо-дней, для расчета расхода топлива для отопления используется расчет, называемый K-фактором. K-фактор — это количество использованных галлонов топлива (в данном случае печного топлива) (Y), деленное на количество галлонов в поставке топлива (Z).

Y / Z = K-фактор

В начале отопительного сезона (1 октября) в вашем баке емкостью 275 галлонов было 75 галлонов. Вы получаете 200 галлонов, в результате чего общее количество достигает 275. 1 февраля ваш резервуар снова достиг отметки 75 галлонов, и вы получите еще 200 галлонов. Погода была несколько теплее, чем обычно, поэтому с 1 октября по 1 февраля было около 1600 градусных дней. Чтобы найти K-фактор, вы должны разделить количество дней нагрева (1600) на количество галлонов в поставке (200), чтобы получить K-фактор 8:

1,600 / 200 = 8

Использование Используя K-фактор, вы можете определить, что вам потребуется новая подача топлива объемом 200 галлонов каждые 1600 градусов тепла в день.

Коэффициент К полезен, поскольку он учитывает разницу температур при расчете расхода топлива. Если в Южном Мэриленде ранняя осень будет более холодной, чем обычно, то с 1 октября по 15 декабря может быть 1600 градусо-дней, а это означает, что вам нужно запланировать доставку топлива на 200 галлонов раньше, чем при температурах выше средних. Если осень и зима значительно теплее, чем в среднем, тех же 200 галлонов масла хватит с 1 октября по 1 марта.

Когда вы подписываетесь на автоматическую доставку в SMO Energy, мы позаботимся об этой математике за вас. Мы используем комбинацию факторов, в том числе степень в днях и ваш К-фактор, чтобы определить, когда вам понадобится еще одна доставка. Затем мы планируем вашу доставку до того, как у вас закончится топливо, поэтому вам не нужно беспокоиться о мониторинге использования топлива или планировании доставки.

Как эффективно использовать масляный обогрев

Хотя вы не можете контролировать температуру наружного воздуха или погоду, есть факторы, которые вы можете контролировать, которые влияют на количество сжигаемого масла в день.Поиск способов более эффективного использования масляного обогрева может помочь снизить расход топлива и сэкономить ваши деньги. Вот несколько вещей, которые вы можете сделать.

1. Уменьшите нагрев.

Понижение температуры термостата на один градус позволяет сэкономить около 1% на счетах за электроэнергию. Чем ниже температура в вашем доме, тем меньше топлива вы будете использовать. Если вы обычно поддерживаете температуру в доме на 70 градусов, попробуйте уменьшить температуру до 68. Если вы обычно держите температуру на 68, попробуйте снизить ее до 66. Также неплохо было бы уменьшить температуру на термостате, когда вас нет дома. .

Один из способов упростить настройку температуры в доме — это установить программируемый или интеллектуальный термостат. Программируемый термостат регулирует температуру в соответствии с установленным графиком, а интеллектуальный термостат изучает ваши привычки и начинает настраивать себя.

2. Герметизируйте свой дом

Если в вашем доме сквозняк или нет теплоизоляции, тепло быстро уйдет из него. В конечном итоге вы расходуете больше топлива, чтобы поддерживать тепло в доме с плохой изоляцией и сквозняками. Энергетический аудит дома может помочь вам найти, где тепло уходит из вашего дома, а также порекомендовать способы его герметизации.

Конопатка вокруг розеток и выключателей может помочь сохранить тепло. Подвешивание тяжелых шторы или шторы на окнах может обеспечить дополнительный слой изоляции, при этом убедитесь, что ваши окна плотно закрыты и заперты, что также поможет сохранить теплый воздух внутрь

3. Модернизируйте свою отопительную систему

Если у вас есть взрослые или подростки, которые того же возраста, что и ваша отопительная система, возможно, пришло время модернизировать вашу печь или бойлер. Новые системы отопления разработаны так, чтобы быть более энергоэффективными по сравнению со старыми моделями.Мало того, что новые модели имеют более высокие рейтинги AFUE, они также имеют функции, призванные помочь повысить их эффективность или помочь им максимально использовать топливо, которое они используют.

Вам не нужно самостоятельно выяснять, какой вид модернизации системы отопления подходит для вашего дома. Во время консультации по домашней энергетике обученный техник из SMO Energy измерит и оценит ваш дом, прежде чем порекомендовать систему, которая кажется вам подходящей. Наши специалисты также могут осмотреть воздуховоды вашего дома и определить, выходит ли через них тепло.Может случиться так, что герметизации или изоляции каналов будет достаточно, чтобы помочь повысить энергоэффективность вашей системы и сократить количество печного топлива, которое используется в вашем доме.

4. Техническое обслуживание вашей отопительной системы

Задолго до того, как наступит срок замены, ваша отопительная система требует внимания и заботы, чтобы помочь ей работать наилучшим образом и помочь ей работать эффективно. Регулярные осмотры и настройки вашей печи или котла улучшат их функциональность, так что они не будут сжигать больше топлива, чем необходимо.Во время настройки технический специалист тщательно протестирует и осмотрит систему обогрева, чтобы убедиться, что все компоненты работают должным образом. Настройка также обычно включает в себя очистку системы и замену воздушных фильтров.

Чтобы максимально упростить обслуживание вашей системы отопления и повысить ее общую эффективность, вы можете подписать соглашение об обслуживании, которое включает бесплатную ежегодную настройку. Соглашение о сервисном обслуживании также обеспечивает некоторую защиту в случае проблем с системой отопления, покрывая расходы на общие запасные части и ремонт.

Управляйте затратами на электроэнергию, зная, сколько масла вы используете

Выяснение того, сколько масла использует ваш дом каждый день, месяц или в течение сезона, может помочь вам лучше контролировать свои затраты. После того, как вы рассчитали типичное потребление масла, вы можете начать думать о способах его сокращения, чтобы в целом платить за топливо меньше. Знание того, на сколько хватит топлива в баке с мазутом, также важно, если вы не хотите, чтобы топливо закончилось. Когда вы понимаете, как ваши привычки и внешняя температура влияют на расход топлива, вы можете лучше планировать свои поставки.

Даже если вы решите подписаться на автоматическую доставку, все равно стоит рассчитать расход мазута. Если вы знаете, сколько вы используете, вы получите представление о том, какой будет ваш счет за нефть в течение года, что поможет вам составить более эффективный бюджет.

Независимо от того, решите ли вы запланировать поставку масла, автоматическую доставку или доставку по запросу, SMO Energy всегда рядом. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о наших ценах на мазут для бытового использования, наших соглашениях об обслуживании и наших вариантах доставки.

10 способов предотвратить потери тепла в доме

Питер Дазли, Getty Images

Сохранение тепла в доме — главный приоритет при низких температурах, но не менее важна экономия денег и энергии.

Есть несколько простых способов уменьшить теплопотери в доме в зимние месяцы. Клэр Осборн, эксперт по энергетике на uSwitch.com, делится 10 важными советами.

1. Изоляция

Изоляция вашего дома — один из лучших способов сократить ваши счета за электроэнергию и сделать ваш дом теплее и комфортнее.Теплый воздух может выходить из вашего дома во всех направлениях, включая крышу, стены, пол, окна и двери, а это означает, что большая часть энергии, за которую вы платите, может быть потрачена впустую. Некоторые поставщики энергии предоставляют гранты по схеме под названием «Обязательства энергетической компании» (ОЭС). Вы должны соответствовать определенным критериям, чтобы соответствовать требованиям, и дополнительная информация доступна на веб-сайтах поставщиков.

2. Дымоходы

Неиспользуемые дымоходы — еще один распространенный способ отвода тепла. Если вы все еще пользуетесь дымоходом, то можно использовать съемный воздушный шар для дымохода, чтобы предотвратить потерю лишнего тепла в то время, когда огонь не горит.Если вы вообще не пользуетесь дымоходом, подумайте о том, чтобы его закрыл профессионал.

КУПИТЬ СЕЙЧАС Комплект воздушных шаров для дымохода, 20 фунтов стерлингов, Amazon

3. Windows

Эвита Шреста / EyeEmGetty Images

Полоски для защиты от сквозняков хорошо подходят для окон. Сквозняк также может возникать из щелей между оконными рамами и окружающими стенами. В этом случае попробуйте заделать зазоры герметиком или шпатлевкой.

КУПИТЬ СЕЙЧАС Самоклеящаяся герметизирующая прокладка, £ 4,79, B&Q

4. Двери

Защитные полоски также можно использовать между дверьми и их рамами, как внутри, так и снаружи. Для зазоров между низом двери и полом можно купить специальную «щетку» или откидную заслонку, исключающую тягу.

КУПИТЬ СЕЙЧАС Letterbox Draft Excluder, £ 13,65, B&Q

5. Вытяжной вентилятор с таймером

Если у вас в ванной или кухне есть вытяжной вентилятор без таймера, вы рискуете оставить его включенным без надобности, что может охладить весь ваш дом.Вытяжной вентилятор с заданным временем отключается автоматически и устраняет этот риск.

КУПИТЬ Вытяжной вентилятор HiB с таймером и датчиком влажности

6. Удалите воздух из радиаторов

Доминик Пабис Getty Images

Воздух, попавший в радиаторы, мешает им работать. Если на радиаторах есть холодные пятна, особенно наверху, это признак того, что им нужно кровотечение. Это высвобождает воздух и гарантирует, что ваша система отопления будет работать на полную мощность.

7. Полка радиатора

Полка, расположенная прямо над радиатором, помогает отводить тепло вперед в комнату, а не поднимать его до потолка. В большинстве магазинов бытовой техники и товаров для дома есть специальные полки, которые легко крепятся к большинству радиаторов.

КУПИТЬ Средняя полка для радиатора, 14,99 фунтов стерлингов, Argos

8. Вышедшие из употребления вентиляционные отверстия

Если вы модернизируете свой котел, он, вероятно, будет иметь сбалансированный дымоход, что означает, что вам больше не понадобится воздушный кирпич во внешней стене с котел.Если вы закроете неиспользуемые вентиляционные отверстия, вы сможете предотвратить утечку ценного тепла.

9. Промежутки между половицами

Ханнеке Ван Элтен / EyeEmGetty Images

Промежутки между досками пола также могут пропускать тепло, но заполнение зазоров среднего размера папье-маше может быть эффективным и недорогим решением — если вы не собираетесь выставлять напольные доски как особенность! Для этого просто смешайте клей для обоев с рваной газетой и вдавите ее в зазоры.

10. Шторы

Шторы отлично предотвращают потерю тепла. Вы можете купить сверхпрочные шторы или утеплитель к уже имеющимся, чтобы обеспечить дополнительную изоляцию. Но постарайтесь не допускать, чтобы ваши шторы свешивались над батареями отопления, так как это может помешать теплу согреть комнату.

КУПИТЬ СЕЙЧАС Blackout Thermal Pencil Pleat Curtain, £ 39,50, Marks and Spencer

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Расчет отопления частного дома – учет тепловых потерь

С чего начать расчет

Что влияет на проводимый расчет

Конструкция дома

Размеры помещений

Обобщение по теме

Расчет тепловой нагрузки (мощности) для системы отопления помещения

Зачем нужен расчет тепловых нагрузок

Приблизительные методики оценки

Точный расчет тепловой нагрузки

Практический пример расчёта

Отопление для частного дома своими руками: схемы и расчет

Расчет отопления частного дома для создания комфортных условий.

Зачем нужно заказывать проект на отопление жилого дома

Состав проекта

Расчет теплопотерь

Гидравлический расчет

Выбор оборудования

Схема отопления

Расстановка оборудования в котельной

Спецификация

Порядок проектирования

Общие сведения об отоплении домов

Пример расчета тепловой нагрузки здания. Расчет часовой нагрузки на отопление

Зачем нужно знать этот параметр

Выбор методики расчета

Простые способы вычисления тепловой нагрузки

Зависимость мощности отопления от площади

Укрупненный расчет тепловой нагрузки здания

Точные расчеты тепловой нагрузки

Расчет по стенам и окнам

Расчет по вентиляции

Что это такое

Факторы

Распределение

Методики расчета

Способ 1

Способ 2

Способ 3

Выводы и решение проблем

Заключение

Избыточность и точный расчет

Перечень параметров

Нормированное тепловое сопротивление

Ненормированное тепловое сопротивление

Гигакалории

Комната

Отопительные приборы

Секционные радиаторы

Регистры

Диаметр трубопровода

Циркуляционный насос

Расширительный бак

Заключение

Для чего необходим тепловой расчет

Исходные данные для теплового расчета системы отопления

Расчет мощности системы отопления по площади жилья

Видео — Расчет тепловой мощности систем отопления

Тепловой расчет системы отопления – пошаговая инструкция

Факторы, влияющие на тепловую нагрузку

Распределение тепловой нагрузки

Методики расчета

Вывод

Рекомендуем также

Расчет отопления – залог тепла и комфорта

Что такое система отопления?

Тепловая мощность

Рассчитываем мощность радиаторов

Выбор котла

Трубопровод отопления

Заключение

Этот термальный дом | Сделай математику

Тепловой транспорт

Проводимость

R-стоимость

Конвекция

Радиация

Вся Энчилада

Реальный

Наш скучный дом