Расчет расхода тепла на отопление

Расход тепла на отопление

Частный дом можно рассматривать как термодинамическую систему, обладающую внутренней энергией и ведущую теплообмен с окружающей средой. Энергия, которую дом получает или теряет в ходе теплообмена, называют теплотой. Источником теплоты в частном доме является теплогенератор: котел, конвектор, печь, нагревательный элемент и т.д.

Чем интенсивнее идет теплообмен между домом и окружающей средой, тем быстрее «уходит» тепло дома и тем интенсивнее должен работать источник тепловой энергии, компенсирующий потери. Понятно, что интенсивная работа котла сопряжена с большим расходом топлива, что ведет к росту расходов на отопление.

Но не это главное: понятие комфорта в жилище в холодное время года неразрывно связано с теплом в доме, что возможно только при равновесии между потерями тепловой энергии и ее производством.

Однако возможности любого теплогенератора ограничены его конструктивными особенностями. Это значит, что для обеспечения тепла и комфорта в доме котел или иной источник тепловой энергии нужно подбирать в соответствии с тепловыми потерями строения, делая при этом некоторый запас (обычно 20%) на случай ветреной погоды или сильных морозов.

Итак, мы определились: прежде чем выбрать котел для обогрева дома нужно определить его (дома) тепловые потери.

Определяем тепловые потери

Теплопотери здания можно рассчитывать отдельно для каждой комнаты, имеющей внешнюю часть, контактирующую с окружающей средой. Затем полученные данные суммируются. Для частного дома удобнее определять тепловые потери всего строения в целом, считая потери тепла отдельно через стены, кровлю, и поверхность пола.

Следует отметить, что расчет тепловых потерь дома достаточно сложный процесс, требующий специальных знаний. Менее точный, но при этом вполне достоверный результат можно получить на основе онлайн калькулятора расчета тепловых потерь.

При выборе онлайн калькулятора предпочтение лучше отдавать моделям, учитывающим все возможные варианты потери тепла. Вот их перечень:

поверхность наружных стен

Решив воспользоваться калькулятором, необходимо знать геометрические размеры строения, характеристики материалов, из которых сделан дом, а также их толщину. Наличие теплоизоляционного слоя и его толщина учитываются отдельно.

На основании перечисленных исходных данных онлайн калькулятор выдает общее значение тепловых потерь дома. Определить, насколько точные получены результаты можно разделив полученный результат на общий объем здания и получив при этом удельные потери тепла, величина которых должна находиться в интервале от 30 до 100 Вт.

Если цифры, полученные с помощью онлайн калькулятора, выходят далеко за пределы указанных значений, можно предположить, что в расчет закралась ошибка. Чаще всего причиной ошибок в расчетах является несоответствие размерности используемых в расчете величин.

Немаловажный факт: данные онлайн калькулятора актуальны только для домов и строений с качественными окнами и хорошо работающей системой вентиляции, в которых нет места сквознякам и иным потерям тепла.

Для уменьшения потерь тепла можно выполнить дополнительную тепловую изоляцию строения, а также использовать подогрев воздуха, поступающего в помещение.

Тепловые потери знаем, что дальше?

На следующем этапе производится выбор отопительного агрегата (котла). Его тепловая мощность должна превосходить значение тепловых потерь не менее чем на 20%. Если котел используется еще и для горячего водоснабжения, выбирается тепловой агрегат с дополнительным запасом мощности. Для этого необходимо произвести дополнительный расчет, учитывающий потребности в горячем водоснабжении.

Затем подбираются отопительные приборы, суммарная мощность которых должна соответствовать мощности котла отопления без учета горячего водоснабжения.

Гидравлический расчет системы отопления

Подобрав оборудование, необходимо обеспечить его работу. Для этого нужны трубы, циркуляционный насос и расширительный бак отопления.

Если собственник дома решит произвести подбор труб отопления самостоятельно, можно воспользоваться справочной литературой и подобрать требуемый диаметр по таблицам. Протяженность труб рассчитывается по проектной документации. Для этого на схеме строения просто прокладывается дополнительно схема разводки системы отопления и производится подсчет длины трубопровода.

Если схемы дома по какой-либо причине нет, ее придется нарисовать самостоятельно, а затем, с ее помощью, рассчитать протяженность трубопровода.

Зная протяженность трубопровода, диаметр труб и имея технические данные приборов отопления, рассчитывается внутренний объем системы отопления, по которому подбирается расширительный бак и циркуляционный насос.

Правильный гидравлический расчет необходим также для того, чтобы все тепло, вырабатываемое котлом, равномерно распределялось по дому и доходило в полном объеме до потребителя.

Количество тепла, необходимое для отопления дома, напрямую зависит от его тепловых потерь. Уменьшить тепловые потери можно с помощью дополнительной тепловой изоляции, установке качественных окон и утепленных дверей, а также при использовании рекуперации в системе вентиляции.

Величина тепловых потерь определяет мощность котла отопления. Суммарная мощность приборов отопления должна быть равна мощности котла. Для обеспечения качественной работы котла и радиаторов производится гидравлический расчет отопления, в ходе которого определяется диаметр труб, их протяженность, внутренний объем отопления. По этим данным подбирается циркуляционный насос и расширительный бак отопления.

На случай сильный морозов котел покупают с запасом мощности не менее 20%.

Потеря тепла происходит из-за:

• проникновения холодной температуры с наружных стен помещения, через оконные щели,
• плохой герметизации оконных рам.

Устанавливая отопительные системы, нужно учесть региональную особенность температуры за окном и исходя из полученных параметров, выбирать тот или иной вид нагревательного оборудования. Но даже самая эффективная нагревательная техника не даст желаемого результата, если не избавиться от так называемых «точек утечки тепла». При установке оконных рам следует один раз потратиться на качественные, и обладающие высоким коэффициентом сохранения тепла. Чтобы эффективно провести утеплительные работы стен, рынок теплоизоляционных материалов представляет большой выбор.

Расход тепла на отопление будет в разы уменьшаться, если работы по герметизации помещения проведены качественно. Любое современное отопительное оборудование можно регулировать, контролируя поступление теплых масс воздуха в помещение. Мощность нагревательных приборов возрастает по мере уменьшения поступлений холодного воздуха.

Для полного комфорта необходимо выполнить два условия:

• обеспечить оптимальную температуру в помещении в 20-22 градуса;
• разница температуры воздуха внутри помещения и наружной стены должна быть не более 4 градусов, при этом температура стены должна быть выше температуры точки росы.

Точка росы – это охлаждение наружного воздуха до начала конденсации и превращения его паров в росу. Такого легко достигнуть при наличии мощного котла. Но немаловажно при этом уменьшить расходы на отопление.

Расход тепла на отопление имеет два варианта нормы потребления:

1. Первый – установленная норма на сопротивление теплоподачи наружных стен, оконных рам и т.д.
2. Второй – определяется норматив расхода энергии на отопление дома. Второй способ позволяет уменьшать сопротивление теплоподаче ограждающих конструкций. Таким образом, можно выбрать оптимальную толщину стен помещения.

Профессиональные строители зачастую используют первый вариант. Воздвигая бетонные стены, им они выполняют работы по дополнительному утеплению различными теплоизоляционными материалами. Такой способ существенно усложняет процесс и повышает стоимость работ.

При построении частных домов не обязательно утеплять наружные стены, достаточно создать более утепленный слой на чердаке и в подполье. Также следует придать дому форму, которая является энергосберегающей, учитывая компактность строения. Для большего утепления к дому пристраивают веранды, лоджии, оконные рамы делают меньше по размерам и т.д. Таким образом, расход тепла на отопление во много раз уменьшается.

Ликвидировав все недостатки, можно приступать к выбору отопительного оборудования. Стоит обратить внимание на параметры отопительной системы, которая будет установлена в помещении. От качества материалов, из которых будут изготовлены теплоносители, радиаторы и котлы отопительного оборудования, зависит и состояние температуры в доме. Современные системы отопления имеют в резерве большой список новых технологически оснащенных приборов для сбережения тепла. Автоматические контроллеры для поддержания оптимальной температуры в комнате будут главными помощниками в плане расхода теплоэнергии на отопление.

При построении энергосберегающего дома или заказа уже готового проекта внимательно стоит рассмотреть вопросы по утеплению здания с привлечением опытных специалистов. Работа требует комплексного подхода и только в таком случае можно построить комфортный, теплый и уютный дом.

Радиаторы отопления и терморегуляторы

В радиаторах температура теплоносителя не должна превышать 90 градусов. При выборе мощных и стойких радиаторов такая температура вполне подходит для холодных зим. Чтобы атмосфера в комнате была приемлемой для всех, нужно установить терморегуляторы. Их существует два вида – механический и автоматический. Механический нужно постоянно регулировать вручную, не упуская момента смены тепловых величин. Открытое положение регулятора обеспечивает максимальный режим, закрытое – минимальный. При потере подачи горячей воды батарея быстро остывает.

Автоматический терморегулятор, в свою очередь, требует меньшего внимания. Достаточно зафиксировать на шкале необходимую отметку, и автомат сам подгоняет температурный уровень. Использование терморегулятора возможно только при параллельном положении труб, использование установленных друг за другом регуляторов блокирует циркуляцию теплоносителя в трубах.

Расход тепловой энергии на отопление несет в себе немалые затраты, если система отопления установлена без учета других затрат, например бойлер, кухня, ванная.

Найти «течь»

Чтобы больше сэкономить, при подведении отопительной системы нужно учесть все «больные» места утечки тепла. Не лишним будет сказать, что окна должны быть герметизированы. Толщина стен позволяет удержать теплоту, теплые полы сохраняют температурный фон на положительной отметке. Расход тепловой энергии на отопление в помещении зависит от высоты потолков, типа вентиляционной системы, строительных материалов при постройке здания.

После вычета всех теплопотерь, нужно серьезно подойти к выбору отопительного котла. Здесь главное – бюджетная часть вопроса. В зависимости от мощности и универсальности варьируется и цена прибора. Если в доме уже проведен газ, то идет экономия на электричестве (стоимость которого немалая), и вместе с приготовлением, например, ужина, заодно и прогревается система.

Еще одним моментом в сохранении тепла является тип обогревателя – конвектор, радиатор, батарея и т.д. Самое подходящее решение вопроса – радиатор. количество секций которого высчитывается при помощи несложной формулы. Одна секция (ребро) радиатора имеет мощность в 150 Вт, для комнаты в 10 метров достаточно 1700 Вт. Путем разделения получаем 13 секций, необходимых для комфортного обогрева помещения.

Установка теплых полов решит наполовину вопрос экономии энергии. По подсчетам специалистов, количество потребленной теплоэнергии сокращается в 2-3 раза. Экономный расход тепловой энергии на отопление налицо.

При установке отопительной системы путем размещения радиаторов можно сразу же подключить систему теплых полов. Постоянная циркуляция теплоносителя создает равномерную температуру во всем помещении.

Расход тепла на отопление

1Расход тепла на отопление.

1.1 Максимальный расход

Максимальный расход тепла на отопление определим по формуле:

где a-поправочный коэффициент, учитывающий отклонение расчетной наружной температуры от средней расчетной (-30 ° С), a = 0,9 [1];

V-объем здания по наружному обмеру, м 3 ;

q_от -тепловая отопительная характеристика здания, Вт/м 3 к;

-расчетная внутренняя температура здания, ° С;

-расчетная температура наружного воздуха для данной местности, для Кемерово =-50 ° С [1].

Для АБК получим

Аналогичные расчеты максимального расхода тепла на отопление проводим для всех потребителей и результаты сводим в таблицу 1.

Рабочая таблица расчета тепла на отопление и вентиляцию при t_нар = -50°С

Суммарный максимальный расход на отопление по всем потребителям — определим, просуммировав максимальные расходы тепла для каждого из потребителей (таблица 1).

1.1Средний расход.

Средний расход тепла на отопление определим по формуле:

где t_i — средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, t_i =24 ° С [2];

t_от — средняя температура наружного воздуха за месяц отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха от +8 ° С и менее, для Кемерово t_от = -8,2 ° С [2];

t_o — расчетная температура наружного воздуха для данной местности, для Кемерово t_о = -50 ° С [2].

В нашем случае средний расход получим исходя из суммарного максимального расхода тепла на отопление,то есть

2.Расход тепла на вентиляцию.

2.1 Максимальный расход.

Максимальный расход тепла на вентиляцию определим по формуле:

где q_в -удельный расход теплоты на вентиляцию, равный расходу теплоты на 1м 3 вентилируемого помещения при разности 1 ° С между расчетной температурой воздуха внутри вентилируемого помещения t_вр и температурой наружного воздуха t_н. Вт/м 3 *к [1].

Для АБК получим

Аналогичные расчеты максимального расхода тепла на вентиляцию проводим для всех потребителей и результаты сводим в таблицу 1.

Суммарный максимальный расход на вентиляцию — по всем потребителям определим, просуммировав максимальные расходы тепла для каждого из потребителей (таблица 1).

2.2 Средний расход.

Средний расход тепла на вентиляцию определим по формуле:

Средний расход тепла на вентиляцию получим исходя из суммарного максимального расхода тепла на вентиляцию, то есть

3.Нормы потребления горячей воды

Нормы потребления горячей воды на нужды потребителей принимаются по [2]:

АБК :- санитарная гигиена: 7 л/сут на человека на 6 часов в сутки;

Столовая. — мытьё посуды: 3 л/еденицу за 1час в смену; — санитарная гигиена: 8 л/сут на человека на 3 часа в сутки;

Автобаза. — мойка автомобилей: 75 л/автомобиль на 8 часов в сутки;

Как сделать расчет тепла на отопление — сравнение 4-х способов отапливаться

Система отопления не только поставляет в дом тепло, но и требует затрат на сооружение, обслуживание и оплату топлива. Объем предстоящих расходов – основной ориентир, согласно которому собственник дома определяет целесообразность организации отопления по той или иной схеме. Грамотный расчет тепла на отопление позволит выяснить размер предстоящих затрат, на основании чего легче сделать выбор в пользу лучшего варианта.

Содержание

Точный теплотехнический расчет учитывает весь спектр потерь тепла в здании, происходящий через строительные конструкции, стенки трубопровода, через проемы, размер и количество которых продиктованы архитектурой строения, и пр. Это индивидуальные характеристики, приводить которые к общему знаменателю бессмысленно. Однако предварительный расчет для типового загородного строения сделать нужно, так как на базе примерных, но близких к реалиям значений проще будет определиться с выбором приоритетной отопительной системы.

В качестве эталона — утепленный дом со стандартной высотой потолков

В качестве расчетного эталона возьмем загородный коттедж со стандартной высотой потолков в помещениях, не выше обычных 2,2 метров. Площадь примем за 200 квадратов. Учтем, что в средней полосе не принято строить загородное жилье с огромными окнами, стеклянными стенами и светопроводящей крышей для устроенной в мансарде оранжереи.

Владельцев дома, оборудованного отопительной сетью, ожидают следующие затраты:

• сооружение инженерной системы, включающее приобретение и установку котла, приборов, прокладку магистралей, монтаж контролирующих, регулирующих и запорных устройств;
• оплата обслуживания;
• приобретение топлива, необходимого для полноценного обогрева строения.

[include id=»5″ title=»РСЯ — в записи»]

Стоимость прокладки трубопровода зависит от длины отопительного контура, цена обслуживания от типа генератора тепловой энергии и сложности коммуникаций. Основной составляющей, как непосредственно системы отопления, так и предстоящих расходов, является котел, перерабатывающий определенный тип топлива.

Расходы на организацию системы отопления зависят от длины и сложности контура

Для коттеджа с принятыми за расчетный эталон характеристиками потребуется генератор тепла, мощностью 20 кВт, так как считается, что в наших широтах на обогрев 10 м² потребуется 1 кВт вырабатываемой котлом в час тепловой энергии.

20 кВт × 24 часа × 30 (усредненное количество дней) = 14400 кВт

Столько будет поставлять тепла в месяц котел, если работать ему придется на полную мощность. Но в преобладающем большинстве случаев генератор тепла работает «в пол силы». Значит, 14400 кВт можно разделить на два, получим 7200 кВт.

Отопительный сезон с легкими отступлениями длиться примерно 7 календарных месяцев ежегодно.

7200 × 7 (количество месяцев) = 50400 кВт/час

Полученная расчетная величина поможет выяснить размер эксплуатационных расходов, необходимых для работы котла, благодаря чему можно определить наиболее экономную схему отопления.

Эксплуатационные затраты – основная составляющая расходов. С необходимостью ее покрытия владельцы домов сталкиваются ежегодно, а на сооружение коммуникаций тратятся один раз. Нередко бывает, что стремясь удешевить организацию отопления, хозяин затем в разы платит больше, чем его предусмотрительные соседи, сделавшие расчет расхода тепла на отопление перед проектированием отопительной системы и перед приобретением котла.

Электрические нагревательные установки предпочитают из-за простоты монтажа, из-за отсутствия требований для устройства дымоходов, простоты обслуживания, наличия встроенных систем безопасности и контроля.

Электрический котел — бесшумное, удобное оборудование

З,11 руб. × 50400 = 156744 (рублей в год потребуется выплатить поставщикам электричества)

Организация отопительной сети с электрическим котлом обойдется дешевле всех схем, однако электричество – самый дорогой энергетический ресурс. К тому же не во всех населенных пунктах есть вероятность его подключения. Конечно, можно купить генератор, если в ближайшее десятилетие не планируется подключение к централизованным источникам электроэнергии, но стоимость сооружения отопительного контура будет значительно увеличена. И в расчет нужно будет включить топливо для генератора.

Можно заказать подключение участка к централизованным электросетям, Заплатить за это вместе с проектом нужно будет 300 – 350 тысяч. Стоит задуматься о том, что же дешевле.

Цену литра солярки примем приблизительно за 30 рублей. Величина эта переменная, зависит она от поставщика и от объема приобретаемого жидкого топлива. У разных модификаций жидкотоплывных котлов неравнозначное КПД. Усредняя приводимые производителями показатели, решим, что 0,17 литров солярки нужно будет для выработки 1кВт в час.

30 × 0,17 = 5,10 (рублей будет потрачено в час)

5,10 × 50400 = 257040 (рублей будет ежегодно тратиться на отопление)

Котел, перерабатывающий жидкое топливо

Вот мы выявили самую затратную схему отопления, требующую к тому же четкого соблюдения нормативных правил установки: обязательного устройства дымохода и вентиляции. Однако если у котла, перерабатывающего жидкое топливо нет альтернативы, то придется смириться с расходами.

На стоимость твердого топлива влияет сорт древесины, плотность укладки кубометра, расценки лесозаготовительных предприятий и доставки. Плотно уложенный кубометр твердого органического топлива весит около 650 кг, стоит приблизительно 1500 рублей.

[include id=»6″ title=»РСЯ — в записи»]

За один кг платят примерно 2,31 руб. Для того чтобы получить 1кВт нужно сжечь 0,4 кило дров или потратить 0,92 рубля.

0,92 × 50400 = 46368 рублей в год

Котел для переработки твердого топлива может скушать больше денег, чем альтернативные варианты

Для переработки твердого топлива устройство дымохода обязательно, и очищать от сажи оборудование нужно регулярно.

Для потребителей магистрального газа достаточно перемножить две цифры.

0,30 × 50400 = 15120 (рублей нужно заплатить за использование магистрального газа в отопительный сезон)

Газовые котлы в системе отопления

Вывод: эксплуатация газового котла будет самой дешевой. Однако у этой схемы есть несколько нюансов:

• обязательное выделение для котла отдельного помещения с определенными нормативами габаритами, что сделать нужно еще на стадии проектирования коттеджа;
• подведение всех сопутствующих работе отопительной системы коммуникаций;
• обеспечение вентиляции топочного помещения;
• сооружение дымоходов;
• строгое соблюдение технологических правил установки.

Если в районе нет вероятности подключения к централизованной системе газоснабжения, владелец дома может использовать сжиженный газ из специальных резервуаров – газгольдеров.

Резервуары для сжиженного газа — газгольдеры

Сравнение результатов нехитрых подсчетов формирует вывод: самой дешевой будет эксплуатация отопления с газовым котлом, если его установка и использование были учтены проектировщиками дома. Топочное помещение можно устроить и в старом здании, при соблюдении нормативов и при выполнении грамотных расчетов газовый котел не станет угрозой.

Таблица расчетов расхода тепла на отопление при использовании разных типов котлов

Электрические котлы выбирают те, кто не собирается заниматься перепланировкой дома. «Съедающие» максимум денег генераторы тепла, перерабатывающие солярку, покупают, если другой способ организации отопления просто невозможен.

Рекомендуем похожие статьи

• Расчет мощности котла отопления – обзор взаимосвязей и простейшие формулы в помощь
• Локальная канализация загородного дома — выбираем правильное очистное сооружение
• Подбор и расчет расширительного бака для отопления
• Септик своими руками — 3 различных типа отстойников в подробностях

Источники: http://aquagroup.ru/articles/rashod-tepla-na-otoplenie.html, http://vunivere.ru/work17341, http://stroy-aqua.com/vodosnab_otopl/raschet/raschet-tepla-na-otoplenie.html

Как вам статья?