Вы узнаете, как идеально подобрать обогревательное оборудование для вашего дома, как корректно посчитать теплопотери и не ошибиться в вычислениях тепловой мощности с помощью несложных формул и приемов.
Что такое тепловой расчет?
Если говорить просто, тепловой расчёт помогает точно узнать, сколько тепла хранит и теряет здание, и сколько энергии должно вырабатывать отопление, чтобы поддерживать в жилье комфортные условия.
Оценивая теплопотери и степень теплоснабжения, учитываются следующие факторы:
- Какой это объект: сколько в нём этажей, наличие угловых комнат, жилой он или производственный и т. д.
- Сколько человек будет «обитать» в здании.
- Важная деталь – это площадь остекления. И размеры кровли, стен, пола, дверей, высота потолков и т. д.
- Какова продолжительность отопительного сезона, климатические характеристики региона.
- По СНиПам определяют нормы температур, которые должны быть в помещениях.
- Толщина стен, перекрытий, выбранные теплоизоляторы и их свойства.
Могут учитываться и другие условия и особенности, например, для производственных объектов считаются рабочие и выходные дни, мощность и тип вентиляции, ориентация жилья по сторонам света и др.
Конспект «Количество теплоты. Удельная теплоёмкость»
Количество теплоты
Изменение внутренней энергии путём совершения работы характеризуется величиной работы, т.е. работа является мерой изменения внутренней энергии в данном процессе. Изменение внутренней энергии тела при теплопередаче характеризуется величиной, называемой количествоv теплоты.
Количество теплоты – это изменение внутренней энергии тела в процессе теплопередачи без совершения работы. Количество теплоты обозначают буквой Q.
Работа, внутренняя энергия и количество теплоты измеряются в одних и тех же единицах — джоулях (Дж), как и всякий вид энергии.
В тепловых измерениях в качестве единицы количества теплоты раньше использовалась особая единица энергии — калория (кал), равная количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 грамма воды на 1 градус Цельсия (точнее, от 19,5 до 20,5 °С). Данную единицу, в частности, используют в настоящее время при расчетах потребления тепла (тепловой энергии) в многоквартирных домах. Опытным путем установлен механический эквивалент теплоты — соотношение между калорией и джоулем: 1 кал = 4,2 Дж.
При передаче телу некоторого количества теплоты без совершения работы его внутренняя энергия увеличивается, если тело отдаёт какое-то кол-во теплоты, то его внутренняя энергия уменьшается.
Если в два одинаковых сосуда налить в один 100 г воды, а в другой 400 г при одной и той же температуре и поставить их на одинаковые горелки, то раньше закипит вода в первом сосуде. Таким образом, чем больше масса тела, тем большее количество тепла требуется ему для нагревания. То же самое и с охлаждением.
Количество теплоты, необходимое для нагревания тела зависит еще и от рода вещества, из которого это тело сделано. Эта зависимость количества теплоты, необходимого для нагревания тела, от рода вещества характеризуется физической величиной, называемой удельной теплоёмкостью вещества.
Удельная теплоёмкость
Удельная теплоёмкость – это физическая величина, равная количеству теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг вещества для нагревания его на 1 °С (или на 1 К). Такое же количество теплоты 1 кг вещества отдаёт при охлаждении на 1 °С.
Удельная теплоёмкость обозначается буквой с. Единицей удельной теплоёмкости является 1 Дж/кг °С или 1 Дж/кг °К.
Значения удельной теплоёмкости веществ определяют экспериментально. Жидкости имеют большую удельную теплоёмкость, чем металлы; самую большую удельную теплоёмкость имеет вода, очень маленькую удельную теплоёмкость имеет золото.
Поскольку кол-во теплоты равно изменению внутренней энергии тела, то можно сказать, что удельная теплоёмкость показывает, на сколько изменяется внутренняя энергия 1 кг вещества при изменении его температуры на 1 °С. В частности, внутренняя энергия 1 кг свинца при его нагревании на 1 °С увеличивается на 140 Дж, а при охлаждении уменьшается на 140 Дж.
Количество теплоты Q, необходимое для нагревания тела массой m от температуры t1°С до температуры t2°С, равно произведению удельной теплоёмкости вещества, массы тела и разности конечной и начальной температур, т.е.
Q = c m (t2 — t1)
По этой же формуле вычисляется и количество теплоты, которое тело отдаёт при охлаждении. Только в этом случае от начальной температуры следует отнять конечную, т.е. от большего значения температуры отнять меньшее.
Конспект урока «Количество теплоты. Удельная теплоёмкость».
Следующая тема: «Уравнение теплового баланса».
Количество теплоты. Удельная теплоёмкость
Определение
- Какой параметр называется тепловой мощностью?
Это количество тепла, выделяемое или потребляемое каким-либо объектом за единицу времени.
При проектировании систем отопления расчет этого параметра необходим в двух случаях:
- Когда необходимо оценить потребность помещения в тепле для компенсации потери тепловой энергии через пол, потолок, стены и вентиляцию;
При составлении проекта нужно знать, сколько тепла теряется через стены.
- Когда нужно выяснить, сколько тепла способен отдать отопительный прибор или контур с известными характеристиками.
Источники
- Федеральный закон Российской Федерации от 27 июля 2010 г. N 190-ФЗ «О теплоснабжении»
- Prity
- Тепломонтаж Интернет-справочник
Тепловая мощность и суммарные потери теплоэнергии
Для создания комфорта в жилых и производственных помещениях выполняют составление теплового баланса и определяют коэффициент полезного действия (КПД) отопителей. Во всех расчётах применяется энергетическая характеристика, позволяющая связывать нагрузки источников обогрева с расходными показателями потребителей — тепловая мощность. Вычисление физической величины производится по формулам.
Для вычисления тепловой мощности используются специальные формулы
Как рассчитать гкал на отопление — правильная формула расчета
Зачастую одной из проблем, с которой сталкиваются потребители как в частных постройках, так и в многоквартирных домах, заключается в том, что расход тепловой энергии, получаемой в процессе отопления жилища, является очень большим. Для того чтобы избавить себя от необходимости переплаты за излишнее тепло и для экономии финансов следует определить с тем, как именно должен проходить расчет количества тепла на отопление. Решить это помогут обычные вычисления, с помощью которых станет ясно, какой объем должно иметь поступающее в радиаторы тепло. Именно об этом далее и пойдет речь.
Расчет тепловой мощности котельной
Потребители обслуживаются котельными следующих типов:
- местные (для одного или нескольких домов);
- квартальные (для домов целого квартала);
- районные (крупные сооружения).
Все котельные могут отапливаться следующими видами топлива:
- твердым (древесиной, торфом, углем);
- газообразным;
- жидким (мазутом, нефтью, маслом, соляркой);
- комбинированным.
Использование твердого топлива требует оснащения котельных особыми колосниками, пропускающими золу. Древесина должна быть сухая, для сушки дров используются навесы. Лучше использовать дрова лиственных пород, т.к. хвойные поленья засоряют дымоходы продуктами горения.
Тепловую энергию для данного вида топлива рассчитывают так: на 1 м² площади здания должно приходиться 100 Вт/ч. Для дома площадью 100 м² мощность равна 10 кВт. Зная количество дней, в которые производится отопление, можно подсчитать общую тепловую мощность.
Котельные могут работать на сжиженном и магистральном газе. Для газовых котельных действуют особые требования укладки труб для обеспечения работы котлов (обвязки). Простейший вариант расчета мощности отопительного газового оборудования — 1 кВт энергии на 10 м² площади. Кроме этого, учитывают площадь помещения, его расположение в той или иной климатической зоне, теплопотери отапливаемого строения. Точные расчеты могут выполнить специалисты-теплотехники. Они же помогут определить расход топлива за необходимый промежуток времени.
Выделяемая тепловая энергия считается в мегаваттах (мВт) или гигакалориях (Гкал).
В комбинированных котельных в качестве топлива используются:
- газ и солярка;
- газ и мазут;
- газ и нефть;
- газ и отработанное масло.
Приоритетное и второстепенное топливо определяет владелец котельной. От выбранного вида теплоносителя зависит тип котлов.
При устройстве и эксплуатации отопительных котельных малой мощности для подсчета тепловой энергии учитывается несколько факторов:
- износ отапливаемых зданий;
- степень их утепленности;
- размеры окон и дверей.
При эксплуатации в зданиях появляются места утечки тепла, которые можно найти с помощью тепловизора. При невозможности заделки этих мест увеличивают мощность котельной установки на 30% и более.
Влияющие факторы на расчеты
Перед тем как найти тепловую мощность, определяют количество необходимого тепла на обогрев отдельного помещения или всего дома. При его расчете учитывают несколько важных факторов:
- Объем отапливаемого объекта.
Он позволит узнать, сколько нужно будет нагревать воздуха.
На заметку! Принято считать, что стандартная высота потолков не превышает 2,7 м. Однако на таком расстоянии от пола перекрытия монтировали в советское время. Если этот факт не учитывать, тогда можно воспользоваться упрощенным расчетом, основанным на площади. Сейчас высота потолка может быть больше, особенно в домах, построенных по индивидуально разработанным проектам.
Обычная высота потолка Источник gipernn.ru
- Климатическую зону.
Разница между уличной и комнатной температурой линейно связана с теплопотерями через наружные строительные конструкции дома. Так, для помещений с одинаковым утеплением и объемом количество необходимого тепла на отопление будет отличаться при разном их географическом расположении. Например, в Якутии его потребуется в 3 раза больше, чем в Ялте.
- Качество теплоизоляционных материалов.
Используемый утеплитель влияет на теплопотери через строительные конструкции дома. Кроме того, учитывают количество и размеры окон, а также их исполнение. Ведь остекление может быть одно, двух- и даже трехкамерным. У каждого из вариантов свои теплопотери.
Варианты стеклопакетов с разным количеством камер Источник res.kiev.ua
На расчет тепловой мощности системы отопления также влияет вид используемых радиаторов. Поэтому сначала нужно узнать теплоотдачу каждого прибора. При ее определении учитывают:
- Разницу температур теплоносителя и воздуха в помещении. Мощность радиатора возрастает с увеличением дельты.
- Площадь поверхности отопительного прибора. Ведь с ее увеличением растет количество тепла, которое отдает радиатор окружающей среде. Этот вид теплопередачи осуществляется инфракрасным излучением и благодаря прямому контакту нагретой поверхности с воздухом.
Важно! Производители для увеличения площади радиаторов изготавливают такие приборы с оребрением. Благодаря его наличию возрастает мощность батарей. При этом объем теплоносителя, протекающего через них, не меняется.
- Теплопроводность материала, из которого созданы радиаторы. С увеличением ее значения сильнее нагреваются края приборов с оребрением. Поэтому воздух в помещениях будет быстрее прогреваться.
Вариант радиатора с оребрением для лучшей теплоотдачи Источник golfstrim-nn.ru
Важно! Суммарная мощность отопительных радиаторов и теплоотдача труб системы в доме не должна быть меньше общих теплопотерь здания. Только при соблюдении этого условия удастся обеспечить комфортные условия проживания в постройке зимой.
Как перевести энергетические единицы?
В интернете реально найти огромное число онлайн-калькуляторов, которые конвертируют нужные величины автоматически.
Когда же дело касается того, чтобы во всём разобраться, зачастую предлагаются длинные формулы и пропорции, которые могут отталкивать простого потребителя, закончившего школу много лет назад.
Но разобраться во всём возможно! Понадобится запомнить 1 или 2 числа, действие и вы легко сможете делать перевод в офлайне, самостоятельно.
Расчет пропускной способности труб.
Для точных и профессиональных расчетов необходимо использовать следующие показатели:
- Материал, из которого изготовлены трубы и другие элементы системы;
- Длина трубопровода
- Количество точек водопотребления (для системы подачи воды)
Наиболее популярные способы расчета:
1. Формула. Достаточно сложная формула, которая понятна лишь профессионалам, учитывает сразу несколько значений
Основные параметры, которые принимаются во внимание – материал труб (шероховатость поверхности) и их уклон
2. Таблица. Это более простой способ, по которому каждый желающий может определить пропускную способность трубопровода. Примером может послужить инженерная таблица Ф. Шевелева, по которой можно узнать пропускную способность, исходя из материала трубы.
3. Компьютерная программа. Одну из таких программ легко можно найти и скачать в сети Интернет. Она разработана специально для того, чтоб определить пропускную способность для труб любого контура. Для того что узнать значение, необходимо ввести в программу исходные данные, такие как материал, длина труб, качество теплоносителя и т.д.
Следует сказать, что последний способ, хоть и является самым точным, не подходит для расчетов простых бытовых систем. Он достаточно сложен, и требует знания значений самых различных показателей. Для расчета простой системы в частном доме лучше воспользоваться таблицами.
Особенности учет тепловой мощности
Как правило, при строительстве зданий различного назначения, все теплотехнические расчеты производятся в Гкал и основная причина этого – приближенность получаемых данных к реальной ситуации и возможность получения достоверных данных, которые будут максимально достоверны как для крупного промышленного объекта, так и для небольшого здания. То есть, с использованием данной единицы измерения можно правильно и точно рассчитать количество необходимой тепловой энергии, достаточной для того, чтобы создать оптимальный температурный режим в помещении.
Но при этом, рассчитывая необходимое количество тепловой энергии, важно понимать, что ее получение будет обеспечиваться за счет работы отопительного оборудования. А технические возможности оборудования определяются как мощность и измеряются в кВт. Таким образом, появляется необходимость в переводе одной величины в другую, то есть надо выбрать котел или другое теплогенерирующее оборудование, мощности которого хватит для производства нужного количества тепловой энергии, измерение которой производится в Гкал.
Также следует обратить внимание и на то, что необходимость в переводе кВт в Гкал появляется и в том случае, если используются счетчики тепла, учет потребления в которых ведется именно в кВт, то есть, по сути, определяются мощностные характеристики теплоносителя, прокачиваемого через систему отопления. Хотя нужно обратить внимание на то, что многие теплосчетчики, особенно отечественного производства, адаптированы к российской системе учета и показывают именно потребление тепловой энергии, то есть ведут учет в Гкал. В этом случае потребителю не надо заниматься дополнительными вычислениями, но в остальных – нужно знать, как перевести значения, полученные в кВт в Гкал.
Расчет тепловой мощности: формула
Рассмотрим формулу и приведем примеры, как произвести расчет для зданий с разным коэффициентом рассеивания.
Vx(дельта)TxK= ккал/ч (тепловая мощность), где:
- Первый показатель «V» – объем рассчитываемого помещения;
- Дельта «Т» – разница температур – это та величина, которая показывает насколько градусов внутри помещения теплее, чем снаружи;
- «К» – коэффициент рассеивания (его еще называют «коэффициент пропускания тепла»). Величина берется из таблицы. Обычно цифра колеблется от 4 до 0,6.
Примерные величины коэффициента рассеивания для упрощенного расчёта
- Если это неутепленный металлопрофиль или доска то «К» будет = 3 – 4 единицы.
- Одинарная кирпичная кладка и минимальное утепление – «К» = от 2 до 3-ёх.
- Стена в два кирпича, стандартное перекрытие, окна и
- двери – «К» = от 1 до 2.
- Самый теплый вариант. Стеклопакеты, кирпичные стены с двойным утеплителем и т. п. – «К» = 0,6 – 0,9.
Более точный расчет можно произвести, высчитывая точные размеры отличающихся по свойствам поверхностей дома в м2 (окна, двери и т. д.), производя расчёт для них отдельно и складывая получившиеся показатели.
Теплопоступления от электрических печей.
Эти теплопоступления рассчитывают как долю от установочной электрической мощности Nуст., указываемой в каталоге (иногда эту величину называют «мощность холостого хода»).
Максимальные теплопоступления имеют место от прогретой, находящейся в режиме стационарной теплопередачи, печи. В этот период электрическая мощность будет расходоваться на восполнение тепловых потерь печи и, именно её назвали мощностью холостого хода.
Для определения тепловыделений в помещение от электрических печей существует несколько способов:
по мощности холостого хода Nxx, кВт
Qэлектрических печей = 1000 Nx.x., Вт;
по доле П% от номинальной электрической мощности печи, расходуемой на тепловые потери печью:
Qэлектрических печей = 1000 (П/100)Nуст, Вт.
Если указанные величины неизвестны, ориентировочно теплопоступления можно определить по назначению печи.
Далее в таблице указаны значения величин тепловыделений в Вт на 1 кВт установочной мощности для печей различного назначения.
| Тип электрической печи | Значение α |
|---|---|
| Камерные, шахтные, методические | 200 |
| Колокольные | 130 |
| Муфельные | 150 |
| Печи-ванные | 400 |
| Печи, без указания типа | 250 |
Теплопоступления определяют как:
Qэлектрических печей = α × Nуст, кВт
где: Nуст – установочная электрическая мощность печи, кВт.
Тепловая мощность – формула расчета и сферы применения
С теплотехническими расчётами приходится сталкиваться владельцам частных домов, квартир или любых других объектов. Это основа основ проектирования зданий.
Понять суть этих расчётов в официальных бумагах, не так сложно, как кажется.
Для себя также можно научиться выполнять вычисления, чтобы решить, какой утеплитель применять, какой толщины он должен быть, какой мощности приобретать котёл и достаточно ли имеющихся радиаторов на данную площадь.
Ответы на эти и многие другие вопросы можно найти, если понять, что такое тепловая мощность. Формула, определение и сферы применения – читайте в статье.
на тему
Теплопоступления от технологического оборудования cтоловой.
где: КО — коэффициент одновременности работы теплового оборудования;для столовых КО — 0,8для ресторанов и кафе КО — 0,7NМ — мощность установленного модулированного технологического оборудования, кВт.
Характеристика теплового оборудования предприятия общественного питания.
| Тепловое оборудование | Габариты оборудования | Установочная мощность единицы оборудования, кВт | Коэффициент загрузки оборудования КЗ |
|---|---|---|---|
| Секционное модулированное оборудование | |||
| Плиты: ПЭСМ — 4ш | 840 x 840 x 860 | 18 | 0,65 |
| ПЭСМ — 2к | 420 x 840 x 860 | 3,8 | 0,65 |
| Сковороды: | |||
| СЭСМ — 0.5 | 1470 x 840 x 860 | 13 | 0,65 |
| СЭСМ — 0.2 | |||
| Фритюрница ФЭСМ — 2 | |||
| Котел КПЭСМ — 2 | 420 x 840 x 860 | 7,5 | 0,65 |
| Шкаф ШЖЭСМ — 2 | 1050 x 840 x 860840 x 800 x 1500 | 8,63,8 | 0,300,65 |
NН — установленная электрическая мощность не модулированного технологического оборудования, кВт;
| Тепловое оборудование | Габариты оборудования | Установочная мощность единицы оборудования, кВт | Коэффициент загрузки оборудования КЗ |
|---|---|---|---|
| Не модулированное оборудования | |||
| Варочный котел емкость, л: | |||
| 40 | — | 5 | 0,3 |
| 60 | 6,8 | 0,3 | |
| 125 | — | 8,5 | 0,3 |
| Кипятильник емкость, л: | |||
| 200 | — | 10 | 0,3 |
| 100 | — | 8,3 | 0,3 |
| 25 | — | 3,3 | 0,3 |
NР — установочная мощность электрического оборудования в раздаточном проеме, кВт;
| Тепловое оборудование | Габариты оборудования | Установочная мощность единицы оборудования, кВт | Коэффициент загрузки оборудования КЗ |
|---|---|---|---|
| Оборудование, расположенное в раздаточном проеме | |||
| Тепловая стойка СРТЭСМ | 1470 x 840 x 860 | 2,0 | 0,50 |
| Мармит МЭСМ-50 | 840 x 840 x 860 | 4,0 | 0,50 |
КЗ — коэффициент загрузки оборудования (см. таблицу);К1 — коэффициент эффективности приточно-вытяжных локализирующих устройств для модулированного оборудования — 0,75;К2 — коэффициент эффективности локализирующих устройств для немодулированного оборудования: для приточно-вытяжных локализирующих устройств — 0,75;для завес — 0,45.
Преимущества и недостатки
Как и любая бытовая техника, тепловентиляторы имеют свои плюсы и минусы.
| Достоинства | Недостатки |
| Быстрый нагрев | Относительно высокая шумность обусловленная работой вентилятора |
| Высокая теплоотдача | Невысокая мощность при обычном вентилировании помещения без нагрева сравнимая с маломощным настольным вентилятором |
| Небольшие габариты и вес | Модели с проволочным нихромом сжигают кислород |
| Простота в эксплуатации | Возможно появление неприятного запаха при первом применении после длительного простоя — отгорает пыль |
| Мобильность (за исключением стационарных моделей) | |
| Возможность установки в любом помещении |
Энергопотребление подобных устройств сложно отнести к какой-либо категории т.к. если брать отдельно тепловентилятор и использовать его круглосуточно, он «сожжёт» много электроэнергии. Нет такого обогревающего устройства, которое бы потребляло мало электричества все приборы, будь то конвектор, электробатарея, обычный обогреватель или сплит-система очень «прожорливы».