Расчет системы отопления промышленного здания - система отопления. Все о системах отопления производственных помещений Расчет необходимого тепла для здания

Расчет отопления

Для того чтобы максимально правильно определить размер необходимого количества топлива, осуществить расчет киловатт отопления, а также просчитать наибольшую эффективность работы отопительной системы при условии использования условленного типа горючего, специалистами жилищно-коммунальных служб была создана специальная методика и программа для расчета отопления, по которой получать необходимую информацию, используя заранее известные факторы, значительно проще.

Такая методика позволяет правильно произвести расчет отопления – нужное количество топлива любого типа.

А, кроме того, полученные результаты являются важным показателем, который непременно учитывается при расчете тарифов за услуги жилищно-коммунального хозяйства, а также при составлении сметы финансовых потребностей данной организации. Ответим же на вопрос, как правильно рассчитать отопление по увеличенным показателям.

Особенности методики

Данная методика, которую можно использовать, применяя калькулятор расчета отопления, регулярно используется для расчета технико-экономической эффективности внедрения различного типа энергосберегающих программ, а также во время применения нового оборудования и запуска энергоэффективных процессов.

Для того чтобы произвести расчет отопления помещения – расчет тепловой нагрузки (часовой) в отопительной системе отдельного здания, можно использовать формулу:

В данной формуле, производящей расчет отопления здания:

• а – коэффициент, показывающий возможную поправку разницы температуры внешнего воздуха при расчете эффективности работы отопительной системы, где to от to = -30°С, и при этом определяется необходимый параметр q 0 ;
• Показатель V (м 3) в формуле – это внешний объем отапливаемого здания (его можно найти в проектной документации здания);
• q 0 (ккал/м3 ч°С)является при отоплении здания удельной характеристикой с учетом t o = -30°С;
• Kи.р выступает коэффициентом инфильтрации, который учитывает такие дополнительные характеристики, как сила ветра, тепловой поток. Данный показатель указывает на расчет затрат на отопление – это уровень теплопотерь здания при инфильтрации, при этом теплопередача осуществляется по внешнему ограждению, и учитывается температура внешнего воздуха, применяемая ко всему проекту.

В случае если в здании, по которому проводится расчет отопления онлайн, присутствует чердак (чердачное перекрытие), то показатель V вычисляется методом произведения показателя горизонтального сечения здания (имеется ввиду показатель, полученный на уровне пола 1-го этажа) на высоту здания.

При этом высота определяется до верхней точки теплоизоляции чердачного помещения. Если же в здании крыша совмещена с чердачным перекрытием, то формула расчета отопления использует показатель высоты здания до средней точки крыши. Следует отметить, что в случае наличия в здании выступающих элементов и ниш, они не учитываются при вычислении показателя V.

Перед тем, как рассчитывается отопление, следует учесть, что если в здании есть цокольное помещение или подвал, который также нуждается в отапливании, то следует к показателю V добавить и 40% площади этого помещения.

Для определения показателя K и.р используется следующая формула:

в которой:

• g – ускорение, получаемое при свободном падении (м/с 2);
• L – высота дома;
• w 0 – согласно СНиП 23-01-99 – условная величина скорости ветра, присутствующего в данном регионе в отопительный период;

В тех регионах, где используется расчетный показатель температуры внешнего воздуха t 0 £ -40, при создании проекта отопительной системы, перед тем, как как рассчитать отопление помещения, следует добавлять теплопотерю в 5%. Это допустимо в тех случаях, если планируется, что в доме будет неотапливаемый подвал. Такая теплопотеря вызвана тем, что пол помещений 1-го этажа будет всегда холодным.

Для каменных домов, возведение которых уже закончено, следует учитывать более высокую теплопотерю в первый отопительный период и вносить определенные поправки. При этом расчет отопления по укрупненным показателям учитывает срок окончания строительства:

Май-июнь - 12%;

Июль-август – 20%;

Сентябрь – 25%;

Отопительный сезон (октябрь-апрель) – 30%.

Для расчета удельной отопительной характеристики здания q 0 (ккал/м 3 ч) следует рассчитывать по такой формуле:

Горячее водоснабжение

При этом:

• а – норма потребления горячей воды абонентом (л/ед) в сутки. Данный показатель утверждается местными органами власти. Если же норма не утверждена – показатель берется из таблицы СНиП 2.04.01-85 (приложение 3).
• N – количество жителей (учеников, работников) в здании, соотносимое к суткам.
• t c – показатель температуры воды, подаваемой в отопительный сезон. В случае если данный показатель отсутствует, берется приближенное значение, а именно - t с = 5 °С.
• Т – определенный отрезок времени в сутки, когда осуществляется горячее водоснабжение абонента.
• Q т.п – показатель теплопотери в системе горячего водоснабжения. Чаще всего данный показатель отображает теплопотерю наружного циркуляционного и подающего трубопровода.

Для определения среднего показателя тепловой нагрузки системы горячего водоснабжения в период, когда отопление отключено, следует производить вычисления по формуле:

• Q hm – средняя величина уровня тепловой нагрузки системы горячего водоснабжения в отопительный период. Единица измерения - Гкал/ч.
• b – показатель, демонстрирующий степень снижения часовой нагрузки в системе горячего водоснабжения в неотопительный период, по сравнению с тем же показателем отопительного периода. Такой показатель должен определяться городским самоуправлением. В случае если значение показателя не определено, используется усредненный параметр:
• 0,8 для ЖКХ городов, расположенных в средней полосе России;
• 1,2-1,5 – показатель, применимый для южных (курортных) городов.

Для предприятий, расположенных в любом регионе России, используется единый показатель – 1,0.

• t hs , t h - показатель температуры горячей воды, подаваемой абонентам в отопительный и неотопительный период.
• t cs , t c – показатель температуры водопроводной воды в отопительный и неотопительный период. Если данный показатель неизвестен, можно воспользоваться усредненными данными - tcs = 15 °С, tc = 5 °С.

Создавать систему отопления в собственном доме или даже в городской квартире – чрезвычайно ответственное занятие. Будет совершенно неразумным при этом приобретать котельное оборудование, как говорится, «на глазок», то есть без учета всех особенностей жилья. В этом вполне не исключено попадание в две крайности: или мощности котла будет недостаточно – оборудование станет работать «на полную катушку», без пауз, но так и не давать ожидаемого результата, либо, наоборот, будет приобретен излишне дорогой прибор, возможности которого останутся совершенно невостребованными.

Но и это еще не все. Мало правильно приобрести необходимый котел отопления – очень важно оптимально подобрать и грамотно расположить по помещениям приборы теплообмена – радиаторы, конвекторы или «теплые полы». И опять, полагаться только лишь на свою интуицию или «добрые советы» соседей – не самый разумный вариант. Одним словом, без определенных расчетов – не обойтись.

Конечно, в идеале, подобные теплотехнические вычисления должны проводить соответствующие специалисты, но это часто стоит немалых денег. А неужели неинтересно попытаться выполнить это самостоятельно? В настоящей публикации будет подробно показано, как выполняется расчет отопления по площади помещения, с учетом многих важных нюансов. По аналогии можно будет выполнить , встроенный в эту страницу, поможет выполнить необходимые вычисления. Методику нельзя назвать совершенно «безгрешной», однако, она все же позволяет получить результат с вполне приемлемой степенью точности.

Простейшие приемы расчета

Для того чтобы система отопления создавала в холодное время года комфортные условия проживания, она должна справляться с двумя основными задачами. Эти функции тесно связаны между собой, и разделение их – весьма условно.

• Первое – это поддержание оптимального уровня температуры воздуха во всем объеме отапливаемого помещения. Безусловно, по высоте уровень температуры может несколько изменяться, но этот перепад не должен быть значительным. Вполне комфортными условиями считается усредненный показатель в +20 °С – именно такая температура, как правило, принимается за исходную в теплотехнических расчетах.

Иными словами, система отопления должна быть способной прогреть определенный объем воздуха.

Если уж подходить с полной точностью, то для отдельных помещений в жилых домах установлены стандарты необходимого микроклимата – они определены ГОСТ 30494-96. Выдержка из этого документа – в размещенной ниже таблице:

• Второе – компенсирование потерь тепла через элементы конструкции здания.

Самый главный «противник» системы отопления — это теплопотери через строительные конструкции

Увы, теплопотери – это самый серьезный «соперник» любой системы отопления. Их можно свести к определенному минимуму, но даже при самой качественной термоизоляции полностью избавиться от них пока не получается. Утечки тепловой энергии идут по всем направлениям – примерное распределение их показано в таблице:

Естественно, чтобы справиться с такими задачами, система отопления должна обладать определенной тепловой мощностью, причем этот потенциал не только должен соответствовать общим потребностям здания (квартиры), но и быть правильно распределенным по помещениям, в соответствии с их площадью и целым рядом других важных факторов.

Обычно расчет и ведется в направлении «от малого к большому». Проще говоря, просчитывается потребное количество тепловой энергии для каждого отапливаемого помещения, полученные значения суммируются, добавляется примерно 10% запаса (чтобы оборудование не работало на пределе своих возможностей) – и результат покажет, какой мощности необходим котел отопления. А значения по каждой комнате станут отправной точкой для подсчета необходимого количества радиаторов.

Самый упрощённый и наиболее часто применяемый в непрофессиональной среде метод – принять норму 100 Вт тепловой энергии на каждый квадратный метр площади:

Самый примитивный способ подсчета — соотношение 100 Вт/м²

Q = S × 100

Q – необходимая тепловая мощность для помещения;

S – площадь помещения (м²);

100 — удельная мощность на единицу площади (Вт/м²).

Например, комната 3.2 × 5,5 м

S = 3,2 × 5,5 = 17,6 м²

Q = 17,6 × 100 = 1760 Вт ≈ 1,8 кВт

Способ, очевидно, очень простой, но весьма несовершенный. Стоит сразу оговориться, что он условно применим только при стандартной высоте потолков – примерно 2.7 м (допустимо – в диапазоне от 2.5 до 3.0 м). С этой точки зрения, более точным станет расчет не от площади, а от объема помещения.

Понятно, что в этом случае значение удельной мощности рассчитано на кубический метр. Его принимают равным 41 Вт/м³ для железобетонного панельного дома, или 34 Вт/м³ — в кирпичном или выполненном из других материалов.

Q = S × h × 41 (или 34)

h – высота потолков (м);

41 или 34 – удельная мощность на единицу объема (Вт/м³).

Например, та же комната, в панельном доме, с высотой потолков в 3.2 м:

Q = 17,6 × 3,2 × 41 = 2309 Вт ≈ 2,3 кВт

Результат получается более точным, так как уже учитывает не только все линейные размеры помещения, но даже, в определенной степени, и особенности стен.

Но все же до настоящей точности он еще далек – многие нюансы оказываются «за скобками». Как выполнить более приближенные к реальным условиям расчеты – в следующем разделе публикации.

Возможно, вас заинтересует информация о том, что собой представляют

Проведение расчетов необходимой тепловой мощности с учетом особенностей помещений

Рассмотренные выше алгоритмы расчетов бывают полезны для первоначальной «прикидки», но вот полагаться на них полностью все же следует с очень большой осторожностью. Даже человеку, который ничего не понимает в строительной теплотехнике, наверняка могут показаться сомнительными указанные усредненные значения – не могут же они быть равными, скажем, для Краснодарского края и для Архангельской области. Кроме того, комната - комнате рознь: одна расположена на углу дома, то есть имеет две внешних стенки, а другая с трех сторон защищена от теплопотерь другими помещениями. Кроме того, в комнате может быть одно или несколько окон, как маленьких, так и весьма габаритных, порой – даже панорамного типа. Да и сами окна могут отличаться материалом изготовления и другими особенностями конструкции. И это далеко не полный перечень – просто такие особенности видны даже «невооруженным глазом».

Одним словом, нюансов, влияющих на теплопотери каждого конкретного помещения – достаточно много, и лучше не полениться, а провести более тщательный расчет. Поверьте, по предлагаемой в статье методике это будет сделать не так сложно.

Общие принципы и формула расчета

В основу расчетов будет положено все то же соотношение: 100 Вт на 1 квадратный метр. Но вот только сама формула «обрастает» немалым количеством разнообразных поправочных коэффициентов.

Q = (S × 100) × a × b× c × d × e × f × g × h × i × j × k × l × m

Латинские буквы, обозначающие коэффициенты, взяты совершенно произвольно, в алфавитном порядке, и не имеют отношения к каким-либо стандартно принятым в физике величинам. О значении каждого коэффициента будет рассказано отдельно.

• «а» - коэффициент, учитывающий количество внешних стен в конкретной комнате.

Очевидно, что чем больше в помещении внешних стен, тем больше площадь, через которую происходит тепловые потери. Кроме того, наличие двух и более внешних стен означает еще и углы – чрезвычайно уязвимые места с точки зрения образования «мостиков холода». Коэффициент «а» внесет поправку на эту специфическую особенность комнаты.

Коэффициент принимают равным:

— внешних стен нет (внутреннее помещение): а = 0,8 ;

— внешняя стена одна : а = 1,0 ;

— внешних стен две : а = 1,2 ;

— внешних стен три: а = 1,4 .

• «b» - коэффициент, учитывающий расположение внешних стен помещения относительно сторон света.

Возможно, вас заинтересует информация о том, какие бывают

Даже в самые холодные зимние дни солнечная энергия все же оказывает влияние на температурный баланс в здании. Вполне естественно, что та сторона дома, которая обращена на юг, получает определенный нагрев от солнечных лучей, и теплопотери через нее ниже.

А вот стены и окна, обращённые на север, Солнца «не видят» никогда. Восточная часть дома, хотя и «прихватывает» утренние солнечные лучи, какого-либо действенного нагрева от них все же не получает.

Исходя из этого, вводим коэффициент «b»:

— внешние стены комнаты смотрят на Север или Восток : b = 1,1 ;

— внешние стены помещения ориентированы на Юг или Запад : b = 1,0 .

• «с» - коэффициент, учитывающий расположение помещения относительно зимней «розы ветров»

Возможно, эта поправка не столь обязательна для домов, расположенных на защищенных от ветров участках. Но иногда преобладающие зимние ветры способны внести свои «жесткие коррективы» в тепловой баланс здания. Естественно, что наветренная сторона, то есть «подставленная» ветру, будет терять значительно больше тела, по сравнению с подветренной, противоположной.

По результатам многолетних метеонаблюдений в любом регионе составляется так называемая «роза ветров» - графическая схема, показывающая преобладающие направления ветра в зимнее и летнее время года. Эту информацию можно получить в местной гидрометеослужбе. Впрочем, многие жители и сами, без метеорологов, прекрасно знают, откуда преимущественно дуют ветра зимой, и с какой стороны дома обычно наметает наиболее глубокие сугробы.

Если есть желание провести расчеты с более высокой точностью, то можно включить в формулу и поправочный коэффициент «с», приняв его равным:

— наветренная сторона дома: с = 1,2 ;

— подветренные стены дома: с = 1,0 ;

— стена, расположенные параллельно направлению ветра: с = 1,1 .

• «d» - поправочный коэффициент, учитывающий особенности климатических условий региона постройки дома

Естественно, количество теплопотерь через все строительные конструкции здания будет очень сильно зависеть от уровня зимних температур. Вполне понятно, что в течение зимы показатели термометра «пляшут» в определенном диапазоне, но для каждого региона имеется усредненный показатель самых низких температур, свойственных наиболее холодной пятидневке года (обычно это свойственно январю). Для примера – ниже размещена карта-схема территории России, на которой цветами показаны примерные значения.

Обычно это значение несложно уточнить в региональной метеослужбе, но можно, в принципе, ориентироваться и на свои собственные наблюдения.

Итак, коэффициент «d», учитывающий особенности климата региона, для наших расчетом в принимаем равным:

— от – 35 °С и ниже: d = 1,5 ;

— от – 30 °С до – 34 °С: d = 1,3 ;

— от – 25 °С до – 29 °С: d = 1,2 ;

— от – 20 °С до – 24 °С: d = 1,1 ;

— от – 15 °С до – 19 °С: d = 1,0 ;

— от – 10 °С до – 14 °С: d = 0,9 ;

— не холоднее – 10 °С: d = 0,7 .

• «е» - коэффициент, учитывающий степень утепленности внешних стен.

Суммарное значение тепловых потерь здания напрямую связано со степенью утепленности всех строительных конструкций. Одним из «лидеров» по теплопотерям являются стены. Стало быть, значение тепловой мощности, необходимое для поддержания комфортных условий проживания в помещении, находится в зависимости от качества их термоизоляции.

Значение коэффициента для наших расчетов можно принять следующее:

— внешние стены не имеют утепления: е = 1,27 ;

— средняя степень утепления – стены в два кирпича или предусмотрена их поверхностная термоизоляция другими утеплителями: е = 1,0 ;

— утепление проведено качественно, на основании проведенных теплотехнических расчетов: е = 0,85 .

Ниже по ходу настоящей публикации будут даны рекомендации о том, как можно определить степень утепленности стен и иных конструкций здания.

• коэффициент «f» - поправка на высоту потолков

Потолки, особенно в частных домах, могут иметь различную высоту. Стало быть, и тепловая мощность на прогрев того или иного помещения одинаковой площади будет различаться еще и по этому параметру.

Не будет большой ошибкой принять следующие значения поправочного коэффициента «f»:

— высота потолков до 2.7 м: f = 1,0 ;

— высота потоков от 2,8 до 3,0 м: f = 1,05 ;

— высота потолков от 3,1 до 3,5 м: f = 1,1 ;

— высота потолков от 3,6 до 4,0 м: f = 1,15 ;

— высота потолков более 4,1 м: f = 1,2 .

• « g» - коэффициент, учитывающий тип пола или помещение, расположенное под перекрытием.

Как было показано выше, пол является одним из существенных источников теплопотерь. Значит, необходимо внести некоторые корректировки в расчет и на эту особенность конкретного помещения. Поправочный коэффициент «g» можно принять равным:

— холодный пол по грунту или над неотапливаемым помещением (например, подвальным или цокольным): g = 1,4 ;

— утепленный пол по грунту или над неотапливаемым помещением: g = 1,2 ;

— снизу расположено отапливаемое помещение: g = 1,0 .

• « h» - коэффициент, учитывающий тип помещения, расположенного сверху.

Нагретый системой отопления воздух всегда поднимается вверх, и если потолок в помещении холодный, то неизбежны повышенные теплопотери, которые потребуют увеличения необходимой тепловой мощности. Введём коэффициент «h», учитывающий и эту особенность рассчитываемого помещения:

— сверху расположен «холодный» чердак: h = 1,0 ;

— сверху расположен утепленный чердак или иное утепленное помещение: h = 0,9 ;

— сверху расположено любое отапливаемое помещение: h = 0,8 .

• « i» - коэффициент, учитывающий особенности конструкции окон

Окна – один из «магистральных маршрутов» течек тепла. Естественно, многое в этом вопросе зависит от качества самой оконной конструкции. Старые деревянные рамы, которые раньше повсеместно устанавливались во всех домах, по степени своей термоизоляции существенно уступают современным многокамерным системам со стеклопакетами.

Без слов понятно, что термоизоляционные качества этих окон — существенно различаются

Но и между ПВЗХ-окнами нет полного единообразия. Например, двухкамерный стеклопакет (с тремя стеклами) будет намного более «теплым» чем однокамерный.

Значит, необходимо ввести определенный коэффициент «i», учитывающий тип установленных в комнате окон:

— стандартные деревянные окна с обычным двойным остеклением: i = 1,27 ;

— современные оконные системы с однокамерным стеклопакетом: i = 1,0 ;

— современные оконные системы с двухкамерным или трехкамерным стеклопакетом, в том числе и с аргоновым заполнением: i = 0,85 .

• « j» - поправочный коэффициент на общую площадь остекления помещения

Какими бы качественными окна ни были, полностью избежать теплопотерь через них все равно не удастся. Но вполне понятно, что никак нельзя сравнивать маленькое окошко с панорамным остеклением чуть ли ни на всю стену.

Потребуется для начала найти соотношение площадей всех окон в комнате и самого помещения:

х = ∑ S ок / S п

∑ S ок – суммарная площадь окон в помещении;

S п – площадь помещения.

В зависимости от полученного значения и определяется поправочный коэффициент «j»:

— х = 0 ÷ 0,1 → j = 0,8 ;

— х = 0,11 ÷ 0,2 → j = 0,9 ;

— х = 0,21 ÷ 0,3 → j = 1,0 ;

— х = 0,31 ÷ 0,4 → j = 1,1 ;

— х = 0,41 ÷ 0,5 → j = 1,2 ;

• « k» - коэффициент, дающий поправку на наличие входной двери

Дверь на улицу или на неотапливаемый балкон — это всегда дополнительная «лазейка» для холода

Дверь на улицу или на открытый балкон способна внести свои коррективы в тепловой баланс помещения – каждое ее открытие сопровождается проникновением в помещение немалого объема холодного воздуха. Поэтому имеет смысл учесть и ее наличие – для этого введем коэффициент «k», который примем равным:

— двери нет: k = 1,0 ;

— одна дверь на улицу или на балкон: k = 1,3 ;

— две двери на улицу или на балкон: k = 1,7 .

• « l» - возможные поправки на схему подключения радиаторов отопления

Возможно, кому-то это покажется несущественной мелочью, но все же – почему бы сразу не учесть планируемую схему подключения радиаторов отопления. Дело в том, что их теплоотдача, а значит, и участие в поддержании определенного температурного баланса в помещении, достаточно заметно меняется при разных типах врезки труб подачи и «обратки».

Иллюстрация	Тип врезки радиатора	Значение коэффициента «l»
	Подключение по диагонали: подача сверху, «обратка» снизу	l = 1.0
	Подключение с одной стороны: подача сверху, «обратка» снизу	l = 1.03
	Двухстороннее подключение: и подача, и «обратка» снизу	l = 1.13
	Подключение по диагонали: подача снизу, «обратка» сверху	l = 1.25
	Подключение с одной стороны: подача снизу, «обратка» сверху	l = 1.28
	Одностороннее подключение, и подача, и «обратка» снизу	l = 1.28

• « m» - поправочный коэффициент на особенности места установки радиаторов отопления

И, наконец, последний коэффициент, который также связан с особенностями подключения радиаторов отопления. Наверное, понятно, что если батарея установлена открыто, ничем не загораживается сверху и с фасадной части, то она будет давать максимальную теплоотдачу. Однако, такая установка возможна далеко не всегда – чаще радиаторы частично скрываются подоконниками. Возможны и другие варианты. Кроме того, некоторые хозяева, стараясь вписать приоры отопления в создаваемый интерьерный ансамбль, скрывают их полностью или частично декоративными экранами – это тоже существенно отражается на тепловой отдаче.

Если есть определенные «наметки», как и где будут монтироваться радиаторы, это также можно учесть при проведении расчетов, введя специальный коэффициент «m»:

Итак, с формулой расчета ясность есть. Наверняка, кто-то из читателей сразу возьмется за голову – мол, слишком сложно и громоздко. Однако, если к делу подойти системно, упорядочено, то никакой сложности нет и в помине.

У любого хорошего хозяина жилья обязательно есть подробный графический план своих «владений» с проставленными размерами, и обычно – сориентированный по сторонам света. Климатические особенности региона уточнить несложно. Останется лишь пройтись по всем помещениям с рулеткой, уточнить некоторые нюансы по каждой комнате. Особенности жилья - «соседство по вертикали» сверху и снизу, расположение входных дверей, предполагаемую или уже имеющуюся схему установки радиаторов отопления – никто, кроме хозяев, лучше не знает.

Рекомендуется сразу составить рабочую таблицу, куда занести все необходимые данные по каждому помещению. В нее же будет заноситься и результат вычислений. Ну а сами вычисления поможет провести встроенный калькулятор, в котором уже «заложены» все упомянутые выше коэффициенты и соотношения.

Если какие-то данные получить не удалось, то можно их, конечно, в расчет не принимать, но в этом случае калькулятор «по умолчанию» подсчитает результат с учетом наименее благоприятных условий.

Можно рассмотреть на примере. Имеем план дома (взят совершенно произвольный).

Регион с уровнем минимальных температур в пределах -20 ÷ 25 °С. Преобладание зимних ветров = северо-восточные. Дом одноэтажный, с утепленным чердаком. Утепленные полы по грунту. Выбрана оптимальное диагональное подключение радиаторов, которые будут устанавливаться под подоконниками.

Составляем таблицу примерно такого типа:

Затем, пользуясь размешенным ниже калькулятором производим расчет для каждого помещения (уже с учетом 10% резерва). С использованием рекомендуемого приложения это не займет много времени. После этого останется просуммировать полученные значения по каждой комнате – это и будет необходимая суммарная мощность системы отопления.

Результат по каждой комнате, кстати, поможет правильно выбрать требуемое количество радиаторов отопления – останется только разделить на удельную тепловую мощность одной секции и округлить в большую сторону.

Мнение эксперта

Федоров Максим Олегович

Производственные помещения значительно отличаются от жилых квартир своими размерами и объемами. В этом состоит кардинальное отличие промышленных систем вентиляции от бытовых комплексов. Варианты обогрева просторных нежилых зданий исключают использование конвекционных методов, вполне действенных для обогрева жилья.

Большие размеры производственных цехов, сложность конфигурации, наличие множества приборов, агрегатов или машин, выделяющих в пространство тепловую энергию, нарушат процесс конвекции. Он основан на естественном процессе подъема теплых слоев воздуха, циркуляция таких потоков не терпит даже малых вмешательств. Любой сквозняк, горячий воздух от электродвигателя или станка, направит потоки в другую сторону. В промышленных цехах, складских помещениях имеются большие технологические проемы, способные прекратить работу систем обогрева малой мощности и устойчивости.

Кроме того, конвекционные методы не обеспечивают равномерного нагрева воздуха, важного для производственных помещений. Большие площади требуют одинаковой температуры воздуха во всех точках помещения, иначе возникнут затруднения для работы людей и течения производственных процессов. Поэтому для производственных помещений необходимы специфические способы обогрева , способные обеспечить правильный микроклимат, соответствующий .

Промышленные системы отопления

В число наиболее предпочтительных способов обогрева промышленных помещений входят:

• инфракрасный

• централизованная

• зональная

Централизованные системы

Централизованные системы создаются для максимально равномерного нагрева всех участков цеха. Это бывает важно при отсутствии конкретных рабочих мест, необходимости постоянного перемещения людей по всей площади цеха.

Зональные системы

Зональные системы отопления образуют участки с комфортным микроклиматом на рабочих местах без полного охвата площади цеха. Такой вариант дает возможность сэкономить средства, не расходуя ресурсы и тепловую энергию на балластный подогрев неиспользуемых или непосещаемых людьми участков цеха. При этом, технологический процесс не должен быть нарушен, температура воздуха должна соответствовать технологическим требованиям.

Электрическое отопление

Мнение эксперта

Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ

Федоров Максим Олегович

Важно! Необходимо сразу же заметить, что обогрев с помощью электроэнергии как основной способ отопления практически не используется из-за его дороговизны .

Электрические тепловые пушки или калориферы используются в качестве временных или местных источников тепла. Например, для производства ремонтных работ в неотапливаемом помещении устанавливается тепловая пушка, дающая возможность ремонтной бригаде работать в комфортных условиях, позволяющих получить необходимое качество работы. Электронагреватели как временные источники тепла являются самыми востребованными, так как не имеют потребности в теплоносителе. Они нуждаются лишь в подключении к сети, после чего тут же начинают вырабатывать тепловую энергию самостоятельно. При этом, обслуживаемые площади достаточно малы.

Воздушное отопление

Мнение эксперта

Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ

Федоров Максим Олегович

Воздушное отопление промышленных зданий - наиболее привлекательный тип обогрева.

Он позволяет отапливать помещения больших объемов вне зависимости от их конфигурации. Распределение воздушных потоков происходит управляемым образом, температура и состав воздуха гибким образом регулируются. Принцип действия заключается в нагреве приточного воздуха при помощи газовых горелок, электрических или водяных калориферов. Горячий воздух при помощи вентилятора и системы воздуховодов транспортируется в производственные помещения и выпускается в наиболее удобных точках, обеспечивающих максимальную равномерность нагрева. Системы воздушного отопления имеют высокую ремонтопригодность, они безопасны и позволяют полностью обеспечивать микроклимат в производственных помещениях.

Инфракрасное отопление

Мнение эксперта

Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ

Федоров Максим Олегович

Инфракрасное отопление - один из наиболее новых , появившихся относительно недавно, методов обогрева производственных помещений. Суть его состоит в использовании инфракрасных лучей для нагревания всех поверхностей, расположенных на пути прохождения лучей.

Обычно панели располагаются под потолком, излучая по направлению сверху вниз. От этого нагревается пол, различные предметы, в какой-то степени стены.

Мнение эксперта

Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ

Федоров Максим Олегович

Важно! В этом состоит особенность метода - нагревается не воздух, а именно предметы , находящиеся в помещении.

Для более эффективного распределения ИК лучей на панелях оборудованы отражатели, направляющие поток лучей в нужную сторону. Методика обогрева ИК лучами эффективна и экономична, но имеет зависимость от наличия электроэнергии.

Преимущества и недостатки

Электрообогрев

Отопительные системы, используемые для обогрева частных домов или промышленных зданий, имеют свои сильные и слабые стороны. Так, достоинствами электрических методов обогрева являются:

• отсутствие промежуточных материалов (теплоносителя) . Электроприборы сами генерируют тепловую энергию

• высокая ремонтопригодность приборов. Все элементы могут быть оперативно заменены в случае выхода из строя без каких-либо специфических ремонтных работ

• система с электронагревом может очень гибко и точно регулироваться . При этом, не требуется никаких сложных комплексов, управление производится при помощи стандартных блоков

Инфракрасное отопление

Инфракрасные системы имеют достоинства:

• эффективность , экономичность

• не сжигается кислород , сохраняется комфортная для человека влажность воздуха

• монтаж такой системы довольно прост и доступен для самостоятельного выполнения

• системе не страшны перепады напряжения , что позволяет сохранять микроклимат в помещениях даже при подключении к неустойчивой сети электропитания

• методика предназначена в большей степени для местного, точечного обогрева. Использование ее для создания ровного микроклимата в больших цехах нерационально

• сложность расчета системы , необходимость точного выбора подходящих приборов

Воздушное отопление

Воздушное отопление считается наиболее удобным способом обогрева производственных и жилых помещений. Это выражается в следующих преимуществах :

• способность равномерного нагрева больших цехов или помещений любого размера

• система может быть реконструирована, ее мощность при необходимости может быть повышена без полного демонтажа

• воздушное отопление наиболее безопасно в эксплуатации и монтаже

• система имеет малую инерцию и быстро может менять режимы работы

• существует много вариантов исполнения

• зависимость от источника нагрева

• зависимость от наличия подключения к сети электроэнергии

• при отказе системы температура в помещении очень быстро падает

Создание проекта отопительной системы

Мнение эксперта

Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ

Федоров Максим Олегович

Проектирование воздушного отопления не простая задача. Для ее решения необходимо выяснить ряд факторов, самостоятельное определение которых может быть затруднено. Специалисты компании РСВ могут бесплатно сделать для вас предварительный помещения на основе оборудования ГРЕЕРС.

Выбор того или иного типа отопительной системы производится путем сопоставления климатических условий региона, размеров здания, высоты потолков, особенностей предполагаемого технологического процесса, расположения рабочих мест. Кроме того, при выборе руководствуются экономичностью способа обогрева, возможностью его использования без лишних затрат.

Расчет системы производится путем определения теплопотерь и подбора соответствующего им по мощности оборудования. Для исключения возможности ошибок необходимо использовать СНиП , в которых изложены все требования к системам отопления и даны необходимые для расчетов коэффициенты.

СНиП 41-01-2008

ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ

ПРИНЯТЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ с 01.01.2008 г. постановлением от 2008 г. ВЗАМЕН СНиП 41-01-2003

Монтаж системы отопления

Мнение эксперта

Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ

Федоров Максим Олегович

Важно! Монтажные работы производятся в строгом соответствии с проектом и требованиями СНиП.

Важным элементом системы являются воздуховоды , которые обеспечивают транспортировку газо-воздушных смесей. Они монтируются в каждом здании или помещении по индивидуальной схеме. Размер, сечение, форма воздуховодов играют важную роль при монтаже, так как для подключения вентилятора нужны переходники, соединяющие входной или выходной патрубок устройства с системой воздушных каналов. Без качественных переходников создать плотное и работоспособное соединение не получится.

В соответствии с выбранным типом системы устанавливаются , проводятся электрические кабели , делается разводка труб для циркуляции теплоносителя . Устанавливается оборудование, выполняются все нужные подключения и соединения. Все работы производятся с обязательным соблюдением требований безопасности. Запуск системы производится в минимальном режиме функционирования, с постепенным набором проектной мощности.

Полезное видео

Температура воздуха в производственных помещениях устанавливают в зависимости от характера выполняемых в этих помещения работ. В кузнечном, сварочном и медицинском участках температура воздуха должна быть 13…15оС, в остальных помещениях 15…17 оС, а в отделении ремонта топливной аппаратуры и электрооборудования температура должна составлять 17…20 оС.

Максимальный расход теплоты на отопление определяется по формуле.

Qo= qo(t в – t н)*V, (3.2)

где qo -удельный расход теплоты на отопление 1м3 при разности температур снаружи и внутри в 1оС, равный 0,5 ккал/ч.м3

t в- внутренняя температура помещения;

t н – наружная температура;

V-объем помещения

Произведем расчет по средней температуре внутри помещения, равной 17о Кубатура производственного корпуса, при средней высоте 4,5, составляет V= 4,5 * 648= 2916 м3, наружная температура – 26оС.

Qо= 0,5 (17-(-26) 2916= 62694 ккал /ч

Максимальный часовой расход теплоты на вентиляцию подсчитывается по формуле

Qв= qв (t в – t н)*V, (3.3)

где qв- расход теплоты на вентиляцию 1 м3 при разности температур 1 оС, равный 0,25 ккал/ч.м3.

Qв=0,25(17-(-26)) 2916 = 31347 ккал. ч.

Количество теплоты, отдаваемое нагревательными приборами в час будет равно сумме теплоты, расходуемых на отопление и на вентиляцию производственного помещения.

Qn= Qo+ Qв (3.4)

Qn= 62694+31347=94041 ккал/ч

Поверхность нагревательных приборов, необходимая для отдачи тепла, определяется по формуле

где Кn- коэффициент теплопередачи, прибора, равный 72ккал/м2ч.град.

t n- средняя расчетная температура теплоносителя, равная 111 оС

Fn=2

Для отопления производственного корпуса предлагается использовать радиаторы из чугуна, каждая секция такого радиатора имеет поверхность 0,25 м2. Количество секций, необходимых для отопления мастерской будет равно

n сек=

Для отопления примем батареи по 10 секций, тогда для мастерской необходимо 56 батарей.

Годовой расход условного топлива, необходимого для отопления мастерской, можно подсчитать по формуле,

где – отопительный период, равный 190 дней;

– коэффициент эффективности топлива.

Количество натурального топлива находим по формуле,

где – коэффициент перевода условного топлива в натуральное, равный 1,17

G н = 24309,9 * 1,17= 28442,6 кг

Принимаем количество угля для отопления равное 28,5 т.

Количество дров для розжига найдем по формуле:

G др = 0,05Gн (3.6)

G др= 0,05*28442,6= 1422,13кг.

Принимаем 1,5 т. дров

Осевые напряжения в подошве рельса
Максимальные осевые напряжения в подошве рельса от изгиба и вертикальной нагрузки определяется по формуле, (1.32) где W – момент сопротивления поперечного сечения рельса относительно неётральной оси для удалённого волокна подошвы, м3, /1, таблица Б1/ (для Р65(6)2000(жб) щ W = 417∙10-6м3); ...

Определение ширины колеи в кривой
Согласно исходным данным необходимо определить для заданного экипажа оптимальную и минимально допустимую ширину колеи в кривой радиуса R. Ширина колеи на кривой определяется расчетом по вписыванию экипажа в заданную кривую, исходя из следующих условий: · ширина колеи должна быть оптимальной, т.е. о...

Краткая характеристика «Радиозавод»
Радиозавод расположен в городе Красноярске по улице Декабристов. Это предприятие комплексного типа. Здесь выполняется весь комплекс технических воздействий, предусмотренный Положением о ТО и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта. Предприятие занимает площадь около 700 м2 На этой площ...

При будь то промышленное строение или жилое здание, нужно провести грамотные расчеты и составить схему контура отопительной системы. Особое внимание на этом этапе специалисты рекомендуют обращать на расчёт возможной тепловой нагрузки на отопительный контур, а также на объем потребляемого топлива и выделяемого тепла.

Тепловая нагрузка: что это?

Под этим термином понимают количество отдаваемой теплоты. Проведенный предварительный расчет тепловой нагрузки позволить избежать ненужных расходов на приобретение составляющих отопительной системы и на их установку. Также этот расчет поможет правильно распределить количество выделяемого тепла экономно и равномерно по всему зданию.

В эти расчеты заложено множество нюансов. Например, материал, из которого выстроено здание, теплоизоляция, регион и пр. Специалисты стараются принять во внимание как можно больше факторов и характеристик для получения более точного результата.

Расчет тепловой нагрузки с ошибками и неточностями приводит к неэффективной работе отопительной системы. Случается даже, что приходится переделывать участки уже работающей конструкции, что неизбежно влечет к незапланированным тратам. Да и жилищно-коммунальные организации ведут расчет стоимости услуг на базе данных о тепловой нагрузке.

Основные факторы

Идеально рассчитанная и сконструированная система отопления должна поддерживать заданную температуру в помещении и компенсировать возникающие потери тепла. Рассчитывая показатель тепловой нагрузки на систему отопления в здании нужно принимать к сведению:

Назначение здания: жилое или промышленное.

Характеристику конструктивных элементов строения. Это окна, стены, двери, крыша и вентиляционная система.

Размеры жилища. Чем оно больше, тем мощнее должна быть система отопления. Обязательно нужно учитывать площадь оконных проемов, дверей, наружных стен и объем каждого внутреннего помещения.

Наличие комнат специального назначения (баня, сауна и пр.).

Степень оснащения техническими приборами. То есть, наличие горячего водоснабжения, системы вентиляции, кондиционирование и тип отопительной системы.

Для отдельно взятого помещения. Например, в комнатах, предназначенных для хранения, не нужно поддерживать комфортную для человека температуру.

Количество точек с подачей горячей воды. Чем их больше, тем сильнее нагружается система.

Площадь остекленных поверхностей. Комнаты с французскими окнами теряют значительное количество тепла.

Дополнительные условия. В жилых зданиях это может быть количество комнат, балконов и лоджий и санузлов. В промышленных - количество рабочих дней в календарном году, смен, технологическая цепочка производственного процесса и пр.

Климатические условия региона. При расчёте теплопотерь учитываются уличные температуры. Если перепады незначительны, то и на компенсацию будет уходить малое количество энергии. В то время как при -40 о С за окном потребует значительных ее расходов.

Особенности существующих методик

Параметры, включаемые в расчет тепловой нагрузки, находятся в СНиПах и ГОСТах. В них же есть специальные коэффициенты теплопередачи. Из паспортов оборудования, входящего в систему отопления, берутся цифровые характеристики, касаемые определенного радиатора отопления, котла и пр. А также традиционно:

Расход тепла, взятый по максимуму за один час работы системы отопления,

Максимальный поток тепла, исходящий от одного радиатора,

Общие затраты тепла в определенный период (чаще всего - сезон); если необходим почасовой расчет нагрузки на тепловую сеть, то расчет нужно вести с учетом перепада температур в течение суток.

Произведенные расчеты сопоставляют с площадью тепловой отдачи всей системы. Показатель получается достаточно точный. Некоторые отклонения случаются. Например, для промышленных строений нужно будет учитывать снижение потребления тепловой энергии в выходные дни и праздничные, а в жилых помещениях - в ночное время.

Методики для расчета систем отопления имеют несколько степеней точности. Для сведения погрешности к минимуму необходимо использовать довольно сложные вычисления. Менее точные схемы применяются если не стоит цель оптимизировать затраты на отопительную систему.

Основные способы расчета

На сегодняшний день расчет тепловой нагрузки на отопление здания можно провести одним из следующих способов.

Три основных

1. Для расчета берутся укрупненные показатели.
2. За базу принимаются показатели конструктивных элементов здания. Здесь будет важен и расчет идущего на прогрев внутреннего объема воздуха.
3. Рассчитываются и суммируются все входящие в систему отопления объекты.

Один примерный

Есть и четвертый вариант. Он имеет достаточно большую погрешность, ибо показатели берутся очень усредненные, или их недостаточно. Вот эта формула - Q от = q 0 * a * V H * (t ЕН - t НРО), где:

• q 0 - удельная тепловая характеристика здания (чаще всего определяется по самому холодному периоду),
• a - поправочный коэффициент (зависит от региона и берется из готовых таблиц),
• V H - объем, рассчитанный по внешним плоскостям.

Пример простого расчета

Для строения со стандартными параметрами (высотой потолков, размерами комнат и хорошими теплоизоляционными характеристиками) можно применить простое соотношение параметров с поправкой на коэффициент, зависящий от региона.

Предположим, что жилой дом находится в Архангельской области, а его площадь - 170 кв. м. Тепловая нагрузка будет равна 17 * 1,6 = 27,2 кВт/ч.

Подобное определение тепловых нагрузок не учитывает многих важных факторов. Например, конструктивных особенностей строения, температуры, число стен, соотношение площадей стен и оконных проёмов и пр. Поэтому подобные расчеты не подходят для серьёзных проектов системы отопления.

Зависит он от материала, из которого они изготовлены. Чаще всего сегодня используются биметаллические, алюминиевые, стальные, значительно реже чугунные радиаторы. Каждый из них имеет свой показатель теплоотдачи (тепловой мощности). Биметаллические радиаторы при расстоянии между осями в 500 мм, в среднем имеют 180 - 190 Вт. Радиаторы из алюминия имеют практически такие же показатели.

Теплоотдача описанных радиаторов рассчитывается на одну секцию. Радиаторы стальные пластинчатые являются неразборными. Поэтому их теплоотдача определяется исходя из размера всего устройства. Например, тепловая мощность двухрядного радиатора шириной 1 100 мм и высотой 200 мм будет 1 010 Вт, а панельного радиатора из стали шириной 500 мм, а высотой 220 мм составит 1 644 Вт.

В расчет радиатора отопления по площади входят следующие базовые параметры:

Высота потолков (стандартная - 2,7 м),

Тепловая мощность (на кв. м - 100 Вт),

Одна внешняя стена.

Эти расчеты показывают, что на каждые 10 кв. м необходимо 1 000 Вт тепловой мощности. Этот результат делится на тепловую отдачу одной секции. Ответом является необходимое количество секций радиатора.

Для южных районов нашей страны, так же как и для северных, разработаны понижающие и повышающие коэффициенты.

Усредненный расчет и точный

Учитывая описанные факторы, усредненный расчет проводится по следующей схеме. Если на 1 кв. м требуется 100 Вт теплового потока, то помещение в 20 кв. м должно получать 2 000 Вт. Радиатор (популярный биметаллический или алюминиевый) из восьми секций выделяет около Делим 2 000 на 150, получаем 13 секций. Но это довольно укрупненный расчет тепловой нагрузки.

Точный выглядит немного устрашающе. На самом деле ничего сложного. Вот формула:

Q т = 100 Вт/м 2 × S(помещения)м 2 × q 1 × q 2 × q 3 × q 4 × q 5 × q 6 × q 7 , где:

• q 1 - тип остекления (обычное =1.27, двойное = 1.0, тройное = 0.85);
• q 2 - стеновая изоляция (слабая, или отсутствующая = 1.27, стена выложенная в 2 кирпича = 1.0, современна, высокая = 0.85);
• q 3 - соотношение суммарной площади оконных проемов к площади пола (40% = 1.2, 30% = 1.1, 20% - 0.9, 10% = 0.8);
• q 4 - уличная температура (берется минимальное значение: -35 о С = 1.5, -25 о С = 1.3, -20 о С = 1.1, -15 о С = 0.9, -10 о С = 0.7);
• q 5 - число наружных стен в комнате (все четыре = 1.4, три = 1.3, угловая комната = 1.2, одна = 1.2);
• q 6 - тип расчетного помещения над расчетной комнатой (холодное чердачное = 1.0, теплое чердачное = 0.9, жилое отапливаемое помещение = 0.8);
• q 7 - высота потолков (4.5 м = 1.2, 4.0 м = 1.15, 3.5 м = 1.1, 3.0 м = 1.05, 2.5 м = 1.3).

По любому из описанных методов можно провести расчет тепловой нагрузки многоквартирного дома.

Примерный расчет

Условия таковы. Минимальная температура в холодное время года - -20 о С. Комната 25 кв. м с тройным стеклопакетом, двустворчатыми окнами, высотой потолков 3.0 м, стенами в два кирпича и неотапливаемым чердаком. Расчет будет следующий:

Q = 100 Вт/м 2 × 25 м 2 × 0,85 × 1 × 0,8(12%) × 1,1 × 1,2 × 1 × 1,05.

Результат, 2 356.20, делим на 150. В итоге получается, что в комнате с указанными параметрами нужно установить 16 секций.

Если необходим расчет в гигакалориях

В случае отсутствия счетчика тепловой энергии на открытом отопительном контуре расчет тепловой нагрузки на отопление здания рассчитывают по формуле Q = V * (Т 1 - Т 2) / 1000, где:

• V - количество воды, потребляемой системой отопления, исчисляется тоннами или м 3 ,
• Т 1 - число, показывающее температуру горячей воды, измеряется в о С и для вычислений берется температура, соответствующая определенному давлению в системе. Показатель этот имеет свое название - энтальпия. Если практическим путем снять температурные показатели нет возможности, прибегают к усредненному показателю. Он находится в пределах 60-65 о С.
• Т 2 - температура холодной воды. Ее измерить в системе довольно трудно, поэтому разработаны постоянные показатели, зависящие от температурного режима на улице. К примеру, в одном из регионов, в холодное время года этот показатель принимается равным 5, летом - 15.
• 1 000 - коэффициент для получения результата сразу в гигакалориях.

В случае закрытого контура тепловая нагрузка (гкал/час) рассчитывается иным образом:

Q от = α * q о * V * (t в - t н.р) * (1 + K н.р) * 0,000001, где

Расчет тепловой нагрузки получается несколько укрупненным, но именно эта формула дается в технической литературе.

Все чаще, чтобы повысить эффективность работы отопительной системы, прибегают к строения.

Работы эти проводят в темное время суток. Для более точного результата нужно соблюдать разницу температур между помещением и улицей: она должна быть не менее в 15 о. Лампы дневного освещения и лампы накаливания выключаются. Желательно убрать ковры и мебель по максимуму, они сбивают прибор, давая некоторую погрешность.

Обследование проводится медленно, данные регистрируются тщательно. Схема проста.

Первый этап работ проходит внутри помещения. Прибор двигают постепенно от дверей к окнам, уделяя особое внимание углам и прочим стыкам.

Второй этап - обследование тепловизором внешних стен строения. Все так же тщательно исследуются стыки, особенно соединение с кровлей.

Третий этап - обработка данных. Сначала это делает прибор, затем показания переносятся в компьютер, где соответствующие программы заканчивают обработку и выдают результат.

Если обследование проводила лицензированная организация, то она по итогу работ выдаст отчет с обязательными рекомендациями. Если работы велись лично, то полагаться нужно на свои знания и, возможно, помощь интернета.