Укрупнённый расчёт нагрузки на отопление: Расчет тепловой нагрузки по МДК 4-05.2004

Содержание

ГОСТ Р 56778-2015 Системы передачи тепла для отопления помещений. Методика расчета энергопотребления и эффективности

ГОСТ Р 56778-2015

ОКС 91.140.10

Дата введения 2016-07-01

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «СанТехПроект» (ООО «СанТехПроект»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 ноября 2015 г. N 2031-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений европейского стандарта ЕН 15316-2-1:2007* «Системы отопления в зданиях. Метод расчета энергопотребления и эффективности систем. Часть 2-1. Городские системы теплообразования» (EN 15316-2-1:2007 «Deutsche Fassung Heizungsanlagen in . Verfahren zur Berechnung der Energieanforderungen und Nutzungsgrade der Anlagen. Teil 2-1: die Raumheizung», NEQ)
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Настоящий стандарт является одним из стандартов, разработанных с учетом основных нормативных положений европейских стандартов серии ЕН 15316 под общим наименованием «Системы теплоснабжения в зданиях. Методика расчета энергопотребности и эффективности системы теплоснабжения», в которых установлены методы расчета потребления энергии и эффективности систем отопления в зданиях, в том числе в комбинации с системами бытового горячего водоснабжения. В настоящем стандарте рассмотрены методы расчета энергетических потерь в системах (установках) передачи тепла для отопления в помещениях.

Методику расчета используют для оценки потребления энергии системами (установками) отопления помещений в проектируемых и эксплуатируемых зданиях.

Нормативный характер имеет лишь метод расчета. Требуемые для проведения расчетов значения величин следует принимать по соответствующим стандартам и правилам, действующим на национальном уровне.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает структуру метода расчета потребления энергии отопительными системами помещения и требуемые для этого входные и выходные параметры в целях разработки единого метода расчета.

Метод основан на анализе следующих характеристик устройств теплоотдачи для отопления помещений, включая регулирование:

— температурные перекосы в помещении;

— устройство панельного отопления;

— средства и точность регулирования температуры внутри помещения.

Потребление энергии в системе рассчитывают отдельно для тепловых и электрических нагрузок.

Нормативный характер имеет только метод расчета.

Стандарт не распространяется на оборудование, материалы и изделия системы.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях

ГОСТ Р 54860-2011 Теплоснабжение зданий. Общие положения методики расчета энергопотребности и эффективности систем теплоснабжения

ГОСТ Р 54862-2011 Энергоэффективность зданий. Методы определения влияния автоматизации, управления и эксплуатации здания, расчета энергопотребности и эффективности систем теплоснабжения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения, обозначения и единицы измерения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по [1], а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 вторичные тепловые энергетические ресурсы: Тепловые потери системы, которые могут быть повторно использованы, для снижения потребности полезной энергии для отопления и охлаждения или для уменьшения конечной энергетической потребности систем отопления или охлаждения.

Расчет тепловой нагрузки (мощности) для системы отопления помещения

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

Пример системы отопления частного дома

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

Зачем нужен расчет тепловых нагрузок

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

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

Приблизительные методики оценки

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

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

Можно выделить следующие методы определения тепловой нагрузки:

Расчёт по площади помещения. Существует мнение, что строительство жилых домов обычно производится по проектам, которые уже учитывают климатические особенности конкретного региона и предполагают использование материалов, обеспечивающих необходимый тепловой баланс. Поэтому при устройстве системы отопления с достаточной долей точности можно использовать коэффициент удельной мощности, который не зависит от конкретных особенностей здания.
Для Москвы и области этот коэффициент обычно берется равным 100–150 Вт/м
2, а полная нагрузка вычисляется его умножением на общую площадь помещения.
Учет объема и температуры. Немного более сложный алгоритм позволяет принять во внимание высоту потолков, уровень комфорта в зоне отопления, а также, очень приблизительно, учесть особенности самого здания.
Тепловая нагрузка вычисляется по формуле: Q = V*ΔT*K/860. Здесь V – объем (произведение длины, ширины и высоты помещения), ΔT – разница температур внутри и снаружи, К – коэффициент потерь энергии тепла.
Именно с помощью коэффициента К в расчет и закладываются конструктивные особенности здания. Например, для сооружений из двойной кирпичной кладки с обычной кровлей значение К берется из диапазона 1,0–1,9, а для упрощенных деревянных конструкций оно может достигать 3,0–4,0.
Метод укрупненных показателей. Этот метод похож на предыдущий, но используется для определения тепловой нагрузки при устройстве системы отопления больших объектов, например, многоквартирных зданий.

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

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

Точный расчет тепловой нагрузки

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

К₁ – учитывает тип окон. Для двухкамерных стеклопакетов его значение равно 1, для трехкамерных – 0,85, для обычного остекления – 1, 27;
К₂– теплоизоляция стен. Может изменяться от 1 для пенобетона с улучшенной теплопроводностью до 1,5 для кладки в полтора кирпича или бетонных блоков;
К₃ – конфигурация помещения (соотношение площади окон и пола). Естественно, чем больше окон, тем больше тепловой энергии уходит на улицу. При размерах остекления в 20% от площади пола этот коэффициент равен единице, при увеличении доли окон до 50% он также возрастает до 1,5;

К₄– минимальная уличная температура в течение всего сезона. Здесь логика также очевидна – чем холоднее на улице, тем большие коррективы необходимо вносить в расчет тепловых нагрузок. За единицу берется температура -20 °C, далее прибавляется или вычитается по 0,1 на каждые 5 °C;
К₅ – количество наружных стен. Для одной стены коэффициент равен 1, для двух и трех – 1,2, для четырех – 1,33;
К₆ – тип помещения над рассматриваемой комнатой. Если сверху жилой этаж – то 0,82, если теплый чердак – 0,91, для холодного чердака значение коэффициента равно 1,0;
К₇– учитывает высоту потолков. Чаще всего это 1,0 для высоты 2,5 м или 1,05 – для 3 м.

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

Q_i=q*S_i*K₁*K₂*K₃*K₄*K₅*K

6*K₇,

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

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

Q=Σ Q_i, i = 1…N,

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

Практический пример расчёта

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

Определяем поправочные коэффициенты:

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

Считаем полную тепловую нагрузку:

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

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

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

максимальная, часовая, видео-инструкция по монтажу своими руками, определение, фото и цена

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

Итак, в путь.

Наша задача – научиться рассчитывать основные параметры отопления.

Избыточность и точный расчет

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

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

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

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

Выносной термостат газового котла.

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

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

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

Простейшая схема отопления с теплоаккумулятором.

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

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

Перечень параметров

Итак, что нам, собственно, предстоит считать?

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

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

На сайтах производителей можно даже найти удобные калькуляторы и таблицы для расчета количества секций.

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

Перейдем к формулам.

Тепловая нагрузка

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

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

Нормированное тепловое сопротивление

Инструкция по расчету тепловой мощности в этом случае выглядит так:

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

На тепловизоре хорошо видны потери тепла через окна.

Для компенсации увеличивающихся в холодных регионах потерь используется дополнительный коэффициент.

Регион страны	Коэффициент
Краснодар, Ялта, Сочи	0,7 – 0,9
Москва и область, Санкт-Петербург	1,2 – 1,3
Иркутск, Хабаровск	1,5 – 1,6
Чукотка, Якутия	1,8 – 2,0

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

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

Близость моря делает мягкими крымские зимы.

Ненормированное тепловое сопротивление

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

В ней:

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

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

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

Описание здания	Коэффициент утепления
3 – 4	Кладка в полкирпича, или дощатая стена, или профлист на каркасе; остекление в одну нитку
2 – 2,9	Кладка в кирпич, остекление в две нитки в деревянных рамах
1 – 1,9	Кладка в полтора кирпича; окна с однокамерными стеклопакетами
0,6 – 0,9	Наружное утепление пенопластом или минватой; двухкамерные энергосберегающие стеклопакеты

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

Дом из ракушечника без наружной отделки.

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

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

Морозные дни бывают даже в Крыму.

Гигакалории

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

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

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

Именно в гигакалориях измеряют затраты тепла современные теплосчетчики.

Комната

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

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

Отопительные приборы

Секционные радиаторы

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

Если он неизвестен, можно ориентироваться на следующие приблизительные значения:

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

Алюминиевый радиатор лидирует благодаря высокой теплопроводности и развитому оребрению.

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

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

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

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

Регистры

Особняком в списке отопительных приборов стоят самодельные регистры.

На фото – отопительный регистр.

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

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

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

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

Диаметр трубопровода

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

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

При большой скорости потока вода шумит на фитингах и переходах диаметра. Едва ли этот шум порадует вас ночью.

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

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

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

Внутренний диаметр пластиковой трубы равен разнице наружного диаметра и удвоенной толщины стенки.

Циркуляционный насос

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

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

В ней:

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

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

У многих насосов предусмотрена ступенчатая или плавная регулировка производительности.

Расширительный бак

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

Точный расчет основывается на довольно длинном ряде параметров:

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

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

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

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

Расширительный бак может быть установлен в любой точке автономного закрытого контура.

Заключение

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

Успехов!

как распределяется тепловая нагрузка, какие факторы влияют на тепловую нагрузку

Тепловая нагрузка – это количество тепловой энергии, которое необходимо для поддержания требуемой температуры в помещении. В нашей статье рассмотрим, как распределяется тепловая нагрузка, а также ее расчет.

Содержание:

Как распределяется тепловая нагрузка
Какие факторы влияют на тепловую нагрузку
Расчет тепловой нагрузки

Как распределяется тепловая нагрузка

Рассмотрим водяное отопление: сумма тепловой мощности всех приборов отопления в доме должна равняться максимальной тепловой мощности котла. Чтобы узнать, как распределяется тепловая нагрузка, нужно учитывать некоторые факторы:

Расположение в доме. Те помещения, которые расположены в середине дома, теряет меньше тепла, чем помещения, расположенные в торце или углу здания.
Высота потолка и площадь помещения.
Необходимая температура в помещении. Если помещение расположено в середине дома, то температура должна быть 20°, а помещения, расположенные в торце или углу дома должны иметь температуру 22°. На кухне достаточно 18°, так как расположены электрические или газовые плиты. В ванной комнате должна быть самая высокая температура, она должна быть 25°.
Расстояние от источника тепла.
Если в отопительной системе используется в качестве источника тепла, конвектор, электрообогреватели т.д., то нужный температурный режим устанавливается на термостате. А если используется воздушное отопление, то при помощи пропускной способности воздушного рукава поступает тепловой поток в помещение. Чтобы его регулировать можно подстроить положение решеток вентиляции с контролем температуры.

Какие факторы влияют на тепловую нагрузку?

На тепловую нагрузку влияют следующие факторы:

Толщина и материал стен. Стена из газосиликатных блоков и кирпичная стена имеют разные пропускные способности.
Материал кровли и структура крыши. В утепленном чердаке будет намного меньше теплопотерь, чем в плоской крыше из железобетонных плит.
Площадь остекления. Естественно, чем больше будет окон, тем больше тепловые потери.
Вентиляция. В зависимости от производительности вентиляционной системы происходит потеря тепловой энергии, а также потери происходят от отсутствия или наличия системы рекуперации тепла.
В различных регионах разный уровень инсоляции. Его можно определить степенью поглощения солнечного тепла наружными поверхностями.
Температура на улице и в помещении, а именно их разница. Разницу можно определить тепловым потоком, который проходит через ограждающие конструкции.

Расчет тепловой нагрузки

Чтобы определить тепловую нагрузку есть несколько методов расчета. Каждый из них имеет свои сложности и нюансы, поэтому лучше воспользоваться ниже перечисленными способами для более точного результата. Рассмотрим три простых способа расчета тепловой нагрузки:

Метод 1. Есть простой метол расчета, который основан на СНиП. 1 кВт тепловой мощности требуется для обогрева 10 кв.м. помещения. Полученный результат нужно умножить на региональный коэффициент. Рассмотрим некоторые коэффициенты в зависимости от региона: для умеренного климата коэффициент равен от 1,2 до 1,3; для южного региона коэффициент составляет 0,7-0,9; для крайнего северного региона принимает коэффициент от 1,5 до 2;
Метод 2. Хоть первый метод довольно-таки простой, но он имеет много погрешностей, поэтому опираться только на его результаты не следует. В первую очередь нужно обратить внимание на высотку потолков, которая в каждом помещении разная. Количество дверей и окон в здании также играет немаловажную роль. В квартире будут тепловые потери намного меньше, чем в частном доме. Именно все эти факторы влияют на тепловую нагрузку.
Выделим некоторую корректировку метода: на 1 кубический метр объема помещения применяется тепловая нагрузка 40 ватт; окно в помещении добавляет к показателю 100 ватт, а дверь 200 ватт; если квартира расположена в углу или торце дома, то она имеет коэффициент от 1,2 до 1,3, а в частном доме применяется коэффициент 1,5;
Метод 3. Но второй метод, как и первый не является точным. Именно поэтому стоит воспользоваться еще и третьим методом расчета. В данном методе учтены сопротивление стен и потолка, а также разность температур между воздухом в помещении и на улице. Для того чтобы в помещении был постоянный температурный режим необходимо количество тепловой энергии, которое будет совпадать с потерями через ограждающие конструкции и систему вентиляции. Но в этом методе все расчеты упрощены. Через вентиляционную систему теряется примерно от 30 до 40% тепла, через крышу уходит от 10 до 25%, через стены теряется от 20 до 30% тепла, а через пол, который расположен на грунте уходит от 3 до 6 %.

Рассмотрим некоторые значения термического сопротивления:

Кирпичные стены, которые выложены в 3 кирпича имеют сопротивление 0,592м2*с/Вт, в 2,5 кирпича — 0,502, в 2 кирпича – 0,405, в 1 кирпич – 0,187.
Стены из газосиликатных блоков имеют сопротивление 0,476 для стены в 20 см, для стены в 30 см – 0,709.
Для стены из бревна термическое сопротивление составляет 0,550 для диаметра 25 см, для 20 см – 0,440.
Если толщина бревенчатого сруба равна 20 см, то сопротивление будет 0,440, а если 10 см – 0,353.
Для деревянного пола сопротивление составляет 1,85, для двойной деревянной двери – 0,21.
Для штукатурки толщиной 3 см сопротивление равняется 0,035.
Для перекрытия термическое сопротивление равно 1,43.
Для каркасной стены толщиной 20 см с утеплением в виде минеральной ваты термическое сопротивление равно 0,703.

Стоит обратить внимание на следующие факторы: твердотопливные котлы не должны работать на мощности, которая меньше номинальной. Рассчитывать тепловую нагрузку на отопление обязательно.

Если выполнить все требования и правила перед устройством отопительной системы, то она будет работать без перебоев, а еще можно сэкономить на лишних затратах.

HVAC — Оцените размер вашей системы отопления / охлаждения (в БТЕ)

Калькулятор ОВК

Этот калькулятор нагрузки HVAC (также известный как калькулятор BTU) обеспечивает точную оценку реальной тепловой нагрузки для как для отопления, так и для охлаждения . Кроме того, он дает рекомендации по оборудованию (тип системы отопления / охлаждения, подходящий для вашего дома) и рассчитывает стоимость установки оборудования, включая труд и материалы!

Мы используем запатентованный алгоритм расчета BTU, который НЕ устанавливает завышенную мощность устройства.Большинство онлайн-инструментов дают более высокую оценку тепловой нагрузки, чем это действительно необходимо для вашего дома, чтобы продать вам более дорогое оборудование.

Оценить нагрузку системы HVAC сейчас:

Расчетная нагрузка Охлаждение / нагрев: 0 БТЕ

Рекомендуемое оборудование Рассчитайте, чтобы увидеть результаты

Посмотреть цены в вашем районе Начните здесь — введите свой почтовый индекс

Как пользоваться калькулятором тепловой нагрузки

МАССИВНОЕ ОБНОВЛЕНИЕ (24 июня 2020 г.): Мы выпустили обширное обновление калькулятора, на разработку которого ушло более 150 часов, и теперь оно содержит более 900 строк кода! В этом новом выпуске представлены расчеты цен и HVAC Equipment алгоритм рекомендаций, который предлагает рекомендации, основанные на вашем климатическом регионе, размере вашего дома, наличии (или отсутствии) воздуховодов и / или радиаторов плинтуса в вашем доме.

Хотя расчет тепловой нагрузки в BTU производился до этого обновления, многие домовладельцы не были уверены, какая система отопления и охлаждения им лучше всего. Именно здесь наш новый алгоритм может дать разумную рекомендацию, которая включает как мощность системы (для отопления и охлаждения), соответствующий тип системы, так и затраты на энергию / топливо.

Мы также рекомендуем, если вы планируете использовать результаты этого расчета тепловой нагрузки для принятия решения о покупке, вам СЛЕДУЕТ проверить результаты с помощью этого подробного онлайн-оценщика Manual J.

Несколько систем отопления / охлаждения: Еще одна важная новая функция — это расчет стоимости нескольких систем отопления / охлаждения, устанавливаемых в больших домах (более 3000 кв. Футов), и указание максимально возможных систем отопления, вентиляции и кондиционирования в BTU, а затем система наименьшего размера для оставшейся части общей нагрузки в БТЕ.

Например, если ваша тепловая нагрузка составляет 150 тыс. БТЕ, а максимальный размер центрального кондиционера в жилых помещениях составляет 60 тыс. Британских тепловых единиц (5 тонн), тогда вам понадобятся два компрессора на 60 тыс. БТЕ и один компрессор на 30 тыс. (2.5 тонн). Алгоритм калькулятора выберет полноразмерную систему (ы) и систему наименьшего размера, чтобы покрыть остальную требуемую нагрузку в БТЕ, чтобы дать вам наиболее экономичную оценку.

Оценка стоимости установки: инструмент оценит общую стоимость установки для вашей новой системы HVAC, которая основывается на стоимости оборудования и средней национальной стоимости труда + накладных расходов + прибыли, которые сантехники / подрядчики HVAC взимают за каждый тип системы.

Планируемые новые функции: Теперь, когда механизм рекомендаций по оборудованию и расчет стоимости полностью функционируют, мы планируем добавить две последние функции:

1) Ориентировочная стоимость установки новых воздуховодов (при необходимости).
2) Ориентировочная стоимость установки нового плинтуса или настенных радиаторов ИЛИ теплых полов (при необходимости).

Как рассчитать нагрузку HVAC

Важно, чтобы вы вводили точные / подходящие данные в калькулятор БТЕ. Этот инструмент максимально приближает вас к сложной ручной оценке J. В противном случае вы можете получить слишком большую или слишком маленькую систему.

Шаг 1 (климатический регион): Выберите свой климатический регион, используя карту региона в верхней части калькулятора.Например, если вы живете в Нью-Йорке или Нью-Джерси, выберите Регион 3 (желтый). Если вы живете в Техасе, выберите регион 5 (красный) и т. Д.

Шаг 2 (Размер площади): Введите квадратные метры для вашего дома / здания или определенной площади, для которой вы делаете расчеты.

Этот шаг — Критический для точной оценки годовых нагрузок на отопление / охлаждение ваших систем HVAC! Если вы оставите все настройки по умолчанию и измените только регион с 1 на 5 и обратно, вы увидите огромное изменение нагрузки охлаждения / нагрева в БТЕ.

Шаг 3 (Помещения / Зоны): Введите количество Помещений / Зон, в которых вы хотите установить новую систему отопления / охлаждения.

Если вы планируете использовать центральную систему кондиционирования + воздушную печь (канальную) или центральный котел для отопления, количество зон не очень важно с точки зрения оценки тепловой нагрузки.

Это значение наиболее полезно для определения того, какой тип системы Ductless Mini-Split использовать.

Кроме того, мы обсуждаем плюсы и минусы использования многозонного vs.установка нескольких систем с одной зоной Бесканальные тепловые насосы, в нашем руководстве по установке Mini Split DIY.

Шаг 4 (Высота помещения): Выберите среднюю высоту потолка вашего дома. В большинстве случаев это значение должно быть равно 8 футам. Однако, если у вас высокие потолки или соборные / сводчатые потолки, ОБЪЕМ вашего пространства будет выше.

Для соборных / сводчатых потолков сложите наименьшую высоту стены + высоту пика и разделите на 2, чтобы получить среднее значение. Например:

Ваша внешняя стена 8 футов.высотой, а самая высокая точка на потолке — 12 футов в высоту. В этом случае средняя высота потолка составляет 10 футов:
(12 + 8) / 2 = 10

Шаг 5 (класс изоляции): Большинство домов в США, построенных между 1978 и 2000 годами, будут иметь 4-дюймовые стойки с изоляцией стен R-13 и изоляцию крыши / чердака R-38. Если это соответствует вашему дому, оставьте это значение по умолчанию (Средняя изоляция стен R-13).

Если у вас новый дом с 6-дюймовыми шпильками, у вас будет изоляция R-18.В этом случае выберите значение «Больше среднего».

В большинстве случаев вам не следует использовать значение «Очень хорошо изолировано», если только у вас нет дома с «супер изоляцией».

Если у вас дом частично изолирован, выберите «Менее среднего» или «Плохо изолирован».

Эти два значения являются наиболее важными с точки зрения отопления, где потери тепла будут самыми высокими. Если ваша основная причина для установки новой системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха — охлаждение, мы рекомендуем использовать значение «Меньше среднего», чтобы не перегружать ваше охлаждающее оборудование.

Шаг 6 (Windows): Выберите среднее количество окон в вашем доме. Если у вас ~ 1 окно или меньше, на каждые 8 футов длины внешней стены выберите «Среднее количество».

Если у вас более 1 окна, на каждые 8 футов длины внешней стены выберите «Больше среднего»

Шаг 6 (Герметичность окон / дверей): Выберите соответствующий уровень изоляции окон / дверей. В большинстве случаев оставьте это значение по умолчанию «Среднее».

Понимание результатов расчета нагрузки HVAC

В отличие от других онлайн-калькуляторов HVAC, мы предоставляем расчетную тепловую нагрузку (размер системы в БТЕ / ч) для и «Отопление и охлаждение», а также рекомендуемые тип и размер оборудования HVAC!

Вы получите ДВА результата:

1) Нагрузка на охлаждение и обогрев в БТЕ — это фактическое рассчитанное количество БТЕ в час и Тонны, необходимые для обогрева / охлаждения вашего помещения.
2) Тип оборудования для обогрева / охлаждения, наиболее подходящего для ваших нужд.

1) Расчетная тепловая нагрузка

Вы получите приблизительную нагрузку в БТЕ / тонны для вашего дома на основе информации, введенной вами в калькулятор, и вашего региона. Результаты как для отопления, так и для охлаждения рассчитываются с использованием нашего оптимизированного алгоритма расчета в BTU, который является более «консервативным», чем может дать вам большинство подрядчиков HVAC и продавцов оборудования.

В среднем эти значения будут на 20-30% ниже, чем «оценка подрядчика».Однако мы рекомендуем использовать меньшие числа по причинам, описанным выше.

2) Рекомендация по оборудованию HVAC

Наш калькулятор пытается предоставить наилучшее соответствие / рекомендации для оборудования, подходящего для вашей конкретной ситуации, на основе вашего климатического региона и других исходных данных.

Рекомендации по оборудованию нуждаются в дополнительных разъяснениях, поскольку ситуация каждого человека индивидуальна. В идеале этот калькулятор идеально подходит для дома новой постройки, где у вас есть полный контроль над дизайном и спецификациями типа оборудования HVAC, которое будет использоваться.Однако большинство домовладельцев в США имеют дело с уже существующими домами, что накладывает определенные ограничения.

Прежде всего, если у вас дома есть система воздуховодов , центральная печь горячего воздуха AC + будет для вас наиболее рентабельной системой. В очень жарком климате печь можно заменить электронагревательной спиралью, которая будет обеспечивать теплый воздух в редкие холодные дни / ночи.

Если у вас нет воздуховодов и вы живете в климатических зонах 1, 2 или 3, лучшая система для отопления — это водогрейный котел с принудительной подачей воды (с плинтусами, настенными радиаторами или лучистым напольным отоплением), а лучшая система охлаждения — это мульти -зонный бесканальный (мини-сплит) кондиционер, которые экономичны и чрезвычайно эффективны.

В регионах 3, 4 и 5 очень редко бывает очень холодно. В этих областях зимы очень мягкие, а средняя низкая температура выше 0 градусов по Фаренгейту. Следовательно, высокоэффективная система с тепловым насосом без воздуховодов (мини-сплит) может (и должна) использоваться как для отопления, так и для охлаждения. Это наиболее экономичный * тип обогрева / охлаждения, который вы можете получить.

Тепловые насосы

Ductless могут как обогревать, так и охлаждать ваш дом при температуре окружающей среды до -15 градусов по Фаренгейту, и они довольно хорошо справляются с этим. Поскольку они могут обеспечивать отопление и делают это с использованием довольно небольшого количества электроэнергии (в 3-4 раза меньше, чем у электрических обогревателей), вам может не потребоваться установка дополнительной системы отопления, будь то печь или бойлер, что сэкономит вам около 7000-12000 долларов США + на установку.

Однако они не должны быть вашим ЕДИНСТВЕННЫМ источником тепла в климатической зоне 1 и 2, где зимой очень низкие температуры и часты отключения электроэнергии, поскольку бесканальные тепловые насосы работают на электричестве. Если у вас есть резервная система отопления (например, старый котел или газовая печь / печь на гранулах, и которая может проработать несколько дней без электричества в случае отключения электроэнергии, то вы можете использовать тепловые насосы в качестве основного источника отопления даже в более холодных регионах.

Большим преимуществом является то, что бесканальные системы являются «модульными» и работают на уровне зоны.Так что, если вы проводите большую часть дня в гостиной, нет необходимости охлаждать или обогревать весь дом! Вам нужно всего лишь запустить 1 зону. Ночью вы можете выключить зону гостиной и включить зоны в спальне (ах).

Более того, бесканальные системы также примерно в 2 раза более эффективны, чем даже современные высокоэффективные системы центрального кондиционирования, что означает, что ваши счета за электричество будут в 2 раза меньше! Фактически даже больше, чем в 2 раза, из-за зонирования, которое практически невозможно сделать с центральными системами кондиционирования воздуха.

* В то время как в большинстве южных штатов затраты на электроэнергию очень низкие (около 0,10-0,13 доллара США за кВтч), в некоторых местах, например в Калифорнии, затраты на электроэнергию часто превышают 0,30 доллара США за кВтч, а цены на ПИК могут достигать 0,50 доллара США за кВтч, a Бесканальная система кондиционирования / отопления идеальна, так как они часто в 2 раза более эффективны, чем центральная система кондиционирования, и вы можете кондиционировать только те части вашего дома, где вам действительно нужен прохладный или теплый воздух, вместо охлаждения / обогрева всего дома, при этом вы сидите в гостиной!

Профессиональный совет: Если в вашем доме в настоящее время нет воздуховодов, а ваш дом одноуровневый (ранчо / мыс), то на чердаке можно установить воздуховоды и печь AC +, используя гибкие изолированные воздуховоды.Это намного дешевле, чем традиционные воздуховоды из листового металла, которые необходимо устанавливать из подвала и распространять на все ваши комнаты, особенно если ваш дом состоит из нескольких уровней.
В этом случае установка Central AIR значительно дешевле, чем бесканальные тепловые насосы. Однако из-за огромной разницы в эффективности бесканальная система быстро покроет начальную разницу в расходах, сэкономив в среднем 40% эксплуатационных расходов!

Таблица размеров HVAC

Выбор системы HVAC подходящего размера для вашего дома / здания необходим для обеспечения достаточной мощности для обогрева или охлаждения вашего жилого помещения.Если ваша система отопления или охлаждения слишком мала, вы не получите достаточного количества БТЕ, и пространство не будет комфортным.

Если вы приобретете слишком большую систему, вам придется переплатить за дополнительную емкость: Большая система = более высокая стоимость установки. Вы также будете слишком много платить за эксплуатационные расходы (будь то газ, электричество или нефть) в будущем.

Большинство подрядчиков по отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха / сантехнике не хотят тратить время на правильный расчет (с использованием ручного метода J) тепловую нагрузку и теплопотери вашего дома (или отдельных комнат).Таким образом, вместо того, чтобы прикрыть свои «основы», 99% профессионалов указывают на негабаритные системы (которые, как объяснялось выше, стоят дороже в установке и эксплуатации).

ПРИМЕЧАНИЕ: Большинство подрядчиков и дистрибьюторов оборудования используют НАДУТАННЫЕ значения БТЕ / ч при расчете тепловой нагрузки и размера агрегата (в тоннах / БТЕ), в первую очередь, чтобы прикрыть свою спину.
В нашем калькуляторе используются более низкие значения БТЕ / ч как для нагрева, так и для охлаждения, чтобы получить более «реальную» оценку тепловой нагрузки. Тем не менее, мы настоятельно рекомендуем , чтобы вы (или ваш подрядчик) выполнили ручной расчет тепловой нагрузки J вашего дома или определенного района, прежде чем принимать какие-либо решения о покупке!
Этот калькулятор предназначен для использования только в информационных целях!

Стоимость установки ОВК

Стоимость установки

HVAC зависит от региона и зависит от стоимости жизни.Однако цены на оборудование в большинстве штатов примерно одинаковы. Вот типичные цены на центральный воздух (центральный кондиционер + печь горячего воздуха), водогрейные котлы или бесканальные мини-сплит-системы.

Обратите внимание на , что центральная печь переменного тока и печь горячего воздуха могут быть установлены вместе или по отдельности. Однако, если у вас есть только центральный кондиционер, вам также понадобится система отопления. Поскольку система центрального кондиционирования и печь штабелируются, они прекрасно работают вместе друг с другом.

Мы используем дом размером 2300 кв. Футов (в среднем по США для существующих односемейных домов) для оценки стоимости.

CENTRAL AC COST: 4-тонный, 14 SEER Central Air стоит от $ 5 595 до $ 7 837 . Система оснащена электронагревателем. Включает удаление старого центрального конденсатора переменного тока и змеевика, а также повторное использование существующих медных линий и электрических соединений. Обновление до 16 SEER обойдется примерно в 800-1200 долларов.
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ВОЗДУХ (кондиционер + ПЕЧЬ): Комбинированная система центрального воздуха стоит от 7 976 долларов до 11 171 долларов США за 4-тонный центральный кондиционер на 14 SEER с газовой печью 80 тыс. БТЕ и КПД 96%.Включает удаление старого центрального конденсатора переменного тока и змеевика, а также повторное использование существующих медных линий и электрических соединений.
КОТЛ (лучистое тепло): Котлы с принудительной подачей горячей воды, запуск 4683 — 6 130 долларов за обычный газовый / масляный котел ИЛИ 6 934 — 10 623 долларов за конденсационный котел со встроенным безбаквальным водонагревателем, например Navien, Bosch, Viessmann. Включает удаление старого котла и повторное использование существующих радиаторов / водопроводов.
БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ: Мини-сплит-система для всего дома на 4-5 зон будет стоить 13 876 — 18 058 долларов .Эти системы могут очень эффективно обогревать и охлаждать ваш дом. Включает установку новых медных линий хладагента и электрическое соединение 240 В с 1 внешним компрессором и 4-5 внутренних «настенных агрегатов». Напольные, тонкие воздуховоды, потолочные кассетные внутренние блоки будут стоить 300-400 долларов за каждую зону. Оцените мини-сплит-стоимость в вашем районе.

Если вы хотите получить расценки на HVAC в вашем районе, позвоните некоторым местным установщикам HVAC, которых вы знаете, или ваша семья / друзья могут порекомендовать или запросить бесплатные оценки через нашу реферальную программу.

Выбор лучшей системы HVAC для вашего дома

Используйте следующие рекомендации, чтобы выбрать лучшую систему отопления / охлаждения для вашего дома.

Как упоминалось выше, если вы живете в северных климатических регионах, мы рекомендуем газовый котел для отопления и бесканальный (мини-сплит) кондиционер для охлаждения. Если у вас уже есть воздуховоды, в краткосрочной перспективе будет дешевле использовать центральную печь переменного тока + горячего воздуха.

Однако в некоторых случаях вы получите рекомендацию Mini Split как для охлаждения, так и для нагрева, но размер BTU будет другим.

Мы знаем, что эта часть сбивает с толку. Итак, давайте посмотрим на это подробнее:

Большинство мини-сплит-секций рассчитаны на основе их ХОЛОДИЛЬНОЙ способности. Мини-сплит 12000 БТЕ (1 тонна) будет иметь номинальную мощность около 12000 БТЕ / ч. Однако эти же агрегаты могут также НАГРЕВАТЬСЯ! И большинство более дорогих устройств Mini Split будут иметь гораздо более высокую тепловую мощность!

Пример: 9000 БТЕ Fujitsu RLS3H (одна зона) имеет максимальную мощность нагрева 21000 БТЕ ! Поэтому, если вы живете в зонах 3,4 и 5 и планируете установить бесканальную систему для всего дома, используйте размер ОХЛАЖДЕНИЯ при выборе оборудования.В большинстве случаев доступных тепловых единиц будет более чем достаточно!

В регионах 1 и 2 вам нужно внимательнее изучить технические характеристики вашего устройства. Однако в большинстве случаев в более крупных системах (2-8 многозонных установок) разница в BTU для нагрева и охлаждения не такая большая, как в приведенном выше примере. Следовательно, вам придется либо немного увеличить размер, либо установить несколько однозонных блоков по всему дому, чтобы получить максимальную эффективность и доступную мощность.

Если вы не уверены, какой тип системы отопления или охлаждения установить в вашем доме, получите 3–4 бесплатных оценки от местных профессионалов в области HVAC.

Мини-колена для холодного климата: хорошо ли греют?

Многие домовладельцы, желающие добавить эффективную систему отопления, которая может использоваться в холодные месяцы года, очень скептически относятся к установке мини-сплит-теплового насоса. В конце концов, они в первую очередь используются для охлаждения. Однако реальность такова, что если вы приобретете мини-сплит-тепловой насос, РАЗРАБОТАННЫЙ для холодной погоды, он будет обогревать ваше пространство так, что вас удивит — вам будет очень тепло и приятно!

Вместо того, чтобы перечислять все «за» и «против», а также возможные сценарии, я приведу пример.Пять лет назад начальная школа Нью-Брук в Ньюфане, штат Вермонт, установила бесконтактные тепловые насосы + солнечные панели для ОТОПЛЕНИЯ и охлаждения здания с резервным пропановым котлом (только в дни с температурами ниже -4F). Это был беспрецедентный выбор отопления для школьного здания в этом районе, и многие люди были против. Однако обновление было окончательно одобрено и работает очень эффективно по сей день.

Это означает, что тепловые насосы могут производить достаточно тепла в холодном климате и быть экономичными! Соедините это с солнечной батареей на крыше, и вы получите бесплатное отопление через 5-8 лет.

Однако, если у вас пропадет электричество, вы можете остаться без тепла! Поэтому важно иметь запасной план, если вы живете в северном климате и хотите использовать для отопления мини-сплит-тепловые насосы!

Основы нагрева и охлаждения

Что вы узнаете

Вы получите представление о теплопередаче применительно к зданиям и о различных факторах, которые необходимо учитывать при расчете нагрузок на отопление и охлаждение здания.После прохождения курса вы должны знать:

Как использовать простую процедуру расчета теплопотерь
Как найти и использовать местные климатические данные
Тепловые свойства строительных материалов
Последствия инфильтрации воздуха и вентиляции
Основные понятия и методы определения охлаждающей нагрузки
Воздействие окон, стен, крыш и перегородок на нагрузки
Основные виды внутренних нагрузок
Как использовать метод CLTD
Как использовать метод передаточной функции

Содержание курса

Расчет теплопередачи и нагрузки — Проводимость; конвекция; радиация; тепловая емкость; и явная и скрытая теплопередача.
Простая процедура расчета потерь тепла — Основной процесс; пример здания; и полезные комментарии.
Расчетные температурные условия и погодные данные — Расчетные внутренние и внешние условия; расчетная зимняя наружная температура; данные о ветрах и годовых экстремальных погодных условиях; летние наружные дизайнерские условия; и другие источники климатической информации.
Тепловые свойства материалов — Свойства строительных материалов; U-факторы для неоднородных участков; поверхностное сопротивление и мертвые воздушные пространства; и тепловые характеристики среди альтернатив.
Теплообмен через стены, крышу и полы — Описание здания; зонирование дизайна; неотапливаемые помещения; монолитный; подвал; пространство для обхода; слуховые окна, фронтоны и свесы; и резюме строительства.
Инфильтрация и вентиляция — Источники инфильтрации; способ воздухообмена; метод эффективной площади утечки; вентиляция; увлажнение и контроль влажности.
Расчет охлаждающей нагрузки — Расход тепла; первоначальное рассмотрение проекта; и методы расчета.
Нагрузки для кондиционирования воздуха на стенах, крышах и перегородках — Температура солнечного воздуха; CLTD для крыш; CLTD для стен; межкомнатные перегородки; и образец проблемы.
Охлаждающие нагрузки из Windows — Коэффициент усиления окна по теплопроводности; поступление солнечного тепла; внутренние и внешние устройства затемнения; и пример расчетов.
Внутренние нагрузки — Освещение; мощность; Техника; люди; выигрывает система охлаждения; и примеры.
Пример расчета отопительной и охлаждающей нагрузки — Пример определения проблемы; сбор исходных данных и предположения; тепловая нагрузка; и охлаждающая нагрузка.
Метод передаточной функции — Прирост тепла за счет теплопроводности через внешние стены и крыши; преобразование охлаждающей нагрузки из притока тепла; и использование функций передачи номера.

Кому следует записаться на этот курс?

Это отличный курс для всех, кому нужен общий обзор принципов теплопередачи и расчета нагрузки на отопление и охлаждение. Вы получите пользу от этого курса, если вы:

Недавний выпускник инженерного факультета, работающий в сфере HVAC & R.
Опытный инженер, который пришел в сферу HVAC & R из другой инженерной области.
Архитектор, техник, специалист по строительству или управлению зданиями, который хочет расширить свои знания о системах HVAC.

Начало работы:

Самостоятельное обучение	Групповое обучение
Цена : 189 долларов (член ASHRAE: 142 доллара)	Цена : (минимум 10) ASHRAE Chapter : 66 долларов за учебник Университет / колледж : 66 долларов за учебник Компания : 88 долларов за учебник
Заработайте 35 PDH / 3.5 CEU	Участники зарабатывают CEU в соответствии с количеством проведенных часов курса
Купить I-P Edition	Отправить в программу текстов группового обучения

Расчет ОВК

Расчет размера системы HVAC в зале Macalister будет проходить двумя способами. Первый метод будет основываться на оценках кубических футов в минуту и тоннажа, указанных в ASHRAE. Второй способ, что более подробно, предполагает использование программы моделирования Carrier E-20 для расчета нагрузок.

Стандарты оценки ASHRAE:

ASHRAE устанавливает стандарты для оценка кубических метров и тоннажа в здании. При расходе 20 куб. Футов в минуту на человека стандарт и система повторного нагрева, ASHRAE устанавливает следующие числа:

	Расчетная охлаждающая нагрузка (тонны): от 0,25 до 0,35 тонны на 100 квадратных футов общей площади здания
	Расчетная тепловая нагрузка (MBH): 1.5 к 2,5 MBH на 100 квадратных футов общей площади здания
	Расчетный кубический фут в минуту: от 75 до 125 кубических футов в минуту на 100 квадратных футов общей площади застройки
	охлажденной воды, галлонов в минуту: 2,4 галлона в минуту на тонну охлаждение
	горячей воды, галлонов в минуту: отопление MBH, разделенное на 10

Для наших оценок мы будем использовать средние точки этих значений, чтобы дать ответ, который не является ни слишком либеральным, ни слишком консервативен.

Метод оценки ASHRAE для Macalister Зал:

Общая площадь кондиционированных место в Macalister Зал выглядит следующим образом:

	28400 футов ² в подвале
	24400 футов ² в первом этаж
	13 500 футов ² на каждой башне этаж
	10,500 футов ² на факультете клуб
	Общая кондиционированная площадь: 117 300 футов ²

Исходя из рассчитанной площади выше и стандартов ASHRAE, изложенных ранее, нагрузки на здание рассчитывается по следующей таблице:

Охлаждающая нагрузка	Нагревательная нагрузка	Всего куб. Футов в минуту	Охлажденная вода	Горячая вода
350 тонн	2350 МБХ	117300 куб. Футов в минуту	840 галлонов в минуту	235 галлонов в минуту

Программа Carrier E-20

The Программа Carrier E-20 намного точнее, чем упомянутая ранее предварительный расчет.С помощью этой программы рассчитываются нагрузки на здание. с учетом строительных материалов, направленная облицовка, инфильтрация, графики занятости, загрузка оборудования, загрузка людей и др. уставки в системе HVAC. Обрисован ввод данных в программу. ниже.

Температура воздуха в регионе Филадельфия

Сезон	Сухой термометр (F)	Мокрая лампа (F)	Суточный диапазон (F)
Зима	10	НЕТ	НЕТ
Лето	93	75	14

Филадельфия Высота над уровнем моря: 26 футов

Philadelphia Latitude Адрес: 40

Информация о строительных материалах:

В следующих разделах показаны две основные формы конструкции Macalister. Зал.Башня состоит из 6-дюймовой сборной бетонной панели снаружи. большое воздушное пространство и внутреннее пространство из 4-х дюймовых бетонных блоков. Первый пол состоит из кирпича 4 дюйма, с воздушным зазором 1 дюйм и бетона 8 дюймов. блочная стена.

Стена 1-го этажа Секция Башня Стеновая Секция

Из приведенных выше секций стен я рассчитал общее значение U стен. (БТЕ / час / фут ² / фут) в зависимости от используемых материалов и установленных стандартов вперед в ASHRAE.Табличные значения следующие:

Строительство 1-го этажа:

Строительные материалы	R-значение (часы x фут ² x F / BTU)	Значение U (БТЕ / ч / фут ² / фут)
Сопротивление наружному воздуху	0.33	3,03
Лицевой кирпич 4 «	0,43	2,33
Воздушный зазор 1 «	0,91	1,10
8 «CMU	2.02	0,50
Внутреннее сопротивление воздуха	0,69	1,45
Итого	4,38	8,41

Строительство башни:

Строительные материалы	R-значение (часы x фут ² x F / BTU)	Значение U (БТЕ / ч / фут ² / фут)
Сопротивление наружному воздуху	0.33	3,03
6-дюймовая сборная железобетонная панель	3,22	0,31
Воздушный зазор 6 дюймов	0,91	1,10
4 «CMU	1.11	0,90
Внутреннее сопротивление воздуха	0,69	1,45
Итого	6,26	6,79

Типовая конструкция окна:

Предполагается алюминиевое стеклопакетное окно с терморазрывом и светлыми плафонами. на внутренней.Эти предположения приводят к следующим значениям:

	Общее значение U: 0,537 (БТЕ / час / фут ² / фут)
	Коэффициент затемнения: 0,454

Типовая конструкция крыши:

Предполагается монолитная крыша на стальном настиле 22 колеи с изоляцией из плит Р-7. Эти предположения приводят к следующему значению:

Общее значение U:.121 (БТЕ / ч / фут ² / фут)

Типичные световые нагрузки: 1,5 Вт / фут ²

Типичная нагрузка на людей: 1 человек / 150 футов ² при выполнении офисной работы:

	Явная нагрузка: 245 BTU
	Скрытая нагрузка: 205 BTU

Типичные потери при инфильтрации: 2 воздухообмена в час

Типовая загрузка оборудования: .5 Вт / фут ²

Уставки и коэффициенты безопасности:

Уравнения, используемые E-20 для расчета нагрузок:

1. Нагревательная нагрузка: Q = U x A x T

Где:

	Q = Скорость теплопередачи, БТЕ / час
	U = Общий коэффициент теплопередачи, БТЕ / час / фут ² / F
	A = Площадь поверхности, через которую тепло расход, футы ²
	T = разность температур, через которую течет тепло, F

Площадь стены рассчитывалась исходя из высоты пола 12 футов-0 дюймов. в башне и 15′-0 «на первом этаже.

2. Охлаждающая нагрузка: Q = U x A x CLTD _c

Где:

	Q = нагрузка охлаждения для крыши, стекла или стены, британских тепловых единиц / час
	U = общий коэффициент теплопередачи для крыши, стекла или стены, британских тепловых единиц / час / фут ² / F
	A = Площадь крыши, стекла или стены, футы ²
	CLTD _c = Скорректированная разница температур охлаждающей нагрузки, F

CLTD _c — это измененное значение разницы температур, которая учитывает эффект накопления тепла и запаздывания.

3. Солнечное излучение через стекло: Q = SHGF x A x SC x CLF

Где:

SHGF основан на ориентации и времени года, а SC основан на вид драпировки, помещаемой на окно.

4. Осветительная нагрузка: Q = 3,4 x Ш x BF x CLF

Где:

BF учитывает тепловые потери в балластах люминесцентных ламп и CLF учитывает накопление тепла в осветительных приборах.

5. Нагрузка на людей: Q _с = q _с x n x CLF, Q _l = q _l x n

Где:

	Q _с и Q _л = Явное и скрытое тепловыделение, БТЕ / ч
	q _с & q _l = Явное и скрытое тепловыделение на человек, БТЕ / час на человека
	n = Количество человек
	CLF = Коэффициент охлаждающей нагрузки для людей

Carrier E-20 Результаты:

Информация была введена на основании вышеуказанных уставок и уравнений в Программа Carrier E-20 и были получены следующие результаты:

Охлаждающая нагрузка

Нагревательная нагрузка

Всего куб. Футов в минуту

Охлажденная вода

Горячая вода

300 тонн

2100 МБХ

куб. Футов в минуту

720 галлонов в минуту

210 галлонов в минуту

Расчет и определение коэффициента теплопередачи

Наружные стены для расчета кондиционирования воздуха или расчета притока тепла, крыши, стекла, приток тепла от устройства и людей обрабатываются источником притока тепла свежего воздуха и влаги.

Всегда обогревается зимой, объемный метод, желаемая температура поддерживается на постоянном уровне, он направлен на то, чтобы тепло поступало во внешний холод. Тепло будет течь во внешнюю среду, окружающую более низкую температуру нагретого объема строительных элементов, в которой указана потеря тепла. Летом объемный поток тепла, охлаждаемого кондиционером, происходит в обратном направлении. внутренняя температура, требуемая для желаемых комфортных условий в объеме, всегда будет на уровне ниже внешней температуры, прирост тепла здесь будет зависеть от объема.По сути, приток тепла, включающий не только тепло, уходит наружу, множество внутреннего тепла будет передаваться от объема источника.

В принципе, количество тепла зимой и тепло вне направления перехода для летнего расчета кажутся совершенно одинаковыми, ситуация совершенно разная. Основная причина этой разницы непостоянна, что соответствует зиме в постоянном режиме теплового потока, при внезапном летнем тепловом потоке внезапно короткий промежуток времени в различных количествах.Учет зимы будет базой, принятой для температуры наружного воздуха в данной местности, и мы получим изменение температуры без учета изменений в течение 24 часов. В этом случае расчет разницы температур теплового потока останется постоянным, тепловой поток происходит в установившемся режиме. Запишите температуру наружного воздуха и температуру излучения солнечного света в разных фазах, и 24-часовой день в течение периодов показывает периодическое изменение. Чередование этих комнатных температур также происходит в разное время в течение дня.

Охлаждающая нагрузка — это многие факторы, которые влияют на расчет и определение этих сил, часто именно потому, что они сложным образом связаны друг с другом. По этой причине он требует очень тщательного анализа. [один]

Расчет теплопередачи

При расчете нагрузки, необходимой для выбора кондиционеров, необходимо принять во внимание тепло, выделяемое источниками тепла на месте происшествия, при проектировании тепла, поступающего в помещение вне дня.Расчетный день, когда внешняя среда достигла наивысшего значения комбинации температуры по сухому и влажному термометру, солнечного излучения и отсутствия тумана уменьшится или станет меньше, и его можно определить как день, когда вся внутренняя нагрузка является нормальной. для кондиционирования помещения пиковая нагрузка, реализуемая в тот день и час, часто обнаруживалась простым способом, иногда в день, вам может потребоваться отдельно учитывать определенные часы.

Суммарное внезапное увеличение тепла:

1 приток тепла от окон
— теплопроводность, конвекция тепла от стекла и реализованный прирост
— солнечное излучение, приток тепла от окон
2.Наружные стены и приток тепла от крыши
3. Внутренние перегородки, потолок и пол — теплоприток реализован
4. Теплоотдача от людей
5. Приток тепла от источников внутри помещения составил
— Освещение
— Прочие приборы (печи, холодильники, утюги, радиоприемники, такие как телевизор)
— Другие источники тепла (горячая жидкость проходит по трубам и т. д.)
6 выводится наружу, вентиляция и получение тепла от проникновения
7. вызвано проникновением влаги через элементы здания
8 можно выразить как приток тепла из канала.

Поступающее тепло через стекло

поступления тепла от солнечного излучения через стекло:

Q = A × (R / A) qg
Здесь:
A: Площадь изображения (м2)
AR / A: окно скорости передачи излучения (Вт / м2)
qg: Поправки и коэффициент затенения

путем передачи и конвекции тепла в стекле:

QK = M × A × (Td — Tu)
Здесь:
K: общий коэффициент теплопередачи окна (Вт / м2K)
A: Площадь изображения (м2)
TD: Наружная температура (° C)
T: Внутренняя температура (° C)

Наружная стена и крыша от тепла

Q = C × × Dt
Buada:
K: Стены и крыша общего коэффициента теплопередачи (Вт / м2K)
A: Тепловой поток в другие области (м2)
Dt: эквивалентная разница температур (° C)

Внутренние перегородки, потолки и полы от входящего тепла

Q = M × A × (TC — T)
Здесь:
K: Кондиционирование воздуха, общий коэффициент теплопередачи соседней местности, разделяющей структурные элементы (Вт / м2K)
A: Потолок и площадь пола (м2)
Td: Температура соседнего объема (° C)
T: Внутренняя температура (° C)

От тепла людей

Люди от температуры окружающей среды, в зависимости от состояния их одежды и их деятельности, отдают тепло пространству.
Q = Qd + Fs
Qd = Qd × n × n × Qg = Qg
Здесь:
n: Количество человек (Вт)
Qd: значение явного притока тепла на душу населения (Вт)
Fs: значение притока скрытого тепла на душу населения. на душу населения (Вт)

Кондиционирование воздуха из различных источников.
Освещение:
Qayd = k1 × k2 × QTE
QTE: Мощность света (Вт)
K2: Коэффициент специальных приспособлений (для лампы накаливания 1, 1,2 для люминесцентных ламп)
k1: Коэффициент использования (яркость Саттара, где максимальная нагрузка — это отношение общей мощности освещения.
Двигатели:
Qmot R = k1 × × k2 is nmot
Nmot: Мощность двигателя (Вт)
k1: Коэффициент использования (максимальное время нагрузки в основном учитывается во время двигателя в процентах от денег в течение среднего
K2: Коэффициент нагрузки (учитываемая в основном мощность в часы пиковой нагрузки, это соотношение мощностей, указанное на этикетке).
Горячая жидкость в трубах:
= Qbor × Lbor Qbor
qbor: тепловые трубы, значение которых увеличивается на метр (Вт / м)
Lbor: Длина трубы (м)
Получено для приточного вентиляционного воздуха и от внешнего проникновения Теплоприбытие
Значение притока тепла от наружного воздуха для вентиляции:
VD qd = ρh × × × BF CPH × (Td-Tu) / 3600 Вт
Fs = VD ρh × × × BF × HSB (Wd-WI) / 3600 Вт
Здесь:
ρh: плотность воздуха 1.2 кг / м3
VD: количество забираемого наружного воздуха для вентиляции (м3 / ч)
BF: Змеевик с коэффициентом перепуска (0,05, 0,2)
CPH: удельная теплоемкость влажного воздуха (кДж / UPS)
HSB: скрытая теплота испарения при комнатной температуре (кДж / кг)
TD: Наружная температура (° C)
Ti: Температура воздуха в помещении (° C)
WD: Внешняя удельная влажность воздуха (кг водяного пара / кг сухого воздуха)
WI: удельная влажность внутреннего воздуха (кг водяного пара / кг сухого воздуха)
Из-за попадания воздуха в пространство внутри инфильтрационного тепла через:
Ρh qd = V × × × BF CPH × (Td-Tu) / 3600 Вт
Fs = V × BF ρh × × × HSB (Wd- WI) / 3600 Вт
Vi = Σ (al) × R × H × Z
Здесь:
VI: Enfitrasyo с количеством поступающего воздуха (м3 / ч)
A: проницаемость дверей и окон (м3 / чм)
L: длина окружности открывающихся частей дверей и окон (м)
R: Характеристики Mahal
H: Характеристики конструкции
Z: фактор времени для угловых помещений
Получено из-за утечки влаги из элементов здания Тепловыделение
Fs = × n × AW
Здесь:
A: Площадь (м2)
n Значение скрытой теплопроводности стеновых материалов (Вт / м2 AW)
.delta.w: Разница удельной влажности внутреннего и внешнего воздуха (кг пара / кг сухого воздуха)
с канальным усилением тепла
Из мест, которые будут кондиционированы на канале.
Q = ρh VH × × × L × CPH ΔTK
VH: количество воздуха в канале (м3 / ч)
ΔTK: повышение температуры в воздушном канале (° C)
L: климатизированные пространства длина канала ( м)
или:
Q = k × × Dt
k: коэффициент теплопередачи канала (Вт / м2 · K)
A: площадь теплопередачи канала (м2)
Dt: разница температур окружающего воздуха внутри канала (K)
источников поступления тепла от людей и устройств, которые можно использовать в расчетах;
Получено на основе тепла людей
Тепловая нагрузка от устройства
Сравнительная таблица разных кварталов для проверки счетов, которые вы сделали;
Таблица сравнения
Источник: Кондиционирование и вентиляция, Жади ТАМЕР
.