Расчет воздушного отопления: разбор специфики на примере

Расчет воздушного отопления — разбор специфики на примере

Опубликовано Артём в 18.04.2019 18.04.2019

Монтаж системы воздушного отопления невозможен без предварительной подготовки проекта. Разработанный план должен быть достоверным и содержать максимально правдивые сведения. Получить их самостоятельно практически невозможно, без специализированного инженерного образования. Поэтому, наша компания предлагает воспользоваться своими услугами по проектированию систем воздушных отоплений. Мы поможем создать схему размещения оборудования воздушного отопления в комплексе с услугами по его монтажу и запуску в эксплуатацию, либо отдельно от них.

Ограничения на установку рециркуляционного оборудования

Правильный расчёт — залог Вашей экономии.

Не допускается рециркулирование в следующих помещениях:

  1. с выделяющимися веществами 1,2 классов опасности, с резко выраженным запахом, или же с присутствием болезнетвроных бактерий или грибков;
  2. с присутствием возгоняющихся вредных веществ, которые могут соприкасаться с нагретым воздухом, если не предусмотрена предварительная очистка перед поступлением в нагреватели;
  3. категории А или Б (кроме воздушно-тепловых завес или воздушных завес у наружных ворот или дверей);
  4. вокруг оборудования в радиусе 5 метров в категориях помещений В, Г или Д, когда в таких зонах могут образовываться смеси горючих газов или взрывоопасные пары и аэрозоли;
  5. где установлены местные отсосы для вредных веществ или взрывоопасных смесей;
  6. в шлюзах и тамбурах, лабораторий или комнат для проведения работ с вредными газами и парами, или взрывоопасными веществами и аэрозолями.

Установка рециркуляционных систем допустима в системах местных отсосов для пылевоздушных смесей (кроме взрывоопасных и вредных веществ) после агрегатов для очистки их от пыли.

Формулы и параметры для расчета систем отопления

Пример расчета системы воздушного отопления осуществляется по формуле:

Где LB — является объемом расхода воздуха за определенное время;
Qnp — тепловой поток для отапливаемого помещения;
С – теплоемкость теплоносителя;
tв — температура в помещении;
tпр — температура теплоносителя, подаваемого в помещение, которая рассчитываемого по формуле:

Где tH — наружная температура воздуха;
t — дельта изменения температуры в воздухонагревателе;
р — давление потока теплоносителя после вентилятора.

Расчет системы воздушного отопления должен быть такой, чтобы нагревание теплоносителя в рециркуляционных и приточных установках соответствовали категориям зданий, в которых установлены эти агрегаты. Она не должна быть выше, чем 150 градусов.

Классификация воздушных систем отопления

Подобные системы отопления разделяются по следующим признакам:

По виду энергоносителей: системы с паровым, водяным, газовым или электрическим калориферам.

По характеру поступления нагретого теплоносителя: механическим (при помощи вентиляторов или нагнетателей) и естественным побуждением.

По виду схем вентилирования в отапливаемых помещениях: прямоточные, либо с частичной или полной рециркуляцией.

По определению места нагрева теплоносителя: местные (воздушная масса нагревается местными отопительными агрегатами) и центральные (подогрев осуществляется в общем централизованном агрегате и в последующем транспортируется к отапливаемым зданиям и помещениям).

Расчет теплопотерь дома

Для выбора СВО необходимо определить количество воздуха для системы, начальную температуру воздуха в воздуховоде для оптимального обогрева помещения. Чтобы узнать эти сведения, нужно рассчитать теплопотери дома, а к основным вычислениям приступать позже.

Любое здание в период холодов теряет тепловую энергию. Максимальное ее количество покидает помещение через стены, крышу, окна, двери и другие ограждающие элементы (далее — ОК), выходящие одной стороной на улицу. Чтобы обеспечить определенную температуру в доме, нужно вычислить тепловую мощность, которая способна компенсировать тепловые затраты и поддержать в доме желаемую температуру.

Расчеты для воздушного отопления загородного дома проводятся для грамотного подбора обогревательного агрегата, способного генерировать необходимое количество тепловой энергии

Генератор тепла, в качестве которых в загородных домах в основном используются камины и русские печи, должен покрывать потери тепла дома через строительные конструкции

В системах воздушного отопления подготовку теплоносителя производят все виды котлов. Они сначала нагревают воду или пар, которые в свою очередь передают тепло воздушным потокам

Газовые, водяные и электрические калориферы поставляют нагретый воздух в помещение без использования каналов

При использовании агрегатов, поставляющих нагретую воздушную массу прямо в помещение, их устанавливают в количестве не менее 2 штук на помещение. Чтобы в случае поломки одного устройства, второе могло обеспечить температуру в +5 градусов

При совмещении воздушного отопления с системами вентиляции и кондиционирования необходимо учитывать потери энергии на обогрев подмешиваемой свежей порции воздуха с улицы

В канальных вариантах систем воздушного отопления нагретый воздух движется по трубам, поверхность которых передает тепло в помещение

В канальных воздушных системах функцию приборов отопления выполняет трубопровод. Его площадь учитывают, определяя теплопередачу.

Существует ошибочное мнение, что тепловые потери одинаковы для каждого дома. Одни источники утверждают, что для отопления небольшого дома любой конфигурации достаточно 10 кВт, другие ограничиваются цифрами в 7-8 кВт на кв. метр.

Согласно упрощенной схеме расчетов каждые 10 м2 эксплуатируемой площади в северных регионах и районах средней полосы должны обеспечиваться поставкой 1 кВт тепловой мощности. Эту цифру, индивидуальную для каждого строения, умножают на коэффициент 1,15, тем самым создают запас тепловой мощности на случай непредвиденных потерь.

Однако такие оценки довольно грубые, к тому же в них не учитываются качества, особенности материалов, использующихся при строительстве дома, климатические условия и другие факторы, влияющие на тепловые расходы.

Количество уходящего тепла зависит от площади ограждающего элемента, теплопроводности каждого из его слоев. Наибольшее количество тепловой энергии покидает помещение через стены, пол, крышу, окна

Если в возведении дома использовались современные утеплительные материалы с низкой теплопроводностью, то и теплопотери конструкции будут меньшими, а значит, тепловая мощность потребуется меньшая.

Если взять тепловое оборудование, генерирующее мощность, превышающую необходимую, то появится избыток тепла, который обычно компенсируют с помощью вентиляции. В этом случае появляются дополнительные финансовые расходы.

Если для СВО подобрано оборудование малой мощности, то в помещении будет ощущаться дефицит тепла, поскольку устройство не сможет генерировать нужно количество энергии, из-за чего потребуется приобретать дополнительные тепловые установки.

Использование пенополиуретана, стекловолокна и других современных утеплителей позволяет добиться максимальной тепловой изоляции помещения

Тепловые затраты здания зависят от:

  • строения ограждающий элементов (стен, потолков и др), их толщины;
  • площади отапливаемой поверхности;
  • ориентированности относительно сторон света;
  • минимальной температуры за окном в регионе, городе на протяжении 5 зимних дней;
  • продолжительности отопительного сезона;
  • процессов инфильтрации, вентиляции;
  • бытовых теплопоступлений;
  • расхода тепла на бытовые нужды.

Грамотно рассчитать потери тепла невозможно без учета инфильтрации и вентиляции, существенно влияющих на количественную составляющую. Инфильтрация — естественный процесс перемещения воздушных масс, который происходит во время движения людей по помещению, открытия окон для проветривания и других бытовых процессов. Вентиляция — специально установленная система, через которую происходит подача воздуха, причем воздух может заходить в помещение с меньшей температурой.

Через вентиляцию уходит в 9 раз больше тепла, чем во время естественной инфильтрации

Тепло поступает в помещение не только через систему обогрева, но и через нагревающиеся электроприборы, лампы накаливания, людей. Важно учитывать также расходы тепла на обогрев холодных предметов, принесенных с улицы, одежды.

Перед выбором оборудования для СВО, проектированием системы отопления важно с высокой точность рассчитать теплопотери дома. Сделать это можно с помощью бесплатной программы Valtec. Чтобы не вникать в тонкости приложения, можно использовать математические формулы, которые дают высокую точность расчетов.

Для расчета общих тепловых потерь Q жилища необходимо вычислить тепловые затраты ограждающих конструкций , расходы энергии на вентиляцию и инфильтрацию , учесть бытовые расходы . Потери измеряются и записываются в Вт.

Определение теплопотерь ограждающих конструкций

Через ограждающие элементы дома (стены, двери, окна, потолок и пол) выходит наибольшее количество тепла. Для определения необходимо отдельно рассчитать теплопотери, которые несет каждый элемент конструкции. То есть рассчитывается по формуле:

Чтобы определить Q каждого элемента дома, необходимо узнать его строение и коэффициент теплопроводности или коэффициент теплосопротивления, который указывают в паспорте материала.

Для вычисления тепловых расходов учитывают слои, влияющие на теплоизоляцию. Например, утеплители, кладку, облицовку и др

Расчет тепловых потерь происходит для каждого однородного слоя ограждающего элемента. Например, если стена состоит из двух разнородных слоев (утеплителя и кирпичной кладки), то расчет производится отдельно для утеплителя и для кирпичной кладки.

Вычисляют тепловые расходы слоя с учетом желаемой температуры в помещении по выражению:

В выражении переменные имеют следующий смысл:

  • S — площадь слоя, м2;
  • – желаемая температура в доме, Со; для угловых комнат температура берется на 2 градуса выше;
  • — средняя температура наиболее холодной 5-дневки в регионе, Со;
  • k — коэффициент теплопроводности материала;
  • B – толщина каждого слоя ограждающего элемента, м;
  • l– табличный параметр, учитывает особенности теплозатрат для ОК, расположенных в разных сторон света.

Если в стене, для которой производится расчет, встроены окна или двери, то при расчете Q из общей площади ОК необходимо вычесть площадь окна или двери, поскольку расходы их тепла будут иными.

В техническом паспорте на окна или двери иногда указывают коэффициент теплопередачи D, благодаря которому можно упростить вычисления (+)

Коэффициент теплосопротивления высчитывается по формуле:

Формулу тепловых потерь для отдельно взятого слоя можно представить в виде:

На практике для вычисления Q пола, стен или потолков отдельно рассчитывают коэффициенты D каждого слоя ОК, суммируют их и подставляют в общую формулу, что упрощает процесс расчетов.

Учет расходов инфильтрации и вентиляции

В помещение из системы вентиляции может поступать воздух низкой температуры, который существенно влияет на теплопотери. Общая формула для этого процесса выглядит так:

В выражении буквенные символы имеют значение:

  • – расход поступающего воздуха, м3/ч;
  • — плотность воздуха в помещении при заданной температуре, кг/м3;
  • – температура в доме, Со;
  • — средняя температура наиболее холодной 5-дневки в регионе, Со;
  • c — теплоемкость воздуха, кДж/(кг*oC).

Параметр берется из технических характеристик системы вентиляции. В большинстве случаев приточный воздухообмен обладает удельным расходом 3 м3/ч, исходя из чего вычисляется по формуле:

В формуле — площадь пола, м2.

Плотность воздуха в помещении определяется выражением:

Здесь – заданная температура в доме, измеряется в Со.

Теплоемкость с является постоянной физической величиной и равна 1.005 кДж/(кг* С0).

При естественной вентиляции холодный воздух попадает через окна, двери, вытесняя тепло через дымоход

Читайте также:  ТОП-8 ополаскивателей для посудомоечной машины

Неорганизованная вентиляция, или инфильтрация, определяется по формуле:

  • — расход воздуха через каждое ограждение, является табличным значением, кг/ч;
  • — коэффициент влияния теплового воздушного потока, берется из таблицы;
  • , — заданные температуры внутри помещения и снаружи, Со.

При открытии дверей происходят наиболее значительные теплопотери воздуха, поэтому, если вход оборудован воздушно-тепловыми завесами, их также следует учесть.

Тепловая завеса представляет собой удлиненный тепловентилятор, формирующий мощный поток в пределах оконного или дверного проема. Она минимизирует или практически исключает потери тепла и проникновение воздуха с улицы даже при открытой двери или окне

Для расчета тепловых потерь дверей используется формула:

  • — расчетные теплопотери наружных дверей;
  • H — высота здания, м;
  • j — табличный коэффициент, зависящий от типа дверей и их месторасположения.

Если в доме присутствует организованная вентиляция или инфильтрация, то расчеты производятся по первой формуле.

Поверхность ограждающих элементов конструкции может быть неоднородна — на ней могут встречаться щели, неплотности, через которые проходит воздух. Эти тепловые потери считаются незначительными, но их также возможно определить. Сделать это можно исключительно программными методами, поскольку произвести вычисления некоторых функций без использования приложений невозможно.

Максимально точную картину о реальных потерях тепла дает тепловизионное обследование дома. Этот метод диагностики позволяет выявить скрытые ошибки строительства, прорехи в теплоизоляции, утечки водопроводной системы, снижающие теплотехнические качества здания и другие дефекты

Бытовые поступления тепла

Через электрические приборы, тело человека, лампы в помещение приходит дополнительное тепло, которое тоже учитывают при расчетах тепловых потерь.

Опытным путем установлено, что такие поступления не могут превышать отметку 10 Вт на 1 м2.

Преимущества заказа проектирования системы воздушного отопления в компании

Проектирование воздушного отопления – сложная задача для неопытного пользователя. Она требует выяснения ряда факторов, самостоятельное определение которых затруднено.

Проектирование воздушных отоплений стоит доверить квалифицированной компании по следующим причинам:

  • достоверность каждого показателя;
  • выполнение правильных расчетов;
  • составление оптимальной схемы расположения системы;
  • учет конфигурации и особенностей помещений.

Узнать стоимость проектирования системы воздушного отопления можно позвонив в офис нашей компании по номеру +7 (495) 255-53-39. Для удобства наших клиентов, мы работаем круглосуточно.

Выводы и полезное видео по теме

Информативное видео о расчетах СВ средствами программы Ecxel:

Доверять расчеты СВО необходимо профессионалам, ведь только специалисты обладают опытом, соответствующими знаниями, учтут все нюансы при вычислениях.

Кол-во блоков: 8 | Общее кол-во символов: 17035
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:

Проектирование воздушного отопления: основные принципы и пример расчета

Монтаж системы воздушного отопления невозможен без предварительной подготовки проекта. Разработанный план должен быть достоверным и содержать максимально правдивые сведения. Получить их самостоятельно практически невозможно, без специализированного инженерного образования. Поэтому, наша компания предлагает воспользоваться своими услугами по проектированию систем воздушных отоплений. Мы поможем создать схему размещения оборудования воздушного отопления в комплексе с услугами по его монтажу и запуску в эксплуатацию, либо отдельно от них.

Расчет теплопотерь дома

Процесс проектирования воздушного отопления предусматривает учет выбранного типа оборудования. Определиться с его разновидностью можно узнав количество воздуха, необходимое для работы системы, а также начальную температуру воздуха для обогрева помещения. Определиться с перечисленными показателями поможет расчет теплопотерь.

В холодное время года, теплый воздух покидает помещение через окна, двери, крышу и стены. Чтобы обеспечить комфортную температуру внутри дома, необходимо вычислить тепловую мощность, позволяющую компенсировать потери тепла и поддержать оптимальную температуру в помещении.

Потери тепла рассчитываются индивидуально для каждого частного дома. Расчеты можно провести вручную или прибегнув к помощи специальной программы.

Для расчета потерь тепла дома (Q), необходимо тепловые затраты ограждающих конструкций (Qogr.k), расходы на вентиляцию и инфильтрацию (Qv) с учетом бытовых расходов (Qt). Вычисленные потери измеряются в Вт.

С целью вычисления затрат используем следующую формулу:

Определение размера теплопотерь отдельных источников рассмотрим чуть ниже.

Пример расчета теплопотерь дома

Поскольку общие тепловые потери загородного дома складываются из потери тепла окон, дверей, стен, потолка и прочих элементов здания, его формула представляется как сумма данных показателей. Принцип расчета выглядит следующим образом:

Qorg.k = Qpol + Qst + Qokn + Qpt + Qdv

Определить тепловые потери каждого элемента можно учитывая особенности его строения, теплопроводность и коэффициент сопротивления тепла, указанный в паспорте конкретного материала.

Расчет теплопотерь дома сложно рассматривать исключительно на формулах, поэтому мы предлагаем воспользоваться наглядным примером.

Предположим, что дом для которого необходимо провести расчеты расположен в Перми. Температура воздуха в наиболее холодную пятидневку составляет — 38°С, температура грунта — +2°С, желаемая температура внутри помещения — +22°С.

Габариты дома составляют:

  1. Ширина – 7 м;
  2. Длина – 9 м;
  3. Высота – 2,8 м.

Исходя из указанных данных, можно приступить к расчетам.

Вычисление тепловых потерь стен

В расчет тепловой потери стен берется каждый слой ограждающего элемента. К примеру, стена может быть утеплена слоем пенополистирола или минеральной ваты. В таком случае, их показатели рассчитываются по отдельности.

Тепловые потери каждого слоя можно рассчитать по следующей формуле:

Qst = S × (tv – tn) × B × l/k

S – площадь слоя, выраженная в квадратных метрах.

tv – температура, которую владелец дома планирует поддерживать внутри помещения. Единица ее измерения – градусы. Стандартно, берется значение на несколько раз больше желаемого.

tn – средняя температура за 5 дней. В расчет берется самые холодные дни, свойственные для региона. Показатель измеряется в градусах.

к – коэффициент теплопроводности материала.

В – толщина ограждающего слоя. Единица измерения – метры.

l – параметр из таблицы, учитывающей особенности тепловых затрат.

Стены рассматриваемого на примере здания состоят из газобетона, толщиной В = 0,25 м. Его коэффициент (к) составляет 2,87.

Qst = 22,21 × (22 + 38) × 0,25 × 1,1/2,87 = 877 Вт

В случае, когда в стене имеются двери или окна, их площадь отнимается от первичных показателей, а теплопотери рассчитываются отдельно.

Теплопотери через окна и двери

Расчет тепловой потери дверей происходит по формуле:

Qd – теплосопротивление двери.

j – высота здания.

H – коэффициент, который берется из таблицы. Его величина зависит от типа дверей и их месторасположения.

Для расчета теплопотерь окон используется следующая формула:

S – площадь окон в доме.

dT – табличный коэффициент.

R – тепловое сопротивление окна.

При определении теплопотери окон важно учитывать материал ее изготовления.

В нашем здании, установлена одна входная дверь и семь металлопластиковых окна.

Qdv = 2,3 × 2,81 × 1,05 = 6,79 Вт

Qokn = 12 × 0,6/0,44 = 16,36 Вт

Суммарная теплопотеря окон и дверей составит 23 Вт

Расчет теплопотерь потолка и пола

Потери тепла через пол и потолок можно рассчитать, используя следующую формулу:

kpt/p – коэффициент передачи тепла.

Fpt/p – площадь потолка/пола.

Расшифровка остальных показатель приведена выше в других формулах.

Общая площадь пола и потолка составляет 51,52 м. Коэффициент передачи тепла равен 1.

Qpt/p = 1 × 51,52(22+38) = 3151 Вт

Вычисление теплопотерь вентиляции

Вентиляционная система также является источником потери тепла. Через нее холодный воздух попадает в помещение. Общая формула расчета потерь тепла выглядит следующим образом:

Qv = 0.28 × Ln × pv × c × (tv – tn)

Ln – расход воздуха, поступающего из вентиляционной системы (м3/ч).

pv – плотность воздуха (кг/м3).

c – теплоемкость воздуха (кДж/(кг*oC)).

tv – температура в доме (С°).

tn – средняя температура в зимний период времени в регионе (С°).

Показатель Ln берется из технических характеристик вентиляционной системы.

В помещении работает вентиляция с расходом воздуха 3 м3/ч. Показатель Pv равен 1,2. Теплоемкость воздуха составляет 1,005 кДж/(кг*°C)).

Ln = 3 × 51.52 = 154.56

Qv = 0,28 × 154,56 × 1,2 × 1,005 × (22+38) = 3132 Вт

Таким образом, теплопотери через вентиляционную систему составляют 3132 Вт.

Бытовые тепловые поступления

При расчетах бытовых потерь не стоит забывать о том, что от бытовых приборов исходит небольшое тепло. Оно должно учитывать в расчетах.

Опытным путем было доказано, что подобное тепло выделяется не более 10 Вт на 1 м2. Исходя из этого можно составить формулу:

Spol – общая площадь пола.

Для нашего примера бытовые тепловые поступления составят 515 Вт.

Подводя итоги, необходимо рассчитать общие теплопотери дома.

Qorg.k = 877 + 23 + 3151 + 3132 – 515 = 6668 Вт

В качестве рабочего значения можно взять 7000 Вт или 7 кВт. Отметим, что приведенные данные в примере, могут не соответствовать параметрам конкретного дома. Мы приводим их для облегчения самостоятельного расчета.

Основная методика расчета СВО (система воздушного отопления)

Принцип работы СВО заключается в передаче тепла холодному воздуху за счет контактирования с теплоносителем. При этом, основными элементами системы является тепловой генератор и теплопровод.

В помещение воздух подается уже нагретым до определенной температуры (tr) с целью поддержания желаемой температуры (tv). Именно поэтому количество выделяемой энергии должно приравниваться к общим теплопотерям (Q). В данном случае имеет место следующее равенство:

С – теплоемкость воздуха, равная 1,005 Дж/(кг*К)

E – расход теплого воздуха для отопления помещения.

Примеры расчетов для СВО

Если СВО используется в качестве вентиляционной системы. При расчетах следует учитывать количество воздуха для вентиляции и отопления. С этой целю выбирают рециркуляционную (РСВО) систему или с частичной циркуляцией (ЧРСВО).

Определение количества воздуха для РСВО

Количество воздуха для РСВО (Eot) определяется как:

По данной формуле определяется исключительно количество теплого воздуха, подаваемого в рециркуляционных системах.

Eot = 7000/(1,005 × (22+38)) = 116

Расчет количества воздуха для ЧРСВО

Для ЧРСВО количество воздуха определяется по формуле:

Erec = Eot × (tr – tn) + Event × pv × (tr – tv)

Eot – количество смешанного воздуха до желаемой температуры

Event – расход воздуха на вентиляцию

Для нашего примера расход воздуха на вентиляцию составит 110 м3/ч

Erec = 116 × (22+38) + 110 × 1.2 × (22+38) = 14880

Определение начальной температуры воздуха

Определение начальной температуры воздуха можно рассчитать по формуле:

Обозначение каждого показателя приведено в вышеуказанных формулах.

tr = 22 + 7/1,005 × 110 = 26

Из вышеизложенного следует, что при движении воздуха теряется порядка 4 градусов тепла.

Преимущества заказа проектирования системы воздушного отопления в компании

Проектирование воздушного отопления – сложная задача для неопытного пользователя. Она требует выяснения ряда факторов, самостоятельное определение которых затруднено.

Читайте также:  Воздуховоды для вентиляции: виды, назначение, размеры, особенности монтажа

Проектирование воздушных отоплений стоит доверить квалифицированной компании по следующим причинам:

  • достоверность каждого показателя;
  • выполнение правильных расчетов;
  • составление оптимальной схемы расположения системы;
  • учет конфигурации и особенностей помещений.

Узнать стоимость проектирования системы воздушного отопления можно позвонив в офис нашей компании по номеру +7 (495) 255-53-39. Для удобства наших клиентов, мы работаем круглосуточно.

Считаем воздушное отопление производственных помещений — расчет и схема

Воздушное отопление представляет собой способ обогрева помещений без участия теплоносителя. Реализация этого способа отопления возможна как с помощью прямых способов (тепловая пушка, тепловентилятор, печь Булерьяна), так и с помощью традиционных (котлы на газовом и твердом топливе, электрокотлы и пр.).

Обогрев с помощью прямых источников тепла актуален для небольших производственных помещений, имеющих одно помещение, а обогрев традиционными источниками тепла — для помещений, имеющих несколько помещений. Для нагнетания воздуха применяется воздушный циркуляционный насос.

Для больших объектов такой способ, как воздушное отопление производственных помещений, является одним из самых экономичных и действенных способов обогрева.

Расчет воздушного отопления зависит от типа выбранной схемы отопления и учета некоторых нюансов, но в остальном мало отличается от способов расчета при организации других отопительных систем.

Схемы воздушных отопительных систем

В зависимости от того, где расположен источник тепла, возможные схемы воздушных отопительных систем делятся на два типа:

  • Центральная система
  • Местная система.

Местная схема отопления

Когда площадь действия системы отопления распространяется всего на одно помещение, в котором находится сам тепловой центр, схема называется местной схемой воздушного отопления производственных помещений. Расчет и выбор схемы производятся в зависимости от специфики производственного объекта, учета ряда эксплуатационных требований.

Центральная схема отопления

Другое название этой схемы — канальная. Смысл ее заключается в том, что воздух нагревается до нужной температуры в тепловом центре, а затем подается в помещения через воздуховоды. Тепловую установку можно разместить как внутри здания, так и снаружи.

Системы отопления, построенные по центральному типу, в свою очередь бывают рециркуляционными, прямоточными, частично-рециркуляционными.

Рециркуляционная система. Требует сравнительно небольших начальных расходов, эксплуатационные расходы тоже невелики.

Применяется в помещениях, где разрешается циркуляция воздуха.

Система с частичной рециркуляцией. Является более гибкой системой, реализуется за счет механических побуждений движения воздуха. Она способна работать в разных режимах: с частичной заменой воздуха или полной. Может работать в сочетании с вентиляционными установками.

Прямоточная система. Применение такой системы актуально для помещений, в которых выделяются взрывоопасные вещества, токсичные или пожароопасные — в тех случаях, когда попадание этих веществ в другие помещения недопустимо.

Достоинства и недостатки воздушных систем

Воздушное отопление производственных помещений является оптимальным способом обогрева больших пространств, благодаря тому, что:

  • Имеет большую скорость обогрева. Если речь идет о водяном отоплении производственных помещений, то один только выход воды к радиаторам и ее нагрев до приемлемой температуры занимает не менее 3-4 часов. В случае с воздушным отоплением нагрев помещений происходит очень быстро — в среднем уже через 20 минут от запуска системы воздушного отопления.
  • Низкая стоимость оборудования и материалов. Котлы воздушного отопления по своей стоимости мало отличаются от аналогичных водяных устройств, а вот стоимость разводки обходится собственникам помещений в десятки раз дешевле. Объясняется это тем, что при организации системы отопления не требуется применения дорогостоящих радиаторов отопления, труб, кранов и фитингов. Для разводки достаточно алюминиевых рукавов и вентиляционных решеток, стоимость которых в десятки раз ниже.
  • Невосприимчивость к низким температурам. Системе отопления не страшно промерзание в случае вынужденного отключения, поэтому производственные помещения можно отключать без страха разморозки труб и батарей отопления.
  • Организация воздушного отопления зачастую производится вместе с системами вентиляции и кондиционирования помещений.
  • Простота запуска системы. Для запуска воздушного отопления нет необходимости в утомительной настройке приборов, так как балансировка происходит единожды при первом запуске. В дальнейшем вопрос стравливания воздушных масс решается автоматически.

Несмотря на обилие достоинств, система имеет некоторые недостатки.

Здесь следует сказать о шумности системы, возникновении сквозняков и необходимости использовать воздуховоды с большим диаметром, прятать которые под потолком зачастую экономически нецелесообразно.

Расчет воздушного отопления

Прежде чем приступить к монтажным работам, требуется решить ряд важных вопросов. В частности, воздушное отопление производственных помещений, расчет для которых требуется произвести, осуществляется в зависимости от:

  • объема теплопотерь в каждом отдельном помещении;
  • материала стен здания и их толщины;
  • количества окон и их площади;
  • типа и мощности нагревательного устройства;
  • количества людей, которые будут работать в отапливаемом помещении;
  • дополнительных источников тепла;
  • требуемого количества нагретого воздуха;
  • сечения воздуховодов;
  • возможных потерь давления в системе.

В результате анализа этих параметров выясняются возможные теплопотери в киловаттах и потребности в объеме тепловой энергии для воздушного отопления производственных помещений. Расчет при наличии этих данных прост: требуется компенсировать рассчитанные потери тепловой энергии дополнительной выработкой.

Как правило, на каждые 10 м2 требуется около 700 Вт тепловой энергии. Если же теплопотери превышают средние значения, то эта цифра может доходить и до 1 кВт на каждые 10 м2.

При этом для помещений расположенных в северных регионах, расчет ведется с увеличенным коэффициентом, равным 1,5-2,0.

Еще по этой теме на нашем сайте:

  1. Автономное отопление загородного дома – цены и варианты
    Сегодня рассмотрим автономное отопление загородного дома, варианты и цены на приобретение оборудования и монтаж всей системы. Для начала, сразу оговоримся.

Воздушное отопление загородного дома — варианты
Если вы хотите сделать воздушное отопление загородного дома, то вы обратились по адресу. В этом материале мы рассмотрим самые оптимальные.

Считаем стоимость отопления электричеством загородного дома
Перед тем, как обустроить электрическое отопление загородного дома, варианты и цены на оборудование для которого мы считали в предыдущем материале.

Отзывы по газовым пушкам для обогрева помещений прямого и непрямого нагрева
В частности, активно используется газовая пушка для обогрева помещений, обладающая достаточным потенциалом, чтобы поддерживать оптимальный температурный режим обширного пространства. Но.

1 Отзыв

Здравствуйте!
У нас есть площадь 1600 м2, которую планируем отапливать воздушными пушками зимой до температуры +12-15 градусов. Высота потолка до 4.0 м. Окон нет. Стены ж/б.
Какая потребуется мощность и примерная ежемесячная оплата при температуре снаружи от -15 до +10 градусов? Нужно ли круглосуточно использовать отопительные системы или достаточно их включать периодически?
Спасибо заранее за ваши комментарии.
Alexey.

Расчет системы воздушного отопления производственного помещения

Помещение размерами 36x12x6 м. Удельная теплотехническая характеристика здания q — 0,6 Вт/м 3о С. Температура воздуха в помещении tB = 18 °С, наружного воздуха tH = —20 °С.

Расчет проведем для следующих условий:

  • 1) нагретый воздух подводится в помещение с помощью струй под углом 35° к горизонту;
  • 2) подвод воздуха осуществляется через решетки в приточном воздуховоде.

Расчеты проведем по формулам, приведенным в разделе 3.6.

1. Расчет сосредоточенной подачи воздуха с помощью струй под углом 35° к горизонту.

Определим требуемую тепловую нагрузку на систему отопления.

Принимаем тепловую нагрузку на систему воздушного отопления Qno = — 60 кВт.

Определим количество приточного воздуха, подаваемого в помещение системой воздушного отопления:

Для расчета принято, что воздух забирается из помещения с температурой /в = 18 °С и нагревается в калориферах системы отопления до ‘пр = 28 ° С –

Принимаем к установке 5 воздухораспределителей типа ВСПДдля сосредоточенной подачи воздуха. Размеры выходного окна 0,5×0,5 м, расчетная площадь приточного окна F = 0,25 м 2 . Скорость воздуха на выходе из приточного окна И-q = 4м/с. Скоростной коэффициент т = 6,3. Температурный коэффициент п — 4,5.

Определим геометрическую характеристику приточной струи:

Определим координаты вершины приточной струи (рис. 5.18)

Рассчитаем длину помещения, на которой одной приточной струей обеспечивается эффективное воздухораспределение:

Определим путь струи от места истечения до вершины:

Рассчитаем максимальную скорость и избыточную температуру воздуха на вершине приточной струи:

Рис. 5.18. Схема распространения приточной струи

Так как скорость и превышение температуры воздуха на вершине струи превышают скорости и температуры в рабочей зоне, необходимо определить превышение вершины струи над уровнем рабочей зоны hn.

Для этого используем уравнения:

По результатам определения hn принимаем большее значение, но не более чем Нп = 2 м; Жнар = 0,5 м/с; Д/норм = 1 °С.

Расчет первого уравнения дает значения Ип = 0,36 м, а второго — Ип 0,42 м. Принимаем hn 0,42 м.

Определим высоту выпуска воздуха в помещение:

Принимаем И — 3,5 м.

Приточные установки устанавливаем по длине помещения через 7 м.

2. Расчет централизованной подачи воздуха горизонтальными струями, выходящими из решеток, размещенных на приточном воздуховоде.

Принимаем к установке воздухоприточные регулируемые решетки РР-4(А4Б4) с размерами 200×400 мм на расчетной площади живого сечения для выхода воздуха Fq =0,064 м 2 .

Найдем требуемую площадь поперечного сечения помещения, приходящейся на один воздухораспределитель:

Количество решеток, установленных по длине помещения:

Определим ширину зоны обслуживания одной решеткой:

Для принятого типа-размера решетки и их количества определим скорость выхода воздуха в помещение:

Полученная скорость выхода воздуха не рекомендуется для воздухоприточных решеток типа РР-4.

С учетом проведенного расчета и рекомендаций принимаем к установке решетку регулируемую типа РВ-2 с размерами сторон 250×250 мм и площадью живого сечения FQ 0,062 м 2 . При сохранении того же количества решеток скорость выхода воздуха в помещение составит:

что не превышает рекомендуемые величины для данного типа решеток (IVq = 15 м/с).

Центральное воздушное отопление

Центральное воздушное отопление применяют в помещениях производственных, гражданских и сельскохозяйственных зданий, при наличии центральной системы приточной вентиляции и осуществляют по трем основным схемам: с полной рециркуляцией (рис.IХ.8, а), с частичной – рециркуляцией (рис.IХ.8, б) и прямоточной (рис. IХ.8, в). Для уменьшения расход теплоты в прямоточной схеме при сохранении ее основного преимущества — полноценной вентиляции помещений — используют рекуперативную схему (рис.IХ.8, г) с дополнительным воздухо -воздушным теплообменником для некоторого нагревания наружного воздуха воздухом, удаляемым из помещений.

Читайте также:  Расчет расхода газа на отопление дома: примеры, формулы, нормы расхода

Рис.IХ.8. Принципиальные схемы систем центрального вентиля-циионное отопления.

а – полностью рециркуляционная;

б– частично рециркуляционная;

в – прямоточная; г– рекуперативная;

1 – калорифер; 2 – канал горячего воздуха; 3 – канал внутреннего воздуха; 4 – канал наружного воздуха; 5 – воздухо – воздушный теплообменник.

Полную рециркуляцию воздуха используют для дежурного отопления в нерабочее время, если это не противоречит требованиям гигиены, пожаро и взрывобезопасности помещении; при этом воздух забирают из отапливаемого помещения.

В рабочее время центральное воздушное отопление подчиняют условиям вентилирования помещений. Приточный воздух нагревают до температуры, более высокой, чем температура помещения, в зависимости от недостатка теплоты, выявленного при сведении теплового баланса.

Места подачи нагретого воздуха и типы воздухораспределителей в помещении обычно выбирают по условиям вентиляции. Однако возможно изменение места подачи воздуха по условиям отопления.

Если воздух подается сосредоточенно в среднюю зону по высоте помещения, то получающиеся компактные и неполные веерные воздушные струи рассчитывают так же, как и при воздушном отоплении местными отопительными агрегатами. Такой способ распределения нагретого приточного воздуха распространен в производственных, вспомогательных и коммунальных (гаражи, прачечные) зданиях.

В помещениях гражданских зданий, сравнительно низких, чаще встречается подача воздуха вдоль ограждений, при которой получаются настильные струи. При выпуске в таких условиях нагретого воздуха из щелевидного отверстии образуется плоская струя, настилающаяся на поверхность наружного ограждения – стены, потолка или стекла светового проема (струя настилается, например, на потолок при выпуске воздуха па расстоянии от пола h>0.85hн).

При подаче воздуха из открытого щелевидного отверстия или из отверстия с параллельными направляющими лопатками геометрическая характеристика Н, м, плоской настильной струи (tв = 20° С) имеет вид:

(IX.34)

Расчет плоской настильной струи заключается в определении начальной скорости движения и температуры воздуха в струе на расчетном расстоянии х от места ее выпуска. Для расстояния х ≤ 6l (l – длина отверстия щелевого воздухораспределителя) начальную скорость и плоской струи (m = 2,62) вычисляют по формуле:

(IX.35)

где vx– максимальная скорость движения воздуха в расчетной точке помещения, м/с; kс – поправочный коэффициент, учитывающий стеснение струи, зависящий от соотношения между расчетным расстоянием x и высотой помещения hп; kс = 1, при х 3 /с, подаваемого из отверстия длиной 1 м щелевого воздухораспределителя, при известных ширине щели b и начальной скорости v0:

Длина одного воздухораспределителя l и число воздухораспределителей в помещении определяются объемом подаваемого нагретого воздуха LOT и необходимостью выполнения условия х ≤6l. В помещении возможно ограничение скорости выпуска воздуха из приточного отверстия по акустическим условиям; тогда ширина и длина щели могут увеличиться.

Максимальную температуру воздуха tx, °С, в плоской настильной струе на расчетном расстоянии х от места ее выпуска рассчитывают по формуле

вентиляционное отопление воздуховод рециркуляционный

Расчет эффективности воздушного отопления

Для обеспечения допустимых норм и параметров воздуха в рабочих зонах, используют системы воздушного отопления. В качестве основного теплоносителя для таких обогревательных систем выступает наружный воздух.

Это позволяет выполнять таким система две основных задачи: отопление и вентиляцию. Расчет эффективности воздушного отопления доказывает, что его использование позволяет существенно экономить топливно-энергетические ресурсы.

По возможности, такое оборудование монтируют вместе с рециркуляционными установками, которые позволяют осуществлять забор воздуха не снаружи, а непосредственно из отапливаемых помещений.

Ограничения на установку рециркуляционного оборудования

Правильный расчёт — залог Вашей экономии.

Не допускается рециркулирование в следующих помещениях:

  1. с выделяющимися веществами 1,2 классов опасности, с резко выраженным запахом, или же с присутствием болезнетвроных бактерий или грибков;
  2. с присутствием возгоняющихся вредных веществ, которые могут соприкасаться с нагретым воздухом, если не предусмотрена предварительная очистка перед поступлением в нагреватели;
  3. категории А или Б (кроме воздушно-тепловых завес или воздушных завес у наружных ворот или дверей);
  4. вокруг оборудования в радиусе 5 метров в категориях помещений В, Г или Д, когда в таких зонах могут образовываться смеси горючих газов или взрывоопасные пары и аэрозоли;
  5. где установлены местные отсосы для вредных веществ или взрывоопасных смесей;
  6. в шлюзах и тамбурах, лабораторий или комнат для проведения работ с вредными газами и парами, или взрывоопасными веществами и аэрозолями.

Установка рециркуляционных систем допустима в системах местных отсосов для пылевоздушных смесей (кроме взрывоопасных и вредных веществ) после агрегатов для очистки их от пыли.

Формулы и параметры для расчета систем отопления

Пример расчета системы воздушного отопления осуществляется по формуле:

Где LB — является объемом расхода воздуха за определенное время;
Qnp — тепловой поток для отапливаемого помещения;
С – теплоемкость теплоносителя;
tв — температура в помещении;
tпр — температура теплоносителя, подаваемого в помещение, которая рассчитываемого по формуле:

Где tH — наружная температура воздуха;
t — дельта изменения температуры в воздухонагревателе;
р — давление потока теплоносителя после вентилятора.

Расчет системы воздушного отопления должен быть такой, чтобы нагревание теплоносителя в рециркуляционных и приточных установках соответствовали категориям зданий, в которых установлены эти агрегаты. Она не должна быть выше, чем 150 градусов.

Классификация воздушных систем отопления

Подобные системы отопления разделяются по следующим признакам:

По виду энергоносителей: системы с паровым, водяным, газовым или электрическим калориферам.

По характеру поступления нагретого теплоносителя: механическим (при помощи вентиляторов или нагнетателей) и естественным побуждением.

По виду схем вентилирования в отапливаемых помещениях: прямоточные, либо с частичной или полной рециркуляцией.

По определению места нагрева теплоносителя: местные (воздушная масса нагревается местными отопительными агрегатами) и центральные (подогрев осуществляется в общем централизованном агрегате и в последующем транспортируется к отапливаемым зданиям и помещениям).

Дополнительное оборудование, повышающее эффективность воздушных отопительных систем

Для надежной работы данной отопительной системы, необходимо предусматривать установку резервного вентилятора или же монтировать не меньше двух агрегатов отопления на одно помещение.

При отказе основного вентилятора, допустимо снижение температуры в помещении ниже нормы, но не более чем на 5 градусов при условии подачи наружного воздуха.

Температура подающегося в помещения воздушного потока должна быть не менее чем на двадцать процентов ниже, нежели критическая температура самовоспламенения газов и аэрозолей, присутствующих в здании.

Для обогрева теплоносителя в воздушных системах отопления применяются калориферные установки различных видов конструкций.

С их помощью также могут комплектоваться отопительные агрегаты или вентиляционные приточные камеры.

Схема воздушного отопления дома. Нажмите для увеличения.

В таких калориферах нагрев воздушных масс осуществляется за счет энергии, отбираемой у теплоносителя (пара, воды или дымовых газов), а также они могут нагреваться электроэнергетическими установками.

Отопительные агрегаты могут использоваться для обогрева рециркуляционного воздуха.

Они состоят из вентилятора и калорифера, а также аппарата, который формирует и направляет потоки теплоносителя, подающегося в помещение.

Большие отопительные агрегаты используют для обогрева крупных производственных или промышленных помещений (например, в вагоносборочных цехах), в которых санитарно-гигиенические и технологические требования допускают возможность рециркуляции воздуха.

Также крупные отопительные воздушные системы используются в нерабочее время для дежурного отопления.

Применение тепловых воздушных завес

Для уменьшения объема поступающего воздуха в помещение при открытии наружных ворот или дверей, в холодное время года используют специальные тепловые воздушные завесы.

В иное время года они могут быть использованы как рециркуляционные установки. Такие тепловые завесы рекомендуется применять:

  1. для наружных дверей или проемов в помещениях с мокрым режимом;
  2. у постоянно открывающихся проемов в наружных стенах сооружений, которые не оборудованы тамбурами и могут отворяться более пяти раз за 40 минут, или в районах с расчетной температурой воздуха ниже 15 градусов;
  3. для внешних дверей зданий, если к ним примыкают помещения без тамбура, которые оборудованы системами кондиционирования;
  4. у проемов во внутренних стенах или в перегородках производственных помещений во избежание перехода теплоносителя из одного помещения в другое;
  5. у ворот или дверей помещения с кондиционированием воздуха со специальными технологическими требованиями.

Пример расчета воздушного отопления для каждой из вышеуказанных целей может служить дополнением к технико-экономическому обоснованию установки такого вида оборудования.

В тепловом и воздушном балансе здания теплота, подаваемая при помощи завес периодического действия, не учитывается.

Температуру воздуха, который подается в помещение тепловыми завесами, принимают не выше чем 50 градусов у внешних дверей, и не более чем 70 градусов — у наружных ворот или проемов.

Выполняя расчет системы воздушного отопления, принимают следующие значения температуры смеси, поступающей через наружные двери или проемы (в градусах):

5 — для промышленных помещения при тяжелых работах и расположении рабочих мест не ближе чем на 3 метра к наружным стенам или 6 метров от дверей;
8 — при тяжелых видах работ для производственных помещений;
12 — при работах средней тяжести в производственных помещениях, или в вестибюлях общественных или административных зданий.
14 —при легких работах для промышленных помещений.

Для качественного обогрева дома необходимо правильное расположение отопительных элементов. Нажмите для увеличения.

Расчет систем воздушного отопления тепловыми завесами производится для различных внешних условий.

Воздушные тепловые завесы у наружных дверей, проемов или ворот рассчитываются с учетом давления ветра.

Расход теплоносителя в таких агрегатах определяется из скорости ветра и температуры наружного воздуха при параметрах Б (при скорости не более 5 м в секунду).

В тех случаях, когда скорость ветра при параметрах А больше, чем при параметрах Б, то воздуногреватели следует проверять при воздействии параметров А.

Скорость исхода воздуха из щелей или наружных отверстий тепловых завес принимают не более 8 м в секунду у наружных дверей и 25 м в секунду — у технологических проемов или ворот.

При расчетах систем отопления воздушными агрегатами за расчетные параметры наружного воздуха принимаются параметры Б.

Одна из систем в нерабочее время может действовать в дежурном режиме.

Достоинствами систем воздушного отопления являются:

  1. Уменьшение первоначальных капиталовложений, за счет сокращения расходов на приобретение отопительных приборов и прокладки трубопроводов.
  2. Обеспечение санитарных и гигиенических требований к условиям среды в промышленных помещениях за счет равномерного распределения температуры воздуха в объемных помещениях, а также проведения предварительного обеспыливания и увлажнения теплоносителя.

К недостаткам систем воздушного отопления можно отнести значительные габариты воздуховодов, высокие теплопотери при передвижении воздушных масс по таким трубопроводам.

Ссылка на основную публикацию