+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Расчет теплопотерь: калькулятор, формулы, пример, таблица

Обеспечение того или иного пространства здания теплом достигается с помощью установки соответствующего оборудования. В зависимости от типа здания, это могут быть разные приборы и обогреватели. Так, например, в частном доме чаще всего используются небольшие одно- или двухконтурные газовые котлы, которые могут быть напольными или настенными. В некоторых отдельных домах и по сей день встречаются такие нагревательные сооружения, как дровяные печи или печи-буржуйки. Конечно же, это бывает очень редко, но все-таки эти обогреватели, которые в течение нескольких сотен лет позволяли людям обеспечивать тепло в домах, и сейчас на должном уровне выполняют свои прямые функции. Что же касается производственных предприятий, то на них довольно широкое применение получили так называемые «воздушные пушки», которые, благодаря встроенному вентилятору, разгоняют по всему помещению нагретый до определенной температуры воздух, а в теплое время года они способны выполнять функции кондиционера и вентилятора (достаточно лишь отключить нагревательный элемент).

Напольный котел отопления устанавливают в отдельное помещение.

Помимо этих приспособлений, на крупных предприятиях по созданию и производству каких-то промышленных или продуктовых товаров используется паровое отопление. Оно заключается в том, что образующийся в процессе производства пар не отправляется на прямую в атмосферу через отводящую трубу, а направляется по трубам, расположенным по всему периметру здания. Этот способ позволяет экономить средства на оплате за электроэнергию или за магистральный газ. Помимо всего прочего, это замечательный способ уменьшить масштабы негативного влияния продуктов человеческой деятельности на окружающую среду. Конечно же, по сравнению с отопительным оборудованием прошлого поколения, техника сейчас оказывается на несколько шагов впереди, но теплопотери остаются на достаточно критическом уровне. Именно поэтому необходимо не только осуществлять систематический расчет теплопотерь здания, но и предпринимать некоторые попытки для того, чтобы эти показатели снижались.


Как проводятся расчеты тепловых потерь?

Процесс теплопотерь дома.

Независимо от того, в каком здании или помещении проводится замер теплопотерь, они в большинстве своем связаны с тем, что нагретый воздух выходит из помещения через разнообразные ограждающие конструкции. К ним относятся стены, потолки, полы, окна, двери и многое другое. Помимо этого, здесь еще следует назвать такой фактор, как необходимость нагревать тот воздух, который просачивается в помещение через всевозможные зазоры и неплотные соединения опять-таки между ограждающими конструкциями. Таким образом, для того чтобы избежать теплопотерь, необходимо произвести их расчет и потом уже попытаться наметить основные этапы работы по преодолению данной ситуации.

Методика расчета теплопотерь помещений и порядок его выполнения

Схема утепление входных дверей.

Все потери помещениями различных типов тепла складываются из теплопотерь, происходящих через разнообразные ограждающие конструкции, например, стены, окна, перегородки, перекрытия или полы, и из расходования тепла на процесс нагревания воздуха, который попадает внутрь здания через неплотно защищенные сооружения, присутствующие в конструкции данного рассматриваемого помещения. Иногда в некоторых промышленных зданиях случаются и другие варианты возможной потери тепла, природу которых можно связать только с практической деятельностью предприятия и условиями, в которых происходит непосредственная деятельность этой организации.

В любом случае учет теплопотерь необходимо производить для всех конструкций ограждающего типа, которые присутствуют в отапливаемом помещении.

При этом не обязательно учитывать потери тепла, которые осуществляются через внутренние конструкции, если разность их температуры с температурой в соседних помещениях не превышает 3 градусов по Цельсию.
Как рассчитать теплопотери здания сквозь ограждающие конструкции?

Формулы расчета теплопотерь.

Для этой цели существует следующая формула: Qогр = F (tвн – tнБ) (1 + Σ β ) n / Rо

В которой, tнБ – это температура воздуха снаружи, измеряемая градусами по Цельсию;

tвн – температура внутри помещения, мера измерения которой тоже – градус по Цельсию;

далее за F принимается площадь всех защитных сооружений, в квадратных метрах;

n – коэффициент, учитывающий положение ограждений или защитных сооружений внутри здания, то есть положение внешней поверхности этих объектов по отношению к наружному воздуху;

под β подразумеваются добавочные теплопотери, рассчитанные в некоторых долях от основных потерь тепла;

Rо – это сопротивление процессу передачи тепла, измеряемое в отношении произведения кв. метров на градусы по Цельсию к Вт.

Сопротивление обычно тоже находится по формуле Rо = 1/ αв + Σ ( δі / λі ) + 1/ αн + Rв.п. Здесь за αв берется коэффициент восприятия тепла внутренней поверхностью имеющихся ограждений, мера измерения этого компонента – отношение Вт к произведению метра в квадрате на градус по Цельсию;

λі – это расчетный коэффициент теплопроводности для используемого материала одного слоя конструкции;

δі – толщина одного слоя материала;

αн – коэффициент отдачи тепла ограждением;

Rв.n – термосопротивление внутри воздушной замкнутой прослойки;

Коэффициенты αн и αв в некоторых случаях имеют постоянные значения, как и значение λі, которое указано в специальных справочниках;

δі – величина, которую назначают дополнительно, согласно заданию, и определить ее можно только по чертежам конструкций ограждений;

Коэффициенты восприятия тепла αв для внутренней поверхности стен, полов и потолков равна 8,7 кв.м׺С/Вт. Обозначаемый символом αн коэффициент теплоотдачи наружных стен и перекрытий, над которыми нет чердака, равен 23. В случае же с имеющимися в конструкции здания чердаками и подвалами этот коэффициент снижается практически вдвое, равняясь таким образом, 12 кв.м׺С/Вт.

Вернуться к оглавлению

Добавочные тепловые потери через окна и двери

Крайне редко прибегают к технологии подсчета потерь тепла через двери или окна, поэтому удобнее воспользоваться приведенными в справочных материалах данными. Согласно им, через двери, окна и стены, ориентированные на северные стороны, наблюдаются потери тепла в 0,1 β. Если же окна, стены и двери смотрят на запад или юго-восток, то теплопотери уменьшаются и равны 0,05 β

Вернуться к оглавлению

Расчет расходов тепла на нагревание попадающего снаружи воздуха

Добавочные теплопотери.

Существует два общепринятых для этого случая типа расчетов. Посредством первого можно определить расход энергии Qі, уходящей на нагревание воздуха, проникнувшего извне через вентиляционную вытяжку. Второй же расчет помогает определить расход тепловой энергии на подогрев воздуха извне, проникающего внутрь помещения через неплотно установленные ограждения.

Определяем Qі по формуле 0,28 L ρн с (tвн – tнБ) (1),

в которой L, м3 на 1 час, представляет собой расход выходящего наружу воздуха;

с – это удельная величина тепловой емкости воздуха, измеряемая в кДж;

ρн – это плотность наружного воздуха, кг/м3.

Вернуться к оглавлению

Расчет тепловых потерь частного дома

Достаточно часто происходит так, что, еще до того как вы поселитесь в новом доме, в нем остается всего-навсего доработать какие-то мелочи своими собственными руками или же, наоборот, приходится обращаться за помощью профессионалов, для того чтобы сделать то, что вы оставили на последнюю очередь. И в первом, и во втором случае проблему необходимо решить как можно скорее, но разница заключается в том, что, до того как приступить к реализации какой-то серьезной задачи, нередко требуется провести мероприятия подготовительного характера. Так, например, если у вас еще не проведено отопление, то сначала нужно будет провести расчет тепловых потерь и только потом определяться с тем, какая отопительная система будет подходящей в вашем конкретном случае.

Для того чтобы осуществить намеченное мероприятие, необходимо определиться с тем, через что именно в частном доме может выходить тепло. Самый первый ответ, который приходит на ум, связан, конечно же, с дверью. Еще бы, ведь именно она является той частью, которая не только стоит на границе улицы и дома, но и находится в открытом состоянии очень часто. И если в весенний или летний период данное ее положение становится всего-навсего причиной проникновения в дом комаров, мух и каких-то других мелких (порой и крупных) насекомых, то осенью, зимой и ранней весной результаты данных действий намного серьезнее: за несколько секунд выхолаживается одна комната, а если учесть, что в дом не только приходят, но из него еще и выходят, то, как минимум, раз в день дверь открывается на 2-3 минуты. И если в квартирах более быстрому остыванию внутренней температуры помещения препятствует подъезд, то в частном доме такой защиты нет.

Итак, с дверью разобрались, здесь ничего нового мы не узнали, а лишь подтвердили лишний раз правоту своих догадок и подозрений. Далее представляем список частей здания, виновных в тепловых потерях:

  • стены;
  • окна;
  • потолок;
  • чердачное покрытие или крыша;
  • пол на первом или на цокольном этаже;
  • вентиляционная система.

Вернуться к оглавлению

Теплопотери и их расчет на примере двухэтажного здания

Сравнение расходов на отопление зданий разной формы.

Итак, возьмем для примера небольшой домик с двумя этажами, утепленный по кругу. Коэффициент сопротивления теплопередаче у стен (R) при этом будет в среднем равен трем. Здесь учитывается то, что к основной стене уже прикреплена теплоизоляция из пеноплекса или из пенопласта, толщиной около 10 см. У пола данный показатель окажется чуть меньше, 2,5, так как утеплителя под отделочным материалом нет. Что касается кровельного покрытия, то здесь коэффициент сопротивления достигает 4,5-5 благодаря тому, что утеплен чердак с помощью стекловаты или минеральной ваты.

Кроме того, что вы определите то, насколько способны те или иные интерьерные элементы противиться естественному процессу улетучивания и охлаждения теплого воздуха, нужно будет определиться с тем, каким именно способом это происходит.

Возможно несколько вариантов: испарение, излучение или конвекция. Помимо них, существуют и другие возможности, но к частному жилому помещению они не относятся. При этом, осуществляя расчеты теплопотерь в доме, не нужно будет учитывать, что время от времени температура внутри помещения может повышаться от того, что сквозь окно солнечные лучи нагреют воздух на несколько градусов. Не стоит в данном процессе ориентироваться еще и на то, что дом стоит в каком-то особом положении по отношению к сторонам света.

Для того чтобы определить то, насколько серьезными являются теплопотери, достаточно провести расчет данных показателей в самых населенных комнатах. Наиболее точный расчет предполагает следующее. Сначала нужно подсчитать общую площадь всех стен в комнате, затем из данной суммы нужно вычесть площадь всех расположенных в этой комнате окон и, учитывая площадь кровли и пола, рассчитать теплопотери. Это возможно осуществить с помощью формулы:

dQ=S*(t внутри – t уличная)/R

Так, например, если площадь стен у вас равна 200 кв. метрам, температура в помещении – 25ºС, а на улице – минус 20ºС, то стены потеряют приблизительно 3 киловатта тепла за каждый час. Аналогично осуществляется и расчет теплопотерь всех остальных составляющих. После этого их остается лишь суммировать и у вас получится, что комната с 1 окном потеряет в час около 14 киловатт тепла. Итак, это мероприятие производится до монтажа отопительной системы по специальной формуле.

Heat Balance Lite — расчет теплопотерь помещений, теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Расчет теплопотерь от инфильтрации через воздухопроницаемость ограждений
Черчение ограждений в AutoCAD специальными инструментами
Импорт параметров (размеры, площадь, ориентация, тип) ограждений из AutoCAD в помещения
Подбор отопительных приборов
Измерение размеров (длины, площади) с чертежа AutoCAD
Формирование сводной таблицы ограждений
Формирование сводной таблицы отопительных приборов
Выбор одного из двух языков, на котором будут сформированы сводные таблицы, русский или украинский
Экспорт сводных таблиц в отдельный файл Excel без макросов
Определение удельных теплопотерь, Вт/м²
Справочные данные внутренних температур помещений с инструментами фильтра и поиска
Автоматическое запоминание ранее введенных размеров ограждений для вставки их в помещение
Возможность ввода % добавок к теплопотерям
Копирование ограждений
Определение сопротивлений теплопередачи ограждающих конструкций (в том числе неоднородной)
Определение фактической и нормативной воздухопроницаемости ограждающих конструкций
Расчет теплопотерь помещений (с учетом инфильтрации)
Формирование сводной таблицы теплопотерь всех помещений
Экспорт сводных таблиц в отдельный файл Word c штампом по ГОСТ (для пояснительной записки)
Построение графика температур в сечении ограждений
Определение температуры внутренней поверхности ограждения
Определение температуры точки росы и проверка образования конденсата
Построение диаграммы теплопотерь ограждений
Определение годового расхода тепла, затрачиваемого на отопление
База материалов ограждающих конструкций, структурированная по СНиП с возможностью ее изменения
Копирование этажа со всеми помещениями и приборами
Автоматическое определение углового помещения

Расчет теплопотерь через пол | Тепловизов

В одноэтажных административных и жилых зданиях теплопотери через пол составляют до 15,0% от общих утечек тепла. При увеличении количества этажей этот показатель снижается до 5,0%. Тем не менее, вопросы минимизации тепловых потерь через пол и прилегающие участки являются основными в общей программе повышения энергетической эффективности любого здания.

Чтобы добиться наилучшего результата, необходимо иметь точную информацию о том, какие места являются наиболее проблемными. Получить достоверную картину распределения температуры на поверхности, мест утечки тепловой энергии и притока холодного воздуха можно с помощью тепловизионного обследования – передовой технологии неразрушающего теплового контроля.

Теплопотери пола: самые холодные зоны

Как показывает практический опыт, значительная часть тепла уходит на участке соединения стены и пола, через мостики холода в углу. При определенных температурных условиях в таком углу появляется повышенная влажность, а со временем развивается плесень и грибок.

Основными причинами утечки тепла в области пола являются:

  • особенности конструкции строения;
  • использование материалов с разным показателем теплопроводности;
  • неплотные стыки, щели и другие строительные дефекты;
  • отсутствующая или некачественная тепло- и гидроизоляция стяжки на первом этаже.

Если в доме установлена система «теплый пол», то теплопотери могут происходить вследствие выхода из строя ее элементов или неправильного монтажа. Это может быть засорение трубок, образование в них воздушных пробок, а также протечки.

Предположить такие проблемы можно по снижению температуры, неравномерному нагреву поверхности, падению давления, но точно выявить место протечки или засорения можно только с помощью тепловизора.

Обследование проводится без демонтажа напольного покрытия и вскрытия стяжки. Его результаты являются точными, что позволяет выполнить ремонт на конкретном участке и устранить неполадки с минимальными затратами времени и средств.

Расчёт потерь тепла через полы

При определении общих потерь тепла первым участком, для которого проводят такие расчеты, является пол. Его роль в теплопотерях не самая большая, а расчет предполагает использование различных показателей – типа почвы и ее характеристик, глубины, на которую промерзает грунт, параметров фундамента.

Учитывая такие особенности, вычисления проводят по упрощенной схеме. Вдоль периметра дома, начиная от линии соприкосновения с грунтом, описывается 4 участка, которые представляют собой полосы шириной 200,0 сантиметров.

Для каждого участка используется определенный показатель приведенного сопротивления тепловой передаче: 2,1; 4,3; 8,6 и 14,2 кв.м * град./Вт.
Используя формулу и фиксированные значения, вычисляется показатель теплопотерь. Как правило, такие расчеты производятся с использованием компьютерной техники, что исключает ошибки и позволяет оперативно получить результат.

Теплопотери через пол и стены в грунт

Опубликовано 05 мая 2015
Рубрика: Теплотехника | 34 комментария

/Обратите внимание!!! Статья дополнена P.S. (25.02.2016) и P.S. (08.01.2021)./

Несмотря на то, что теплопотери через пол большинства одноэтажных промышленных, административно-бытовых и жилых зданий редко превышают 15% от общих потерь тепла, а при увеличении этажности. ..

…порой не достигают и 5%, важность правильного решения задачи определения теплопотерь от воздуха первого этажа или подвала в грунт не теряет своей актуальности.

Особенно важно правильно рассчитать эти теплопотери для подвальных комнат (залов), где они могут составить все 100% для данного типа помещений!

В этой статье рассматриваются три варианта решения поставленной в заголовке задачи. Выводы — в конце статьи.

Считая потери тепла, всегда следует различать понятия «здание» и «помещение».

При выполнении расчета для всего здания преследуется цель — найти мощность источника и всей системы теплоснабжения.

При расчете тепловых потерь каждого отдельного помещения здания, решается задача определения мощности и количества тепловых приборов (батарей, конвекторов и т.д.), необходимых для установки в каждое конкретное помещение с целью поддержания заданной температуры внутреннего воздуха.

Воздух в здании нагревается за счет получения тепловой энергии от Солнца, внешних источников теплоснабжения через систему отопления и от разнообразных внутренних источников – от людей, животных, оргтехники, бытовой техники, ламп освещения, системы горячего водоснабжения.

Воздух внутри помещений остывает за счет потерь тепловой энергии через ограждающие конструкции строения, которые характеризуются термическими сопротивлениями, измеряемыми в м2·°С/Вт:

R=Σ(δii)

δi – толщина слоя материала ограждающей конструкции в метрах;

λi – коэффициент теплопроводности материала в Вт/(м·°С).

Ограждают дом от внешней среды потолок (перекрытие) верхнего этажа, наружные стены, окна, двери, ворота и пол нижнего этажа (возможно – подвала).

Внешняя среда – это наружный воздух и грунт.

Расчет потерь тепла строением выполняют при расчетной температуре наружного воздуха для самой холодной пятидневки в году в местности, где построен (или будет построен) объект!

Но, разумеется, никто не запрещает вам сделать расчет и для любого другого времени года.

Расчет в Excel теплопотерь через пол и стены, примыкающие к грунту по общепринятой зональной методике В.Д. Мачинского.

Температура грунта под зданием зависит в первую очередь от теплопроводности и теплоемкости самого грунта и от температуры окружающего воздуха в данной местности в течение года. Так как температура наружного воздуха существенно различается в разных климатических зонах, то и грунт имеет разную температуру в разные периоды года на разных глубинах в различных районах.

Для упрощения решения сложной задачи определения теплопотерь через пол и стены подвала в грунт вот уже более 80 лет успешно применяется методика разбиения площади ограждающих конструкций на 4 зоны.

Каждая из четырех зон имеет свое фиксированное сопротивление теплопередаче в м2·°С/Вт:

R1=2,1  R2=4,3  R3=8,6  R4=14,2 

Зона 1 представляет собой полосу на полу (при отсутствии заглубления грунта под строением)  шириной 2 метра, отмеренную от внутренней поверхности наружных стен вдоль всего периметра или (в случае наличия подпола или подвала) полосу той же шириной, отмеренную вниз по внутренним поверхностям наружных стен от кромки грунта.

Зоны 2 и 3 имеют также ширину 2 метра и располагаются за зоной 1 ближе к центру здания.

Зона 4 занимает всю оставшуюся центральную площадь.

На рисунке, представленном чуть ниже зона 1 расположена полностью на стенах подвала, зона 2 – частично на стенах и частично на полу, зоны 3 и 4 полностью находятся на полу подвала.

Если здание узкое, то зон 4 и 3 (а иногда и 2) может просто не быть.

Площадь пола зоны 1 в углах учитывается при расчете дважды!

Если вся зона 1 располагается на вертикальных стенах, то площадь считается по факту без всяких добавок.

Если часть зоны 1 находится на стенах, а часть на полу, то только угловые части пола учитываются дважды.

Если вся зона 1 располагается на полу, то посчитанную площадь следует при расчете увеличить на 2×2х4=16 м2 (для дома прямоугольного в плане, т.е. с четырьмя углами).

Если заглубления строения в грунт нет, то это значит, что H=0.

Ниже представлен скриншот программы расчета в Excel теплопотерь через пол и заглубленные стены для прямоугольных в плане зданий.

Площади зон F1, F2, F3, F4 вычисляются по правилам обычной геометрии. Задача громоздкая, требует часто рисования эскиза. Программа существенно облегчает решение этой задачи.

Общие потери тепла в окружающий грунт определяются по формуле в КВт:

QΣ=((F1+F)/R1+F2/R2+F3/R3+F4/R4)*(tвр-tнр)/1000

Пользователю необходимо лишь заполнить в таблице Excel значениями первые 5 строчек и считать внизу результат.

Для определения тепловых потерь в грунт помещений площади зон придется считать вручную и затем подставлять в вышеприведенную формулу.

На следующем скриншоте показан в качестве примера расчет в Excel теплопотерь через пол и заглубленные стены для правого нижнего (по рисунку) помещения подвала.

Сумма потерь тепла в грунт каждым помещением равна общим тепловым потерям в грунт всего здания!

На рисунке ниже показаны упрощенные схемы типовых конструкций полов и стен.

Пол и стены считаются неутепленными, если коэффициенты теплопроводности материалов (λi), из которых они состоят, больше 1,2 Вт/(м·°С).

Если пол и/или стены утеплены, то есть содержат в составе слои с λ<1,2 Вт/(м·°С), то сопротивление рассчитывают для каждой зоны отдельно по формуле:

Rутепл i=Rнеутепл i+Σ(δjj)

Здесь δj – толщина слоя утеплителя в метрах.

Для полов на лагах сопротивление теплопередаче вычисляют также для каждой зоны, но по другой формуле:

Rна лагах i=1,18*(Rнеутепл i+Σ(δjj))

Расчет тепловых потерь в MS Excel через пол и стены, примыкающие к грунту по методике профессора А.Г. Сотникова.

Очень интересная методика для заглубленных в грунт зданий изложена в статье «Теплофизический расчет теплопотерь подземной части зданий». Статья вышла в свет в 2010 году в №8 журнала «АВОК» в рубрике «Дискуссионный клуб».

Тем, кто хочет понять смысл написанного далее, следует прежде обязательно изучить вышеназванную статью.

А.Г. Сотников, опираясь в основном на выводы и опыт других ученых-предшественников, является одним из немногих, кто почти за 100 лет попытался сдвинуть с мертвой точки тему, волнующую многих теплотехников. Очень импонирует его подход с точки зрения фундаментальной теплотехники. Но сложность правильной оценки температуры грунта и его коэффициента теплопроводности при отсутствии соответствующих изыскательских работ несколько сдвигает методику А.Г. Сотникова в теоретическую плоскость, отдаляя от практических расчетов. Хотя при этом, продолжая опираться на зональный метод В.Д. Мачинского, все просто слепо верят результатам и, понимая общий физический смысл их возникновения, не могут определенно быть уверенными в полученных числовых значениях.

В чем смысл методики профессора А.Г. Сотникова? Он предлагает считать, что все теплопотери через пол заглубленного здания «уходят» в глубь планеты, а все потери тепла через стены, контактирующие с грунтом, передаются в итоге на поверхность и «растворяются» в воздухе окружающей среды.

Это похоже отчасти на правду (без математических обоснований) при наличии достаточного заглубления пола нижнего этажа, но при заглублении менее 1,5…2,0 метров возникают сомнения в правильности постулатов…

Несмотря на все критические замечания, сделанные в предыдущих абзацах, именно развитие алгоритма профессора А.Г. Сотникова видится весьма перспективным.

Выполним расчет в Excel теплопотерь через пол и стены в грунт для того же здания, что и в предыдущем примере.

Записываем в блок исходных данных размеры подвальной части здания и расчетные температуры воздуха.

Далее необходимо заполнить характеристики грунта. В качестве примера возьмем песчаный грунт и впишем в исходные данные его коэффициент теплопроводности и температуру на глубине 2,5 метров в январе. Температуру и коэффициент теплопроводности грунта для вашей местности можно найти в Интернете.

Стены и пол выполним из железобетона (λ=1,7 Вт/(м·°С)) толщиной 300мм (δ=0,3 м) с термическим сопротивлением R=δ/λ=0,176 м2·°С/Вт.

И, наконец, дописываем в исходные данные значения коэффициентов теплоотдачи на внутренних поверхностях пола и стен и на наружной поверхности грунта, соприкасающегося с наружным воздухом.

Программа выполняет расчет в Excel по нижеприведенным формулам.

Площадь пола:

Fпл=B*A

Площадь стен:

Fст=2*h*(B+A)

Условная толщина слоя грунта за стенами:

δусл=f(h/H)

Термосопротивление грунта под полом:

R17=(1/(4*λгр)*(π/Fпл)0,5

Теплопотери через пол:

Qпл=Fпл*(tвtгр)/(R17+Rпл+1/αв)

Термосопротивление грунта за стенами:

R27=δуслгр

Теплопотери через стены:

Qст=Fст*(tвtн)/(1/αн+R27+Rст+1/αв)

Общие теплопотери в грунт:

QΣ=Qпл+Qст

Замечания и выводы.

Теплопотери здания через пол и стены в грунт, полученные по двум различным методикам существенно разнятся. По алгоритму А.Г. Сотникова значение QΣ=16,146 КВт, что почти в 5 раз больше, чем значение по общепринятому «зональному» алгоритму — QΣ=3,353 КВт!

Дело  в том, что приведенное термическое сопротивление грунта между заглубленными стенами и наружным воздухом R27=0,122 м2·°С/Вт явно мало и навряд ли соответствует действительности. А это значит, что условная толщина грунта δусл определяется не совсем корректно!

К тому же «голый» железобетон стен, выбранный мной в примере — это тоже совсем нереальный для нашего времени вариант.

Внимательный читатель статьи А.Г. Сотникова найдет целый ряд ошибок, скорее не авторских, а возникших при наборе текста. То в формуле (3) появляется множитель 2 у λ, то в дальнейшем исчезает. В примере при расчете R17 нет после единицы знака деления. В том же примере при расчете потерь тепла через стены подземной части здания площадь зачем-то делится на 2 в формуле, но потом не делится при записи значений… Что это за неутепленные стены и пол в примере с Rст=Rпл=2 м2·°С/Вт? Их толщина должна быть в таком случае минимум 2,4 м! А если стены и пол утепленные, то, вроде, некорректно сравнивать эти теплопотери с вариантом расчета по зонам для неутепленного пола.

Но самый главный вопрос автору (или редакции журнала) касается формулы (3) и графика:

R27=δусл/(2*λгр)=К(cos((h/H)*(π/2)))/К(sin((h/H)*(π/2)))

Насчет вопроса, относительно присутствия множителя 2 у λгр было уже сказано выше.

Я поделил полные эллиптические интегралы друг на друга. В итоге получилось, что на графике в статье показана функция при λгр=1:

 δусл= (½)*К(cos((h/H)*(π/2)))/К(sin((h/H)*(π/2)))

Но математически правильно должно быть:

δусл= 2*К(cos((h/H)*(π/2)))/К(sin((h/H)*(π/2)))

или, если множитель 2 у λгр не нужен:

δусл= 1*К(cos((h/H)*(π/2)))/К(sin((h/H)*(π/2)))

Это означает, что график для определения δусл выдает ошибочные заниженные в 2 или в 4 раза значения…

Выходит пока всем ничего другого не остается, как продолжать не то «считать», не то «определять» теплопотери через пол и стены в грунт по зонам? Другого достойного метода за 80 лет не придумали. Или придумали, но не доработали?!

Предлагаю читателям блога протестировать оба варианта расчетов в реальных проектах и результаты представить в комментариях для сравнения и анализа.

Все, что сказано в последней части этой статьи, является исключительно мнением автора и не претендует на истину в последней инстанции. Буду рад выслушать в комментариях мнение специалистов по этой теме. Хотелось бы разобраться до конца с алгоритмом А.Г. Сотникова, ведь он реально имеет более строгое теплофизическое обоснование, чем общепринятая методика.

Прошу уважающих труд автора  скачивать файл с программами расчетов после подписки на анонсы статей!

Ссылка на скачивание файла:

teplopoteri-cherez-pol-i-steny-v-grunt (xls 80,5KB)

P. S. (25.02.2016)

Почти через год после написания статьи удалось разобраться с вопросами, озвученными чуть выше.

Во-первых, программа расчета теплопотерь в Excel по методике А.Г. Сотникова считает все правильно — точно по формулам А.И. Пеховича!

Во-вторых, внесшая сумятицу в мои рассуждения формула (3) из статьи А.Г. Сотникова не должна выглядеть так:

R27=δусл/(2*λгр)=К(cos((h/H)*(π/2)))/К(sin((h/H)*(π/2)))

В статье А.Г. Сотникова — не верная запись! Но далее график построен, и пример рассчитан  по правильным формулам!!!

Так должно быть  согласно А.И. Пеховичу (стр 110, дополнительная задача к п.27):

R27=δуслгр=1/(2*λгр)*К(cos((h/H)*(π/2)))/К(sin((h/H)*(π/2)))

Отсюда:

δусл=R27гр=(½)*К(cos((h/H)*(π/2)))/К(sin((h/H)*(π/2))) 

P.

S. (08.01.2021)

Время не стоит на месте… Широкому кругу инженеров стали доступны программы численного решения физических полей методом конечных элементов.

Рассмотренный в статье пример расчета теплопотерь подвала выполним в программе Agros2D, которую можно свободно скачать с официального сайта agros2d.org (с русским интерфейсом).

Исходные данные для расчета — те же:

1. Размеры подвала в плане по внутренним замерам – 9×12 м, заглубление – 2,5 м.

2. Стены и пол выполнены из железобетона толщиной 0,3 м с коэффициентом теплопроводности λ=1,7 Вт/(м·К).

3. Теплопроводность грунта λ=1,16 Вт/(м·К).

4. На границе «внутренняя поверхность подвала – воздух в подвале» коэффициент теплоотдачи α=8,7 Вт/(м2*К), температура воздуха в подвале tвр=+16 °С.

5. На границе «наружная поверхность грунта – наружный воздух» коэффициент теплоотдачи α=23 Вт/(м2*К), температура наружного воздуха tнр=-37 °С.

6. Нижняя граница грунта — ломаная изотермическая поверхность с постоянной температурой tгр=+4 °С.

7. Через боковые поверхности блока грунта и через верхние поверхности железобетонных стен тепловой поток отсутствует.

Форма нижней поверхности грунта выбрана таким образом, что глубина промерзания грунта на удалении от здания составляет ~ 2,4 м.

На скриншоте представлено стационарное температурное поле, рассчитанное в программе Agros2D.

Результаты расчета:

1. Теплопотери подвала через пол – 1,23 КВт.

2. Теплопотери подвала через стены – 4,12 КВт.

3. Общие теплопотери подвала – 5,35 КВт.

Выводы:

1. Полученный результат в 1,6 раза больше результата, полученного по зональной методике Мачинского и в 3 раза меньше результата по методике Сотникова.

2. Если в расчетной модели уменьшить глубину промерзания грунта с 2,4 м до 2,0 м, добавив на поверхность слой снега, то рассчитанные в Agros2D теплопотери будут весьма близки к результату, полученному по зональной методике.

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Отопление — виды, расчет теплопотерь и пр.

Какие виды отопления бывают? Какой их них лучше выбрать? Как рассчитать теплопотери?

На все эти вопросы Вы найдете ответы, прочитав статью.

Виды отопления

Существует несколько видов теплоносителей:

  •  воздух;
  •  вода;
  •  антифриз;
  •  газ.

Воздух обладает малой теплоемкостью. При использовании воздуха в отоплении дома необходима организация сложной системы теплопроводов и сильного конвекционного потока.

Вода является наиболее подходящим вариантом отопления жилого дома. Ее теплоемкость имеет наивысшие показатели среди других жидкостей, а вязкость невелика.

Антифриз — теплоноситель, который обладает незамерзающими свойствами. Антифризами являются этилен-, пропилен- и другие гликоли, а также растворы определенных органических солей.

Газовое отопление природным газом является наиболее экономически выгодным вариантом. Соотношение энергоемкости и доступной цены делает газ наиболее привлекательным для отопления дома.

Еще одним вариантом отопления в частном доме являются теплые полы. Данная система имеет меньшие потери тепла по сравнению с обычными радиаторами отопления. А основным ее недостатком является большая энергозависимость. Таким образом, теплые полы лучше использовать в помещениях, где теплопотери наиболее высоки.

Расчет системы отопления для частного дома

Расчет системы отопления происходит в несколько этапов:

  1. Создание проекта дома;
  2. Выделение зон комфортности;
  3. Расчет теплопотерь в каждом отдельно взятом помещении;
  4. Распределение источников отопления в помещениях;
  5. Определение тепловой мощности радиаторов отопления для каждой комнаты;
  6. Проектирование схемы системы отопления с разведением теплоносителя,
  7. определение коэффициентов для расчета мощности котла;
  8. Расчет мощности котла с использованием основного и дополнительного коэффициента.

Для окончательного расчета системы отопления необходимо определить спецификацию необходимого оборудования, труб, вентилей, фитингов.

Если вам необходим монтаж системы отопления и полный расчет — обращайтесь к нам!

Выделение зон комфортности

Разделение общей площади дома на зоны комфорта позволяет рассчитать наиболее оптимальную схему расходования тепла. Можно выделить следующие зоны:

  •  Зона полного комфорта: температура воздуха 20-24 градуса, комнаты, расположенные у одной или двух наружных стен. К данной зоне относят детские комнаты, ванные и санузлы, бассейны, домашние сауны.
  •  Спальная зона: температура 21-25 градусов тепла, комнаты, где проходит большая часть времени живущих в доме людей. Сюда относят спальни, комнаты для гостей и прислуги.
  •  Жилая зона: температура от 18 до 27 градусов. Гостиные, столовые и кухонные зоны, рабочие кабинеты.
  •  Хозяйственная зона: температура от 15-16 градусов. Это могут быть мастерские, летние кухни и т. д.
  •  Проходная зона — температура от 12 градусов, так как в данной зоне жильцы часто находятся в верхней одежде. Для отопление наиболее эффективными могут стать системы теплых полов или потолочных инфракрасных излучателей.
  •  Подсобная зона — температура в этой зоне не нормируется.

Планировка помещений, с учетом системы отопления

Наиболее эффективно рассчитывать систему отопления на этапе проектирования дома и планирования помещений.

Комнаты, расположенные у 1-2х наружных стен потеряют меньше тепла, так как будут иметь только один внешний угол, на котором происходят наибольшие теплопотери.

Котел лучше располагать в отдельном помещении. Согласно требованиям противопожарной безопасности, объем такого помещения должен составлять не менее 8 кубических метров, высота потолка не менее 2,4 метра. В комнате должно быть открывающееся окно и решетка с воздушным фильтром для свободного притока воздуха. Вместо воздушной решетки можно использовать щель под дверью 40-ка мм шириной.

Бросовое тепло, которое дает котел, можно использовать полнее, если в смежных помещениях располагать комнаты зоны полного комфорта и санузлы. Вход в котельную при таком размещении должен быть предусмотрен с улицы или нежилой зоны.

Наиболее холодные помещения с наличием углов следует использовать для организации хозяйственной или подсобной зоны.

Расчет теплопотерь

Для того чтобы рассчитать возможные теплопотери, необходимо учитывать следующие данные:

  1. конструктивные особенности дома;
  2. материал стен;
  3. их толщину;
  4. средняя температура самого холодного месяца;
  5. коэффициент использования мощности котла.

Рассчитывать теплопотери необходимо отдельно для каждого элемента конструкции (стены, пол, потолок, окна, двери).

Выбор радиаторов отопления

Радиаторы отопления по составу делятся на 4 вида:

  •  стальные;
  •  алюминиевые
  •  биметаллические;
  •  чугунные.

Биметаллические радиаторы состоят из тонких стальных сердечников, на которые нанизаны алюминиевые секции. В отличие от алюминиевых, такие радиаторы могут выдерживать гидроудары и повышенное давление, однако цена на них значительно выше. Самыми недорогими являются стальные радиаторы.

Схема раздачи тепла

Существует две схемы раздачи тепла: тупиковая и оборотная.

При тупиковой системе замыкание водного потока происходит через батареи, полотенцесушители, теплые полы.

В оборотной системе происходит частичный переток воды из подачи в отвод. При оборотных схемах требуется минимальное количество труб, возможно использование котлов без байпаса, так как остывающая обратка сама оттягивает горячую подачу.

Тупиковые системы раздачи делятся на однотрубные, двухтрубные и комбинированные.

При однотрубной схеме подача и отвод производится одной трубой, что позволяет сэкономить на материалах. Однако, в такой системе необходим циркуляционный насос, а последовательное соединение радиаторов приводит к неравномерности нагрева.

Двухтрубная система имеет свои достоинства и недостатки. Из-за большого количества используемых труб, она дороже. Основной плюс системы — возможность регулировать температуру радиаторов независимо друг от друга. Реже всего используется комбинированная система.

Выбор труб для системы отопления

Для систем отопления используются трубы из таких материалов, как сталь, полипропилен, медь, а так же наиболее современный материал — сшитый полиэтилен (PEX-трубы).

Благодаря своей прочности и устойчивости к скачкам давления и гидроударам, а также доступной цене, наиболее популярными являются стальные трубы и полипропиленовые.

Самым прочным и долговечным материалом для труб считается медь. Медные трубы легко устанавливать, но цены на них очень высоки.

Сшитый полиэтилен (PEX-трубы) — это современный материал, который подходит как для внутреннего, так и для наружного применения. Надежный, устойчивый к высоким температурам, не боится замерзания.

Выбор инфракрасного обогревателя

Можно выделить пленочные и светодиодные обогреватели.

Пленочные являются низкотемпературными, они неэкономичны, лучше всего подходят в качестве дополнительного источника отопления.

Светодиодные инфракрасные обогреватели или инфракрасные картины — это цифровые фоторамки, в которых каждый пиксель изображения является еще и инфракрасным излучателем. Светодиоды излучают направленное вперед тепло, их коэффициент полезного действия довольно высок, необходимая температура выбирается с помощью пульта. Главным недостатком таких приборов является высокая цена.

Смотрите также

Расчет теплопотерь

Большинство граждан не задумывается о том, что такое теплопотери и почему их нужно знать, считая данную информацию для себя излишней. При этом жители многоквартирных домов (МКД) жалуются зимой на холод в квартирах, связывая это лишь с недостаточным отоплением. Предлагаем вместе разобраться в причинах температурного дискомфорта в холода, узнать о причинах потерь тепла в квартире. Знания, как произвести расчет данной величины помогут обеспечить не только комфортное проживание, но и финансовую экономию.

Теплопотери в жилом доме – понятие и влияние на условия проживания

Теплопотерей называется уровень тепла, утрачиваемого помещением через стены, окна, потолок и пол за определенное количество времени. Измеряется данная величина в ваттах на квадратный метр, и зависит от разницы внутренней и внешней температуры воздуха – чем она ниже, тем выше энергоэффективность здания.

Годовая разница природных температур составляет порядка 60 градусов – от –30° в зимний период до +30° летом. Комфортной температурой для человека считается уровень в +18/+24°, который необходимо поддерживать в жилых зданиях. Добиваются этого за счет стройматериалов (теплоизолирующих потолков, стен и полов, энергосберегающих стекол), систем обогрева, проветривания или кондиционирования. Законодательно установлены строительные правила, нормы и стандарты, определяющие тепловую защиту строений.

Строительные нормы и правила

Для установления и закрепления норм теплопотерь дома существуют своды правил (СП), нормы и правила (СНиП), применяемые при строительстве, и ГОСТ:

  • СП 131.13330.2012 – о строительной климатологии;
  • СП 50.13330.2010 – о тепловой защите зданий;
  • СП 60.13330.2012 – об отоплении, вентилировании и кондиционировании в зданиях воздуха.
  • СНиП 2.04.07-86* – о тепловых сетях;
  • СНиП 2.08.01-89* – о жилых зданиях;
  • СНиП 2.04.05-91* – об отоплении, вентилировании и кондиционировании.
  • ГОСТ 22270-76 – об оборудовании для кондиционирования, вентиляции и отопления;
  • ГОСТ 30494-2011 – о параметрах микроклимата в помещениях жилых и общественных зданий;
  • ГОСТ 31311-2005 – об отопительных приборах.

Данные энергетического паспорта МКД должны соответствовать вышеуказанной технической документации и быть в пределах регламентированных нормативов.

С какой целью определяют объем потерь тепла в жилом доме

Расчет объема тепловых потерь необходим для создания отопительных и вентиляционных систем, определенной мощности, во вновь возводимых строениях. В жилом МКД проведение энергоаудита позволит выявить излишки тепловых потерь, которые станут основанием для его капитального ремонта.

Расчет мощности системы отопления основан на теплопотерях всего здания. Теплоотдача радиаторов определяется с учетом потерь тепла помещения, где его планируется установить. Расчеты производят в наиболее холодное время года, при минимальных погодных температурах.

Перед строительством жилого дома расчет потенциальных потерь тепла позволяет выбрать характер и качество строительных материалов, опираясь на их характеристики и климатические условия. При таком подходе, расход тепла не увеличится, а строение будет прогреваться быстрее.

Основные места теплоотдачи в доме

Для выявления уровня тепловых потерь учитывают не только климатические условия местности, но и расположение здания по отношению к сторонам света. Комфорт людей зависит от конструктивных особенностей здания, качества утепления наружных стен, фасадной отделки.

При оценке объема уходящего тепла учитывают также следующие факторы:

  • Возможные теплопотери на инфильтрацию через «дышащие» стены, закрытые окна и двери.
  • Утечку теплого воздуха через внутренние ограждающие конструкции – стены, потолки, полы.
  • Теплопотери на вентиляцию. При ее размещении, рассчитывают объем вентилируемого воздуха.

На расчет теплопотерь через пластиковые окна также влияет количество в них стеклопакетов – чем их больше, тем ниже утечка.

Виды расчета потерь тепла в жилом доме

Рассчитать потери тепла в своей квартире или доме можно с помощью онлайн-программ расчета теплопотерь. Для каждой ограждающей конструкции (пола, стены, окна и т.п.) имеется отдельная графа, позволяющая по заданным параметрам определить примерное количество потерь и выявить уязвимые места.

Полученные данные будут точнее передавать информацию, чем расчет теплопотерь по укрупненным показателям теплопередачи, созданным в советские времена, для стандартных типовых проектов домов.

Произвести вычисления можно и с помощью теплотехнических калькуляторов, также доступных в интернете. Данные программы позволяют проверить теплоизоляционную толщину на соответствие нормативами, а также рассчитать требуемую ширину слоя теплоизоляции, исходя из их характеристик сопротивления теплоотдаче.

Существуют также программы-приложения для расчета теплопотерь дома, устанавливаемые на мобильные устройства. С их помощью можно на этапе внутренней отделки строящегося МКД подобрать элементы утепления квартиры, размеры радиаторов и т.п.

Для фактического определения утечки тепла можно использовать тепловизор. Это измерительный прибор, который используется для проверки проводимых строительных работ или для выявления уязвимых мест в старом доме, с целью последующего утепления.

Описание процесса расчета

Все программы и калькуляторы, подсчитывающие утечку тепла, основаны на существующих расчетных формулах в соответствии с правилами и нормативами. В рекомендуемом расчете теплопотерь дома, необходимо вводить параметры помещения или дома, в соответствующие графы.

Параметры, применяемые в расчетах

Для получения коэффициента, характеризующего потери тепла, необходимо учитывать следующие данные:

  • разницу внутренней и внешней температур;
  • объем воздуха в помещении;
  • способность ограждений (стен, потолка, окон и т.д.) удерживать тепло.

Последний показатель учитывает тепловое сопротивление стройматериала.

Формула и исходные данные для расчета

Упрощенная формула для расчета теплопотерь помещения выглядит следующим образом:

Q = S· T : R,

где Q – объем теплопотерь, S – объем помещения, T – разница между внешней и внутренней температурами, R – величина сопротивления утечки тепла материала.

Для подсчетов по формуле необходимо вводить следующие данные:

  • для вычисления объема (S) – метраж помещения и высоту потолков;
  • для установления разницы температур (T) – значения наружной и внутренней температур воздуха;
  • для определения (R) – типы материала фасада, наружных стен, стеклопакетов и т.д, а также их физические свойства.

При подсчете утечки тепла стоит понимать, что абсолютно все факторы не поддаются полному учету. Это и конструктивные ошибки, и внутри стеновой конденсат. Поэтому полученные данные лучше проверить экспериментальным путем.

Какие мероприятия планируют по результатам анализа теплопотерь

При выявлении тепло утечки принимают решение о капитальном ремонте здания. В целях энергосбережения утепляют наружные стены, монтируют более мощные и современные системы отопления. Устанавливают более качественные окна, с большим числом стеклопакетов, оказывающие тепловое сопротивление потерям. Однако чаще всего производят ремонт кровли, поскольку она является наиболее уязвимым местом для выхода тепла.

Если ваша семья, даже при наличии «теплых полов», оконных стеклопакетов, застекленной лоджии и современной входной двери, мерзнет – причину нужно искать в утечках теплового ресурса. Расчетные данные будут поводом для обращения в управляющую компанию и инициации соответствующих действий с ее стороны.

Расчет теплопотерь стен — МатериалСтройСервис

Расчет теплопотерь стен производим по принципу расчета теплопотерь через огражадющие конструкции.
Исходя из плана дома, для расчета берем только стены (А, Б и В), так как стена (Г) граничит с соседней половиной жилого дома, простенки (Д) и не являются источником теплопотерь. Так же не учитывем двери, идущие из помещений № 1 и № 2 в помещение №3, потому что это помещение отапливаемое.
Стены дома – в щитах в качестве утеплителя использована мягкая стекловата толщиной 0,1 м с устройством пароизоляционного слоя. Фасад дома утеплен минераловатным утеплителем толщиной 0,05 метра, с устройством ветро- гидроизоляции и обшит виниловым сайдингом.

Для расчета площади стены без учета окон и дверей потребуются следующие размеры:

Длина стен (А, Б и В) – 6 м.
Высота стен – 2,5 м.
Площадь одного окна в помещениях № 1 и 2 – 1,2 м².
Площадь одного окна в помещении № 3 – 0,7 м².
Площадь входной двери (Е) в помещении № 3 – 1,6 м.

Расчет площади стены выполняем по формуле:
Общая длина стен ∙ высота стен – площадь окон (дверей), теперь подставим имеющиеся значения:
S стен (А и Б) = (6 м + 6 м) ∙ 2,5 м – (1,2 м² +1,2 м² + 0,7м²) = 26,9 м², округляем до 27 м² — полученная площадь стен (А и Б) для расчета теплопотерь.
S стены (В) = 6 м ∙ 2,5 м – 1,6 м (площадь двери) = 13,4 м², округляем до 13,5 м² — полученная площадь стены (В). Данная стена граничит с террасой, поэтому при расчете теплопотерь этой стены примем понижающий коэффициент 0,7.

Площадь стен известна, теперь для расчета теплопотерь необходимо вычислить величину сопротивления R для каждого слоя утеплителя стен, так как утепление стен многослойное:
Толщина минераловатного утеплителя со стороны фасада дома – 0,05 м с коэффициентом теплопроводности 0,039 Вт/мК. R₁ = 0,05 / 0,039 = 1,28 м² ∙ °С / Вт;

Межстеновой утеплитель стекловата — толщина 0,1 м с коэффициентом теплопроводности 0,043 Вт/мК. R2 = 0,1 / 0,043 = 2,32 м² ∙ °С / Вт;
Внутренняя обшивка стен мягкое ДВП (изоплита) – толщина слоя 0,012 м, коэффициент теплопроводности 0,05 Вт/мК. R3 = 0,012 / 0,05 = 0,24 м² ∙ °С / Вт.

Примечание: Внутреннюю и наружную обшивку стен из досок в расчет не берем, так как доски в щитах не имеют между собой плотного соединения, их назначение — для крепления отделочных стеновых материалов.
Расчет величины теплосопротивления стен дома производим по формуле:
Rстен = R1 + R2 + R3 = 3,84 м² ∙ °С / Вт.

Теперь в формулу расчета теплопотерь подставляем полученные показатели:

Теплопотери для стен (А и Б):
Q = S ∙ dT / R = 27 м² ∙ 52 град / 3,84 м² ∙ °С / Вт = 365,63 Вт.
Теплопотери для стены (В):
Q = S ∙ dT / R = 13,5 м² ∙ 52 град / 3,84 м² ∙ °С / Вт = 182,81 Вт ∙ 0,7 = 127,97 Вт.
Общие теплопотери стен составляют 493,5 Вт (или 0,49 кВт).

Как рассчитать теплопотери

Вы когда-нибудь задумывались, как рассчитать теплопотери? В этой статье, опубликованной в журнале Process Heating, рассматриваются основные принципы теплопередачи, а также расчеты, которые используются для труб и сосудов. Подробнее читайте здесь.

На Рисунке 1 (ниже) показано сечение типичной системы трубопроводов. Он состоит из трубы, утеплителя, погодного барьера и промежутков между каждым слоем. Если труба и ее содержимое теплее окружающей среды, тепло будет передаваться от трубы к воздуху.Если от трубы передается достаточно тепла, содержимое трубы может утолщаться или затвердеть, что приведет к повреждению труб или насосного оборудования. Тепло передается от одного объекта к другому почти так же, как вода. Объекты с неравными температурами в тепловой системе стремятся к тепловому равновесию. Более горячий объект передает часть своего тепла более холодному объекту, пока он не достигнет той же температуры. Тепло может передаваться посредством теплопроводности, конвекции и излучения.

Проводимость

Электропроводность определяется как передача тепла или электричества через проводящую среду посредством прямого контакта.Скорость теплопередачи зависит от того, какое сопротивление существует между объектами с разными температурами. Во многих случаях желательна передача тепла от одной среды к другой. Приготовление пищи — это повседневный пример предполагаемой теплопередачи. Кроме того, большинство электронных компонентов работают более эффективно, если избыточное тепло, выделяемое оборудованием, отводится в среду, на которую не влияет добавление тепла.

Действует ли вещество как теплопроводник или изолятор, зависит от терморезистивных свойств вещества.Тепловое сопротивление (R) — это мера способности объекта задерживать теплопередачу за счет теплопроводности через заданную толщину вещества.

Математически R равно: R = L / k, где L — толщина изоляции в дюймах, а k — теплопроводность, (BTU) (дюйм) / (фут2) (oF) (час)

Изменение толщины (L) влияет на значение R или тепловое сопротивление изоляции. Значения K — это константы, которые зависят от физических свойств данного материала. Они измеряют способность материала передавать тепло.Некоторые общие значения K, измеренные при комнатной температуре, для материалов составляют 325,300 для стали, 2750,700 для меди, 0,250 для стекловолокна и 0,167 для воздуха. Новый призыв к действию

Конвекция

Потери из-за конвекции могут быть незначительными в системе без обширных расчетов. В любой трубопроводной системе существуют небольшие воздушные зазоры между поверхностной стеной и изоляцией. Воздушные зазоры обычно небольшие — менее одной десятой дюйма — и препятствуют потоку воздуха, который ограничивает конвекцию.Хотя небольшие воздушные зазоры не влияют на потерю тепла за счет конвекции, их терморезистивные свойства следует проанализировать, чтобы определить вклад в потери тепла в системе за счет теплопроводности.
Для иллюстрации предположим, что труба, показанная на рисунке 1, состоит из стекловолоконной изоляции толщиной 1 дюйм, а воздушный зазор между стенкой трубы и изоляцией составляет 0,05 дюйма. Используя уравнение значения R, вы можете рассчитать сопротивление изоляции и воздушный зазор. Соотношение двух сопротивлений указывает на то, что изоляция оказывает наибольшее влияние на общее тепловое сопротивление, а незначительные дефекты в применении изоляции минимальны.

Процент сопротивления за счет воздушного зазора равен 0,299, деленному на 4,299, или 6,95 процента.

Радиация

Потеря тепла из-за излучения происходит в результате передачи тепла высокоэнергетическими молекулами посредством волн или частиц. Для значительных потерь тепла из-за излучения более горячая поверхность должна быть значительно выше температуры окружающей среды — намного выше, чем это наблюдается в типичных приложениях с тепловым трассировщиком. Следовательно, потерями тепла из-за излучения можно пренебречь.
На практике при низких и средних температурах конвекция и излучение составляют около 10 процентов общих тепловых потерь системы.Добавив 10 процентов, можно вычислить общую формулу для расчета теплопотерь системы через теплопроводность, конвекцию и излучение.

Расчет тепловых потерь на плоской поверхности

Термин «потеря тепла» обычно относится к теплопередаче объекта в окружающую среду. Это означает, что рассматриваемый объект — например, стена — имеет температуру выше температуры окружающей среды (рис. 2). Математически формула для расчета теплопотерь системы за счет теплопроводности, выраженная в БТЕ / час:

Q = (U) (A) (T)

, где U — проводимость, БТЕ / (фут 2 ) ( o F) (час)

A — площадь поверхности объекта, ft 2
ΔT — разница температур (T1 -T2), o F
Проводимость — это величина, обратная сопротивлению, R, и может быть выражена как U = 1 / R или U = k / L.

Следовательно, другой способ выразить основную теплопотери (Q):

Q = [(k) (A) (ΔT) (1.1)] / л Потери тепла, БТЕ / час

БТЕ и ватты: сравнение.

Приведенное выше уравнение вычисляет тепловые потери всей плоской площади в БТЕ / час, но электричество обычно продается в киловатт-часах. Следовательно, для преобразования БТЕ в ватты уравнению необходим коэффициент преобразования. Один ватт равен 3,412 БТЕ. Изменение уравнения дает новую формулу:

Q = [(k) (A) (ΔT) (1.1)] / (3,412) (л) Потери тепла, Вт / ч

Не можете получить достаточно информации? Подробнее читайте здесь.

Чтобы помочь вам в заказе лучшей системы отопления, позвольте опытному представителю Indeeco помочь вам сегодня! Позвоните по телефону 314-644-4300 или посетите наш сайт www.indeeco.com.

Выполнение расчетов теплопотерь на конструкции

Размеры (метры)
Длина
Ширина
Высота карниза
Высота конька
30
10
2
3
‘U’ значения (Вт / м2град.В)
Стены (кирпич 228мм)
Кровля (профнастил)
Пол (бетон)
2,6
5,7
0,7
Расчетная темп. (градус Цельсия)
Мин. окружающая (внешняя) темп.
Требуемая внутренняя темп.
— 5
20

Как рассчитать теплопотери для конструкции

Чтобы рассчитать размер нагревателя (ов), необходимого для обогрева конструкции, нам нужно знать:

  • Температура, которая должна поддерживаться внутри конструкции.

  • Самая низкая температура окружающей среды (наружная температура), которую можно ожидать для область.

  • Прямые потери тепла от общей площади поверхности конструкции.

  • Потери тепла через естественную или механическую вентиляцию.

Разница между температурой окружающей среды и внутренней температурой дает требуется повышение температуры.

Повышение температуры = Внутренняя темп.- температура окружающей среды.

Потери тепла для конструкции рассчитываются путем взятия каждой поверхности в повернуть, рассчитав его общую площадь и умножив на тепловую коэффициент пропускания или «U — значение» (см. таблицу)

Потери тепла через поверхность = ширина (м) x длина (м) x значение U

Обратите внимание: площадь окон и дверей следует рассчитать и вычесть из площадь поверхности, на которой они находятся, и их тепловые потери должны быть рассчитывается отдельно.

Общие поверхностные тепловые потери конструкции являются суммой всех поверхностных тепловых потерь. тепловые потери.

Общие поверхностные тепловые потери = потери для стен + потери для крыши + потеря пола + выпадение окон + выпадение дверей

Следует сделать поправку на потерю тепла через вентиляцию, которая также включает утечки воздуха через плохо подогнанные двери, окна, повреждение поверхности конструкций и т. д. Оценить это может быть очень сложно, цифры колеблются от 20% до 66% в зависимости от типа и состояния состав.

Общие тепловые потери = общие поверхностные тепловые потери x поправка на тепловые потери сквозная вентиляция

Наконец, чтобы рассчитать необходимый размер нагревателя, общая тепловая потеря умножается на повышение температуры.

Требуемый размер нагревателя = общая потеря тепла x повышение температуры

Пример расчета теплопотерь (см. Диаграмму)

Температурный подъем = 20 — (-5) = 25 град. C

Площадь крыши = 2 x 5,09 x 30 = 305.4 кв.м
Площадь стен = (2x2x30) + 10 (2 + 3) = 180 м2
Площадь этажа = 30 x 10 = 300 м2

Потери тепла через крышу = 305,4 x 5,7 = 1740 Вт
Потери тепла через стены = 180 x 2,6 = 468 Вт
Потери тепла через пол = 300 x 0,7 = 210 Вт

Суммарные поверхностные тепловые потери = 2418 Вт

Принимая 20% потерь тепла через вентиляцию
Общие тепловые потери = 1,2 x 2418 = 2901 Вт

Требуемый размер нагревателя = общая тепловая потеря x повышение температуры = 2901 х 25 = 72525 Вт

В данном примере электрические тепловентиляторы Activair Ace мощностью 4-20 кВт , 5 — 15кВт переносные обогреватели Activair или 4- 21кВт Activair настенный электрический обогреватели нужны.

Расчет эксплуатационных расходов нагревателя в час

Расчет эксплуатационных расходов в час для электронагревателя: простой. Электроэнергия продается в единицах (кВтч), умножьте это на мощность нагревателя в кВт.

Эксплуатационные затраты в час = мощность нагревателя (кВт) x удельная стоимость электроэнергии (кВтч)

Оценка годовых эксплуатационных расходов нагревателя

Годовые эксплуатационные расходы будут в значительной степени зависеть от физических и географическое положение и преобладающие погодные условия из года в год.Для расчета примерных эксплуатационных расходов градусо-дневные таблицы составляют доступно для большинства регионов, исходя из средней температуры окружающей среды более Количество лет. (обратитесь в местную метеорологическую службу или выполните поиск Интернет для «дневной таблицы градуса отопления») Проконсультируйтесь с днем ​​градуса отопления таблица, чтобы найти годовой показатель температуры, при которой конструкция должна быть поддерживается в.

Расчетная годовая потребность в энергии (кВтч) = общие тепловые потери x 86400 x фигура из градусной таблицы / 3600000

Наконец, чтобы рассчитать годовые эксплуатационные расходы, умножьте расчетную годовая потребность в энергии по удельной стоимости вашей электроэнергии.

Годовые эксплуатационные расходы = годовая потребность в энергии x удельная стоимость электричество

Заявление об отказе от ответственности. Приведенный выше пример сильно упрощен. Значения U строительных материалов различаются и зависят от множества условий, включая положение конструкция, то есть закрытая, нормальная или открытая. Вышесказанное следует учитывать как приблизительный метод расчета размеров нагревателя и эксплуатационных расходов. W. Tombling Ltd. не принимает на себя никаких обязательств или претензий, связанных с использованием этого Информация.

Авторское право 2003/6, W. Tombling Ltd.

Выполните расчет тепловых потерь, чтобы выбрать лучшую печь для вашего дома

Когда вы собираетесь модернизировать систему отопления в своем доме в Венделле, Северная Каролина, ваш технический специалист должен выполнить расчет теплопотерь, чтобы убедиться, что будет установлена ​​печь нужного размера. В этой статье мы собираемся объяснить, что такое расчет теплопотерь и почему так важен размер печи.

Что такое расчет тепловых потерь?

Расчет теплопотерь, также известный как расчет тепловой нагрузки, определяет, сколько тепла уходит из дома за определенное время. Профессионалы используют измерения и информацию, полученные в ходе этих расчетов, чтобы определить, какой размер печи лучше всего подходит для эффективного обогрева вашего дома. Под нагрузкой понимается количество энергии, необходимое для достаточного обогрева дома. Существует три основных расчета нагрузки, которые помогут подрядчикам по ОВКВ найти лучшую печь для вашего дома:

  1. Расчет расчетной нагрузки
  2. Расчет предельной нагрузки
  3. Расчет частичной нагрузки

Что такое расчетная нагрузка?

При расчете проектной нагрузки

используются постоянные характеристики дома, такие как ориентация и планировка дома, а также коэффициент сопротивления изоляции R для определения необходимой тепловой энергии.Переменные характеристики, такие как разница температур внутри и снаружи дома, называются проектными условиями.

Согласно руководству J, разработанному Подрядчиками по кондиционированию воздуха Америки, необходимо понимать, каковы проектные условия, чтобы правильно рассчитать размер вашей печи.

Важно сложить все расчеты, включая расчетные условия, вместе, чтобы найти нагреватель подходящего размера для максимальной эффективности нагрева.

Что такое экстремальная нагрузка?

При расчете экстремальной нагрузки учитывается самый холодный день в году — отсюда и название экстремальный. Ваша система отопления должна адекватно обогревать ваш дом в экстремальную погоду, особенно если ваш дом недостаточно теплоизолирован. Если ваш дом теряет тепло быстрее, чем может вырабатывать печь, то вам нужна либо более крупная система, либо лучшая изоляция. Учет количества изоляции и ее R-значения является важной частью расчета теплопотерь.

Что такое частичная загрузка?

Частичная нагрузка — самый важный расчет. Обычно ваш дом будет находиться где-то между расчетной нагрузкой и экстремальной нагрузкой. Этот расчет влияет на то, как ваш обогреватель будет работать в обычных зимних условиях. При расчете частичной нагрузки учитывается ряд факторов, например:

  • Сколько человек в доме.
  • Насколько высокие потолки.
  • Сколько окон и дверей в доме.
  • Сколько есть мебели и ковров.
  • Сколько есть бытовой техники.
  • Сколько у вас озеленения.

Это переменные, которые могут изменяться со временем из-за ремонта дома, дополнительных жильцов или переезда людей.

Почему размер имеет значение?

Размер имеет значение, потому что, если он неправильный, печь не будет эффективно обогревать ваш дом. Когда вы включаете обогреватель, вы ожидаете, что он согреет ваш дом до комфортной температуры. В противном случае это не подходит для вашего дома.Давайте рассмотрим проблемы, с которыми вы столкнетесь при использовании обогревателя неподходящего размера.

  • Если система слишком велика: она будет работать с коротким циклом, что означает, что она постоянно включается и выключается. Если ваш обогреватель работает с короткими циклами, он не работает достаточно долго, чтобы обогреть ваш дом. Короткие циклы отнимают огромное количество энергии, увеличивают износ системы и сокращают срок ее службы.
  • Если система слишком мала: она будет работать постоянно, не достигая желаемой температуры.Мало того, что вашей семье будет холодно, но и ваши счета за электроэнергию вырастут, потому что система работает все время. Переработанная печь может привести к выходу из строя или преждевременной поломке системы. Наличие печи правильного размера поддерживает комфортную температуру в вашем доме и экономит ваши деньги.

Все три расчета нагрузки необходимы, чтобы помочь специалисту по HVAC найти печь подходящего размера для вашего дома. Если ваша текущая печь не работает, подумайте о ее модернизации, чтобы в вашем доме было комфортно, вы сэкономите деньги на счетах за электроэнергию, а при регулярном профилактическом обслуживании ваша печь прослужит долгие годы.

Позвоните нашей опытной команде в Alford Mechanical сегодня, чтобы назначить встречу для модернизации печи. Вы можете связаться с нами по телефону 919-246-5265 .

Изображение предоставлено iStock

Коэффициенты тепловых потерь | Уотлоу

От: — 5 октября 2020 г.


Понимание факторов, влияющих на потери тепла, позволяет лучше рассчитать изоляцию и мощность, необходимую для нагрева вашего продукта.Устраняя любые неисправности и снижая потери тепла, вы можете повысить эффективность своей системы отопления. В этой статье мы исследуем факторы, связанные с потерями тепла, и предоставим графики, которые помогут в расчетах текущих или прогнозируемых тепловых потерь.

Факторы, влияющие на теплопотери

Потеря тепла — это преднамеренное или непреднамеренное перемещение тепла от одного материала к другому. Это может происходить из-за проводимости, конвекции и излучения. Электропроводность часто возникает, когда изолированный или неизолированный компонент находится в прямом контакте с другим компонентом.Конвекция возникает, когда ваша труба, электрический обогреватель или другой компонент имеет воздушный барьер. Излучение возникает, когда нет контакта, а тепло движется волнами.

В Watlow мы следим за тем, чтобы вы выбрали регуляторы мощности и температуры, которые лучше всего подходят для вашей отопительной ситуации. Один из способов сделать это — учесть общие факторы потерь тепла. Хотя в каждой ситуации могут быть разные факторы, влияющие на теплопотери и теплопередачу, вот некоторые общие области тепловых потерь, которые инженеры-проектировщики должны учитывать при использовании своих отопительных приборов:

  • Неизолированные поверхности
  • Вертикальные или горизонтальные изолированные поверхности
  • Водные поверхности
  • Масляные или парафиновые поверхности
  • Влияние скорости ветра

Эти эффекты являются кумулятивными, поэтому неизолированная труба, проходящая частично через масло и частично через открытый наружный воздух, должна включать все три из этих элементов теплопотери при проведении расчетов.

Тепловые потери — это неэффективность. Регулировка температуры вашего обогревателя или защита его от одного или нескольких из этих факторов потери тепла может снизить потребление мощности вашей системой. Это может значительно сэкономить вашему предприятию на ежедневных эксплуатационных расходах.

Факторы, влияющие на потери тепла, могут измениться, когда вы перемещаете процесс или вносите изменения в сборочную линию. Ориентация на коэффициенты теплопотерь и внесение необходимых корректировок с помощью вашего управляющего оборудования или стратегий изоляции позволяет вашему приложению работать с тем же качеством и стабильностью, что и до внесения изменений.

Расчет теплопотерь системы также помогает выбрать правильный продукт для новой линии. Прежде чем использовать наш селектор продуктов, рассчитайте ожидаемые потери тепла в зависимости от местоположения, типа изоляции и обогреваемого материала. Это решающие факторы, которые могут повлиять на размер и тип нагревательного элемента, используемого в вашем производственном процессе.

Как коэффициент излучения влияет на потери тепла

Коэффициент излучения определяется как способность определенного объекта или материала излучать инфракрасную энергию.Таким образом, коэффициент излучения вашего обогревателя, термопары и изоляции может влиять на потери тепла за счет излучения.

Это еще одна часть головоломки при определении того, сколько тепла вам нужно для вашего конкретного применения. Изучите коэффициент излучения материала в процессе нагрева. Обязательно укажите, является ли материал полированной поверхностью или имеет средний или тяжелый оксид. Даже неметаллы обладают излучательной способностью, поэтому проверьте удельную теплоемкость изоляционных материалов, чтобы увидеть, как они могут повлиять на общие потери тепла.

Как рассчитать коэффициенты теплопотерь

Компания Watlow предлагает ряд графиков тепловых потерь, которые помогут вам рассчитать изменения температуры в вашем конкретном приложении. Умножьте значение кривой конвекции на коэффициент 1,29 для горизонтальных нагревательных приборов. Вертикальные трубы должны использовать прямое значение кривой. Для нижних поверхностей умножьте кривую на 0,63.

Этот расчет не принимает во внимание многие факторы потери тепла, которые могут повлиять на ваш продукт.OEM-производителям нужен более точный способ измерения потерь тепла для их конкретного продукта, поэтому необходимо внести изменения, называемые значениями коэффициента излучения.

Использование этого графика полезно при высоких температурах, но когда температура достигает температуры окружающей среды, или 70 градусов по Фаренгейту, его может быть трудно читать. Есть два общих правила, которые помогут вам получить более точное значение температуры:

  1. Рассчитайте потери на неизолированной поверхности с близким к 1.0 коэффициент излучения путем деления превышения температуры выше окружающей на 200.
  2. Рассчитайте потери на изолированной поверхности с приблизительной толщиной в один дюйм и значением K 0,5 BT-дюймов / час-фут2- ℉, разделив превышение температуры окружающей среды на 950.

Эти расчеты необходимо скорректировать с учетом коэффициента излучения и коэффициента изоляции вашего продукта, но они могут помочь вам более эффективно использовать приведенный выше график.

Как потери тепла влияют на ваш производственный процесс

Коэффициенты потерь тепла не только помогут вам настроить регуляторы мощности и температуры, но и подберут нагреватель, идеально подходящий для вашего процесса.Просмотрите наши продукты для обогрева, чтобы сравнить мощность, материалы и другие факторы. Если вы покупаете новый ПИД-регулятор, нагреватель или просто хотите повысить эффективность вашего технологического процесса, у Watlow есть продукты и технические руководства, которые помогут вам понять факторы потерь тепла и управлять ими.

Узнать | OpenEnergyMonitor

Теплопотери, теплопроводность и коэффициент теплопроводности строительной ткани

Теплопотери строительной ткани — это потери тепла через такие элементы здания, как стены, окна, полы, крыши, двери и т. Д.

Строительные элементы состоят из материалов, а теплопроводность материала называется значением k. Единицы измерения — Вт / м · К (ватт на метр-Кельвин). Кельвин как единица не имеет ничего общего с присвоением значения k.

В соответствии с фундаментальными физическими обозначениями, Ватт — это количество энергии в единицу времени. 1 ватт равен 1 джоуля в секунду. W = Дж / с.

Потери тепла для области, такой как стена, рассчитываются с использованием U-значений. Значение U — это значение k, умноженное на толщину или глубину d.2.K Стена 10 метров в длину и 2,6 метра в высоту. 0,032 * 10 * 2,6 = 0,832 Вт / К

Это означает, что на каждый градус Кельвина или градуса Цельсия будет передаваться 0,832 Вт тепловой энергии.

Стандартное уравнение теплопроводности, которое дает нам величину теплопередачи для данной разницы температур, приведено здесь:

  Тепловые потери = k x A x (Ti - Te) / d

k = теплопроводность материала элемента
A = площадь поверхности элемента
Ti = внутренняя температура
Te = внешняя температура
d = толщина или глубина элемента

Стена из тюков соломы является частью здания с внутренней целевой температурой 20 ° C.Температура на улице -10 градусов по Цельсию. Таким образом, разница температур Ti-Te составляет 30 ° C.
0,832 * 30 = 24,96 Вт теряется через стену.  

Теплообмен имеет направление. В британских домах мы обычно стремимся минимизировать потери тепла, как описано выше. То, как мы составляем уравнение, означает, что положительный результат будет означать потерь тепла, , но в сценарии, где разница температур отрицательная, это может означать отрицательный результат и может означать, что тепло поступает в наше здание, возможно, вместо этого потребуется охлаждение. отопления.

Разница температур иногда обозначается как ΔT (дельта T).

Другой пример:

Представьте себе объект, который представляет собой полый куб из однородного материала, без окон, без отверстий, без сквозняков, просто простой полый куб.

Допустим, этот кубический объект-дом сделан только из минеральной изоляции толщиной 100 мм, с внутренними размерами: 7 м в ширину, 7 м в длину и 7 м в высоту.

Наш дом в форме куба расположен в климате без ветра или солнечной энергии, только при стабильной температуре наружного воздуха 12 ° C круглый год.

Сколько энергии потребуется, чтобы поддерживать в этом гипотетическом доме стабильную температуру 21C?

По мере того, как мы отапливаем дом, тепло будет перемещаться от более горячего внутреннего воздуха через стены к более холодному внешнему воздуху посредством теплопроводности, и поэтому уравнение, которое нам нужно, является уравнением фундаментальной физики для теплопроводности.

  H = (кА / л) x (Ti - Te)  

Посетите отличный сайт по гиперфизике, чтобы узнать больше об уравнении теплопроводности и всей остальной физике.

Таблица Википедии о теплопроводности материалов сообщает нам, что минеральная изоляция имеет теплопроводность 0,04 Вт / мК. Мы можем принять площадь материала за внутреннюю область нашего кубического домика (представьте, что складываете кубический дом так, чтобы у нас была только эта одномерная стена площадью A и толщиной l), конечно, есть разница между внутренними площадь и внешняя область нашего кубического дома, но давайте вернемся к нему позже и возьмем внутреннюю область, которая сейчас составляет:

  7 м x 7 м x 6 поверхностей = 294 м2  

Подставляя числа в уравнение теплопроводности, получаем:

  H = (0.04 x 294 / 0,1) x (21-12) = 1058 Вт  

Итак, мы обнаружили, что нам понадобится довольно стандартный обогреватель мощностью 1 кВт, чтобы поддерживать температуру в нашем кубическом доме на 21 ° C. 1058 Вт в непрерывном режиме будет составлять 25 кВтч в день и 9268 кВтч в год.

Потери тепла через элементы здания — один из краеугольных камней энергетической модели здания. Но в таких моделях, как SAP, это обычно не называют уравнением теплопроводности, и теплопроводность материала не является обычной отправной точкой. Вместо этого такие модели, как SAP, начинаются с U-значения строительных элементов и уравнения, которое выглядит следующим образом:

  Теплопотери = коэффициент теплопередачи x площадь x разница температур  

Для элемента, изготовленного из единого однородного материала, величина U — это просто теплопроводность материала k, деленная на его толщину.Но строительные элементы лишь иногда представляют собой единый однородный материал; Строительный элемент также может представлять собой сборку из различных материалов, например, деревянную каркасную стену с изоляцией, мембранами и воздухом внутри. Физический процесс теплопередачи через элемент также может представлять собой смесь кондуктивного, конвективного и лучистого теплопереноса.

В случае, когда материал является однородным, потеря тепла через уравнение элемента здания совпадает с основным уравнением для теплопроводности, а значение U — это просто часть k / l, объединенная в одну константу.

Следовательно, коэффициент теплопроводности нашей 100-миллиметровой стены из минеральной изоляции будет:

  Значение U = k / l = 0,04 / 0,1 = 0,4 Вт / м2. К.  

Если у вас есть композит из материалов, например, слой дерева, а затем слой изоляции, можно рассчитать общее значение U таким же образом, как мы вычисляем эквивалентное сопротивление параллельных резисторов в электронике.

Для получения дополнительной информации о U-значениях см. Определение и расчет U-значений RIBA.

Расчет потерь тепла

ДЕЛЬТА T (превышение температуры за пределами окружающей среды) — выберите ниже
КОЭФФИЦИЕНТ ИЗОЛЯЦИИ — выберите ниже 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
ИЗОЛИРОВАННАЯ (ПОСЛЕ ГОДА 2000) 0.970 0,195 0,292 0,389 0,486 0,584 0,681 0,778 0,876 0,973 1,070 1,167 1,265 1,362 1,459 1,556 1.751

M

U

L

T

I

P

L

I

E

R

ИЗОЛИРОВАННОЕ 107 0,215 0,322 0,429 0,536 0,644 0,751 0,858 0,966 1,073 1,180 1,288 1,395 1,503 1,609 1,717 1,931
ЧАСТИЧНО ИЗОЛИРОВАНО 0,143 0,286 0,429 0,573 0,715 0,858 1.001 1,144 1,283 1,431 1,574 1,717 1,860 2,003 2,146 2,289 2,432 2,575
UN-ИЗОЛИРОВАННАЯ 0,179 0,358 0,179 0,358 0,715 0,894 1,073 1,252 1,431 1,609 1,788 1,967 2,146 2,325 2.503 2,682 2,861 3,040 3,219
СВОБОДНЫЙ, НЕИЗОЛИРОВАННЫЙ 0,286 0,572 0,858 1,144 1,431 1,717 2,003 2,2 2,575 2,861 3,147 3,433 3,719 4,010 4,292 4,578 4,864 5,150
ANAL ANSI ТАБЛИЦА ВЫШЕ 901 24
1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ КУБИЧЕСКИХ ФУТОВ ОТОПЛЕННОГО ПОМЕЩЕНИЯ. (ДЛИНА X ШИРИНА X ВЫСОТА ПОТОЛКА ПОМЕЩЕНИЯ)

2. ОПРЕДЕЛИТЕ ДЕЛЬТА T (превышение температуры выше температуры наружного воздуха или дополнительное повышение температуры)
3. ВЫБЕРИТЕ КАТЕГОРИЮ ИЗОЛЯЦИИ ИЗ ВЫШЕ.
4. ПЕРЕЙДИТЕ К КОЛОННЕ С СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ ДЕЛЬТОЙ T.
5. ПРИНИМАЙТЕ MULTIPLIER X НА КУБИЧЕСКИЕ НОЖКИ, И ОТВЕТИТЕ О ПРИБЛИЗИТЕЛЬНОЙ ВОДЫ.
6. ЧТОБЫ РАСЧЕТАТЬ ЭКВИВАЛЕНТ В БТЕ / Ч, УМНОЖИТЕ ВОДУ НА 3,412.
ПРИМЕР: Необходимо обогреть пространство объемом 800 кубических футов. Минимальная температура наружного воздуха составляет 0 F. Целью является комфортная температура 70 F. В этом примере Delta T составляет 70 F. Помещение характеризуется как изолированное.800 кубических футов следует умножить на коэффициент сверху, который в данном случае будет 1,503. В результате получается 1202,4 Вт. Таким образом, любая конструкция, будь то обогреватель плинтуса, настенный обогреватель и т. Д., Будет подходящим выбором, если номинальная мощность равна или превышает это значение.
















Расчет потерь тепла | NaturalGasEfficiency.орг

Введение

Формулы для расчета теплопотерь и притока тепла несложны. Сложность возникает из-за большого количества предположений, которые необходимо сделать, чтобы получить значения, которые вводятся в простые формулы. Для оценки годовых затрат на отопление (и охлаждение) помещения используются очень простые расчеты, используя только одну формулу для каждой площади с основными потерями (приростом) тепла. Более сложные методы используют компьютер для повторения одной и той же простой формулы 8760 раз, один раз для каждого часа в году, с использованием допущений почасовой переменной.Сложные модели учитывают скорость ветра и воздействие, солнечную изоляцию и облачность, уровень занятости и другие факторы, которые могут повлиять на годовое потребление энергии.

Точность результатов будет определяться предположениями, сделанными для ввода в формулы. Запуск сложной компьютерной модели 8760 не даст лучших результатов, если введенные допущения не соответствуют условиям реального мира. (Мусор в мусоре выброшен.)

В этом разделе рассматриваются, в основном, потери тепла за счет теплопроводности и инфильтрации; информацию о притоке тепла и солнечном тепле см. в разделе «Приток тепла».

Основные формулы

Основная формула кондуктивной теплопередачи:

(Площадь) x (Значение U) x (Разница температур) = БТЕ / час

(Площадь) x (Значение U) x (Сезонные градусные дни x 24 часа) = БТЕ / сезон

Площадь = Квадратные футы
Значение U = Коэффициент передачи = 1 / Значение R = значение, обратное значению R
Разница температур = Дельта-T = ((Внутренняя температура) — (Наружная температура))
Основная формула для инфильтрации а теплопередача движущимся воздухом составляет:

(объем) x (скорость изменения) x (удельная теплоемкость воздуха) x (разница температур) = БТЕ / час

(объем) x (скорость изменения) x (удельная теплоемкость воздуха) x (DD x 24 часа) = БТЕ / сезон

Объем = кубический фут
Скорость изменения = Воздухообмен в час; вентилятор CFH и т. д.
Удельная теплоемкость воздуха = БТЕ на кубический фут воздуха = 0.018 типичный
Temp Diff = разница в температуре воздуха, подлежащего обмену

Площадь и объем
Площадь всегда вводится в квадратных футах, а объем — в кубических футах. Базовые математические навыки необходимы для расчета каждой области с различными конструкциями, материалами и R-Value. Все области, которые образуют барьер между внутренним отапливаемым пространством и открытым пространством, должны быть определены.
Оценка скорости воздухообмена, вероятно, является самой большой отдельной переменной в расчетах теплопотерь / прироста.Общие практические правила различаются при многих условиях. Хорошая отправная точка:
Жилая новостройка / плотная конструкция = 0,25 — 0,5 воздухообмена в час

Жилые старые дома = 0,5 — 1,0 воздухообмена в час

Жилые старые, неизолированные дома с одинарными стеклопакетами 1,0 — 1,5 воздухообмена в час

Коммерческие помещения с ограниченным открытием снаружи и без принудительной вентиляции = 0,5 акр / час

Коммерческие помещения с большим количеством дверных проемов / движение людей = 1.0 — 2,0 ак / час

Промышленные помещения с потолочными дверями, окнами, принудительной вентиляцией = 0,5 — 3,0 акр / час (чем больше пространство, тем НИЖНИЕ производственные помещения / час).
Вентиляторные двери могут точно измерять степень проникновения воздуха в жилых и небольших коммерческих зданиях. Для получения дополнительной информации см. Двери воздуходувки.
R-значения и U-значения
R-Values ​​- это общий рейтинг, используемый в материалах, однако в формулах используется U-значение. Значение U — это величина, обратная значению R (например, R-2 = U-1/2).

R-значения могут быть добавлены; U-значения не могут. Следовательно, общее значение R должно быть определено путем сложения всех индивидуальных значений R композитного материала, а затем преобразовано в значение U для ввода в формулу. (ПРИМЕЧАНИЕ: компьютерные программы могут разрешать прямой ввод значений R, а затем выполнять преобразование в программе.)
Пример: Значение R для сборки жилой стены, показывающее аддитивный метод

Компонент

R-стоимость

Стена — пленка наружного воздуха

0.17

Сайдинг — Фаска по дереву

0,80

Обшивка из фанеры — 1/2 ″

0,63

3 1/2 ″ стекловолокно

11,00

1/2 ″ гипсокартон

0,45

Внутренняя воздушная пленка

0,68

Полная сборка стены
R-Value

13.73

Итого R-стоимость = R-13,73

Значение U = 1 / 13,73 = 0,0728

Обратите внимание, что сечение стены не является однородным на 100%; По крайней мере, 20% типовой стены жилого дома — это материалы для каркаса. Таким образом, если быть более точным, 80% стены R-13,73 и 20% стены R-4,248 (замена изоляции R-11 деревянным каркасом R-3). Часто «Фактор рамок» не учитывается при расчетах жилых помещений.

Существует множество источников оценок R-Value, включая производителей, ASHRAE и ACCA.

Примеры

Каковы почасовые потери тепла 500 квадратных футов площади стен конструкции R-13 при наличии 70F Delta-T?

500 x 1/13 x 70 = 2692 БТЕ в час

Сколько БТЕ можно сэкономить, добавив R-10 на крышу склада площадью 10 000 квадратных футов, имеющего существующую крышу R-5, расположенную в условиях дневного климата 6000 градусов?

10 000 x 1/5 x 6000 x 24 = 288 000 000 БТЕ за сезон

10 000 x 1/15 x 6000 x 24 = 96 000 000 БТЕ за сезон

288 — 96 = 192 миллиона БТЕ за сезон

Используя небольшую алгебру, мы могли бы также вычислить его по одной формуле:

10 000 x (1/5 — 1/15) x 6000 x 24 = 192 000 000 БТЕ за сезон

Сколько БТЕ в час можно сэкономить, уменьшив объем вентилируемого воздуха с 1000 до 750 кубометров в минуту при 70F Delta-T?

(1000-750 куб. Фут / мин) x 60 мин / час x 0.018 x 70 = 18900 БТЕ в час

Дополнительная информация

ACCA является издателем руководств J (Расчет нагрузки в жилых помещениях) и Руководства N (Расчет малых коммерческих нагрузок), давно признанных лидеров в методах оценки нагрузки. Для получения информации об этих и других ресурсах посетите веб-сайт ACCA по адресу:

Подрядчики по кондиционированию воздуха в Америке
2800 Shirlington Road, Suite 300
Arlington, VA 22206
Телефон: (703) 575-4477

www.acca.org

Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, ASHRAE, ежегодно публикует один из четырех справочников. В издание «Основы» включен полный раздел расчетов энергии, в котором перечислены несколько страниц R-значений строительных материалов.

ASHRAE
1791 Tullie Circle, N.E.
Atlanta, GA 30329
Телефон: (800) 527-4723, (404) 636-8400

www.ashrae.org

.
Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *