- Расчёт газового воздушного отопления
- Расчёт газового инфракрасного отопления
- Подбор оборудования для отопления
Расчёт газового воздушного отопления
Расчёт газового воздушного отопления, включает определение теплопотерь помещения.
При необходимости, добавляется расчёт воздуховодов и подбор отопительного оборудования.
Цель статьи: обобщённо ознакомить с этапами процесса.
Расчёт газового воздушного отопления
Рабочие этапы:
1. Определение тепловых потерь объекта
2. Расчёт производительности воздуха
3. Подбор отопительного оборудования
4. Гидравлический расчёт воздуховодов
5. Расчёт потребности газа
6. Программы расчёта систем воздушного отопления
Перед началом статьи информируем о возможности получить бесплатный расчёт газового воздушного отопления вашего помещения*
*в том числе: производственных, транспортных, складских, аграрных и общественных.
Работа выполняется специалистом «Топка», в периоде 1-2 дней.
Порядок действий:
- Скачайте опросный лист (ОЛ).
- Ответьте на вопросы.
- Направьте: proekt@gastopka.ru
Рекомендация:
ОЛ удобнее заполнять в электронном виде.
Опросный лист для расчёта системы воздушного отопления: Скачать
После получения опросника, будет подготовлена и отправлена в ваш адрес, информация о необходимой тепловой мощности и рекомендуемом типе отопительного оборудования.
Переходим к описанию этапов
1. Определение теплопотерь объекта (Q)
Рабочая формула:
Q = Σ (kᵢ * Fᵢ * (t вн – t нар)) + Q инф
Символы:
- Q – суммарные тепловые потери, измеряются: Вт.
- kᵢ – коэффициент теплопередачи через стены, остекление, кровлю, пол: Вт/(м²·°C). Информация берётся из справочников (к примеру: для сэндвич-панели с утеплителем из минеральной ваты 100 мм kᵢ ≈ 0,57, для кирпичных стен, толщиной 0,5 метра, kᵢ ≈ 1.1).
- Fᵢ – общая площадь всех ограждающих конструкций. Измеряется: м².
- t вн – требуемая внутренняя температура воздуха (допустим: +18°C).
- t нар – расчётная уличная температура самой холодной пятидневки региона (согласно нормам: для Новосибирска: минус 37 °C, а для Краснодара: минус 15 °C). Источник информации: СП 131.13330.2020 «Строительная климатология».
- Q инф – потери на инфильтрацию (воздуха, проникающего в помещение через неплотное прилегание в ограждающих конструкциях: щели, рамы, ворота). Это наиболее трудоёмкий в определение, параметр. Особенно для крупногабаритных индустриальных помещений.
Упрощённый расчёт, на примере условной комнаты
Исходные данные:
- Габариты, м (д х ш х в): 4 х 5 х 3. Внутренний объём: 60 м³.
- Стена внешняя (за которой улица): S = 15 м², k=1.5 Вт/(м²·°C).
- Остекление: S = 2.5 м², k=1.6 Вт/(м²·°C).
- t вн = +20°C, t нар = -26 °C.
- Δt (разница в перепаде между внутренней и наружной температурой): 20 ° минус (-26 °) = 46 °C.
Расчётные действия:
- Потери через уличную стену: Q ст. = 1.5 * 15 * 46 = 1035 Вт.
- Потери через окно: Q ок. = 1.6 * 2.5 * 46 = 184 Вт.
- Добавим ещё 20% на инфильтрацию: Q инф ≈ (1035+184) * 0.2 = 244 Вт.
- Итого: Q = 1035 + 184 + 244 ≈ 1463 Вт (~1.5 кВт).
Подобным способом рассчитываем все смежные помещения и складываем.
Суммарные тепловые потери (Q общ) – это мощность, которую должен компенсировать отопительный прибор.
Предположим, что показатель Q общ = 25 кВт.
2. Расчёт необходимой производительности воздуха (L)
Нагреваемый воздух должен обеспечить нужное количество тепла.
Этот показатель рассчитывается так:
L = Q общ / (ρ * c * (t подачи – t возврата)
Где:
- L – необходимый расход, м³/ч.
- ρ – плотность (~1.2 кг/м³ при +20 °C).
- c – удельная тепловая ёмкость воздуха (~1005 Дж/(кг· °C) или ~0.28 Вт·ч/(кг· °C)).
- t подачи – температура нагретого воздуха, выходящего из жалюзи генератора (как правило, в пределах: 35-45 °C, чтобы не создавать некомфортные ощущения для людей).
- t возврата – температура воздуха, поступающего из комнаты обратно в генератор (обычно, в пределах: 18-24 °C).
Рассмотрим на примере:
Q общая: 25 000 Вт, t подачи: 45 °C, t возврата: 20 °C.
L = 25000 / (1.2 * 0.28 * (45-20)) = 25000 / (1.2 * 0.28 * 25) ≈ 2976 м³/ч.
Это производительность нагнетающего вентилятора на тепловом генераторе.
3. Подбор отопительного газового оборудования.
Исходя из вышесказанного, нужен агрегат, мощностью не менее Q общ (25 кВт), производительностью, близкой к расчётной L (≈ 3 тыс. м³/ч).
Важный момент:
— в технических характеристиках воздухонагревателя указывается его номинальная и полезная тепловая мощность. Ориентир – на полезную. Другой важный показатель – КПД. В современных агрегатах, он не ниже 90%.
Газовые воздухонагреватели рекуперативные единичной мощностью: от 20 до 115 кВт
4. Гидравлический расчёт воздуховодов
- Рассчитываем объём притока и вытяжки для каждого помещения (в пропорции к тепловым потерям).
- Определяем схему прокладки каналов от источника (теплогенератора) до отапливаемых помещений.
- Рассчитываем сечение воздушных каналов, исходя из геометрии прокладки.
- Прямые участки: 5-6 м/с.
- Боковые ответвления: 3-4 м/с.
- На выходе из генератора: 1-2 м/с.
- Проводим расчёт потерь давления в самом нагруженном участке сети (это нужно для корректного подбора вентилятора, способного «продавить» эту сеть).
Определение сечения:
Для притока: L комн = 300 м³/ч и скорости движения в канале: v = 4 м/с.
Рассчитываем площадь сечения: S = L / (3600 * v) = 300 / (3600 * 4) ≈ 0.0208 м².
Итог.
Можно применить воздуховоды двух конфигураций:
— круглые Ø: √(4*S/π) = √(0.083/3.14) ≈ 0.163 м (163 мм)
— прямоугольные (примерно: 200 х 100 мм).
5. Расчёт потребности газа (V)
Необходим для определения экономичности и подвода газоснабжения.
V = Q общ / (η * Q нр)
где:
- V – расход газа, м³/ч.
- Q общ – общая тепловая мощность, кВт.
- η – КПД воздухонагревателя (предположим, 0.92).
- Q нр – низшая теплота сгорания газа (для природного: ~9.4 кВт·ч/м³, для сжиженного ~6.8 кВт·ч/л).
Рассмотрим на примере природного газа:
Q общ = 25 кВт, η = 0.92.
V = 25 / (0.92 * 9.4) ≈ 2.9 м³/ч.
И это показатель максимального расхода в самый холодный день.
6. Программы расчёта воздушного отопления
Для определения теплопотерь: Valtec, Herz C.O., Teplo-Raschet.
Для расчёта аэродинамического сопротивления: MagiCAD, Ducat.
Использование специальных программ значительно упрощает время работы проектировщика (при наличии необходимых исходных данных).
Для общего понимания приводим скрины из программы Hermes (компании MANDIK a.s., производителя газовых воздухонагревателей Monzun).
Практический пример:
Отопление цеха площадью 3 456 м. кв., газовыми воздухонагревателями
Вывод:
Расчёт газового воздушного отопления имеет методическую основу.
Выполняется в соответствии с действующими нормами и правилами.
Рекомендуем обращаться к инженерам-проектировщикам, специализирующимся на системах ОВК (Отопление, Вентиляция, Кондиционирование).
Источники:
Основные нормативные документы:
- СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». Базовый документ.
- СП 131.13330.2020 «Строительная климатология». Для определения расчётных температур.
- СП 62.13330.2011 «Газораспределительные системы». Сообщает требования к подключению газа.
- СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности». Важный норматив для воздушных систем!
Справочная литература:
- «Отопление и вентиляция» под ред. Павлова Н.Н. Классический учебник.
- «Внутренние санитарно-технические устройства» под ред. И.Г. Староверова. Часть 1 «Отопление».
- «Справочник проектировщика» под ред. Типлева Н.Н. Содержит таблицы, коэффициенты, описание методик.