Тепловая энергия, тепло и температура
Хотя понятия температуры, тепла и тепловой энергии путают в повседневной жизни, физически это не одно и то же.
Тепло – это энергия в пути, поэтому нет смысла говорить, что тело имеет тепло. На самом деле тело обладает внутренней или тепловой энергией.
Температура определяет понятия горячего и холодного. Кроме того, это свойство управляет передачей тепла между двумя телами.
Передача энергии в виде тепла происходит только через разницу температур между двумя телами. Это происходит спонтанно от самой высокой температуры тела до самой низкой температуры тела.
Есть три способа распространения тепла: теплопроводность, конвекция и облучение.
В теплопроводности тепловая энергия передается посредством молекулярного перемешивания. При конвекции энергия распространяется через движение нагретой жидкости, поскольку ее плотность зависит от температуры.
С другой стороны, при тепловом облучении передача происходит посредством электромагнитных волн.
Чтобы узнать больше, прочтите также «Тепло и температура».
У каких радиаторов отопления самая высокая теплоотдача
Что касается характеристик металлов, то наименьшей теплоотдачей обладает сталь, а наибольшей – биметалл (сочетание алюминия и стали).
| Материал | Теплоотдача (Вт/м*К) |
| Сталь | 47 |
| Чугун | 52 |
| Алюминий | 202-236 |
| Биметалл | 380 |
Однако это лишь свойства металлов, представляющие общую картину. Теплоотдача, в меньшей степени, но зависит и от межосевого расстояния, площади секции, технологии изготовления. Поэтому мы рекомендуем рассмотреть эффективность каждого вида радиатора в целом, а затем сравнить конкретные наиболее удачные модели, выбрав самые эффективные из них.
Биметаллические
Germanium NEO BM 350.
В среднем показатель теплоотдачи биметаллических радиаторов является самым высоким. В зависимости от модели – от 140 Вт до максимальной на рынке мощности в 280 Вт на 1 секцию (модель Sira RS 800). Представляют из себя сочетание стальных проводящих каналов и алюминиевого оребрения, быстро нагреваются и сразу же отдают тепло.
Приборы рассчитаны на рабочее давление системы до 35 атм. Даже самые простые модели имеют срок службы не менее 20 лет. Стоимость за секцию 395-2190 руб.
Алюминиевые
Fondital Vision Innovatium 500.
Близкими к биметаллическим являются показатели теплоотдачи алюминиевых радиаторов отопления, некоторые дорогостоящие модели могут иметь более высокую мощность и эффективность, чем простые биметаллические приборы.
В зависимости от модели тепловая мощность может быть в пределах от 130 Вт до 220,9 Вт на 1 секцию (модель Roca Dubal-80). При высокой эффективности, они, в сравнении с биметаллическими, имеют много эксплуатационных нюансов
При выборе необходимо обращать внимание на рабочее давление, иногда оно не превышает даже 10 атм
Главным недостатком является необходимость поддержания определенной кислотности теплоносителя (воды), что сложно даже в частном доме, не говоря уже о квартире с центральным отоплением. В противном случае, уровень pH более 7,5 быстро разрушит приборы. Стоимость 1 элемента – от 350 до 1200 руб.
Стальные
Stelrad Compact 22-500.
Тепловая мощность стальных панельных батарей относительно небольшая, но оптимальная, особенно в соотношении цена-результат. Они быстро нагреваются, обладают лучшими конвекционными характеристиками (воздух прогревается заметно быстрее), но и быстро остывают. В зависимости от модели, теплоотдача равна 179-13 173 Вт (модель Kermi FTV 330930).
Показатель указывается для всего прибора (т.к
они не имеют секций), поэтому при выборе нужно обращать внимание на длину. Стоимость также имеет самый обширный диапазон – от 1300 до 60 000 руб за панель. Как грамотно выбрать стальные радиаторы отопленияВиды, критерии выбора, лучшие модели и цены
Как грамотно выбрать стальные радиаторы отопленияВиды, критерии выбора, лучшие модели и цены
Чугунные
Модель МС-140.
Самую низкую теплоотдачу имеют чугунные радиаторы отопления – от 80 до 160 Вт на секцию (известные МС 140). Преимуществом и в то же время недостатком является низкая инерционность: прибор дольше других остывает, но это делает его неподходящим для точной регулировки климата автоматикой.
Чугунные батареи имеют большой объем теплоносителя и существенную массу. Однако чугун устойчив к любым перепадам давления в системе, загрязнениям теплоносителя, не поддается коррозии. Стоимость начинается от 500 рублей за секцию и может достигать 9 000 руб., если это декоративные иностранные высококачественные модели.
Количество теплоты при различных физических процессах.
Большинство известных веществ могут при разных температуре и давлении находиться в твердом, жидком, газообразном или плазменном состояниях. Переход из одного агрегатного состояния в другое происходит при постоянной температуре (при условии, что не меняются давление и другие параметры окружающей среды) и сопровождается поглощением или выделением тепловой энергии. Не смотря на то, что во Вселенной 99% вещества находится в состоянии плазмы, мы в этой статье не будем рассматривать это агрегатное состояние.
Рассмотрим график, представленный на рисунке. На нем изображена зависимость температуры вещества Т от количества теплоты Q, подведенного к некой закрытой системе, содержащей определенную массу какого-то конкретного вещества.
1. Твердое тело, имеющее температуру T1, нагреваем до температуры Tпл, затрачивая на этот процесс количество теплоты равное Q1.
2. Далее начинается процесс плавления, который происходит при постоянной температуре Тпл (температуре плавления). Для расплавления всей массы твердого тела необходимо затратить тепловой энергии в количестве Q2— Q1.
3. Далее жидкость, получившаяся в результате плавления твердого тела, нагреваем до температуры кипения (газообразования) Ткп, затрачивая на это количество теплоты равное Q3-Q2.
4. Теперь при неизменной температуре кипения Ткп жидкость кипит и испаряется, превращаясь в газ. Для перехода всей массы жидкости в газ необходимо затратить тепловую энергию в количестве Q4-Q3.
5. На последнем этапе происходит нагрев газа от температуры Ткп до некоторой температуры Т2. При этом затраты количества теплоты составят Q5-Q4. (Если нагреем газ до температуры ионизации, то газ превратится в плазму.)
Таким образом, нагревая исходное твердое тело от температуры Т1 до температуры Т2 мы затратили тепловую энергию в количестве Q5, переводя вещество через три агрегатных состояния.
Двигаясь в обратном направлении, мы отведем от вещества то же количество тепла Q5, пройдя этапы конденсации, кристаллизации и остывания от температуры Т2 до температуры Т1. Разумеется, мы рассматриваем замкнутую систему без потерь энергии во внешнюю среду.
Заметим, что возможен переход из твердого состояния в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Такой процесс именуется возгонкой, а обратный ему процесс – десублимацией.
Итак, уяснили, что процессы переходов между агрегатными состояниями вещества характеризуются потреблением энергии при неизменной температуре. При нагреве вещества, находящегося в одном неизменном агрегатном состоянии, повышается температура и также расходуется тепловая энергия.
Преимущества и недостатки
Преимущество термоэлектрических станций в том, что они могут устанавливаться рядом с центрами потребления, что снижает затраты на установку распределительных сетей. Кроме того, они не зависят от природных факторов, таких как гидроэлектростанции и ветряные электростанции.
Однако они также являются вторым по величине производителем парниковых газов. Его основные воздействия – выбросы загрязняющих газов, ухудшающих качество воздуха, и нагревание речной воды.
Установки этого типа различаются по типу используемого топлива. В таблице ниже мы показываем преимущества и недостатки основных видов топлива, используемых сегодня.
Тип растения | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|
Угольный термоэлектрический | • Высокая производительность. • Низкие затраты на топливо и строительство. | • Выбрасывает больше всего парниковых газов. • Выбрасываемые газы вызывают кислотные дожди. • Загрязнение вызывает проблемы с дыханием. |
Термоэлектрический природный газ | • Меньшее местное загрязнение по сравнению с углем • Низкая стоимость строительства | • Высокий уровень выбросов парниковых газов. • Очень большой разброс стоимости топлива (связанный с ценой на нефть). |
Термоэлектрическая биомасса | • Низкие затраты на топливо и строительство. • Низкие выбросы парниковых газов. | • Возможность вырубки лесов для выращивания растений, которые будут давать биомассу. • Спор о земельном пространстве с производством продуктов питания |
Термоядерный | • Практически отсутствуют выбросы парниковых газов • Высокая производительность | • Высокая стоимость • Производство радиоактивных отходов • Последствия аварий очень серьезны |
Упражнения «Источники энергии» (с обратной связью).
Закон Джоуля-Ленца: определение, формулы
Мы ежедневно пользуемся электронагревательными приборами, не задумываясь, откуда берётся тепло. Разумеется, вы знаете, что тепловую энергию вырабатывает электричество. Но как это происходит, а тем более, как оценить количество выделяемого тепла, знают не все. На данный вопрос отвечает закон Джоуля-Ленца, обнародованный в позапрошлом столетии.
В 1841 году усилия английского физика Джоуля, а в 1842 г. исследования русского учёного Ленца увенчались открытием закона, применение которого позволяет количественно оценить результаты теплового действия электрического тока . С тех пор изобретено множество приборов, в основе которых лежит тепловое действие тока. Некоторые из них, изображены на рис. 1.
Как рассчитать нагрузку?
Показатель тепловой нагрузки определяется несколькими наиболее важными факторами, поэтому при выполнении расчётных мероприятий в обязательном порядке требуется учитывать:
- общую площадь остекления и количество дверей;
- разницу температурных режимов за пределами и внутри строения;
- уровень производительности, режим эксплуатации системы вентиляции;
- толщину конструкций и материалы, задействованные в возведении строения;
- свойства кровельного материала и основные конструктивные особенности крыши;
- величину инсоляции и степень поглощения солнечного тепла внешними поверхностями.
Практикуется применение нескольких способов вычисления тепловой нагрузки, которые заметно различаются не только степенью сложности, но и точностью полученных расчётных результатов
Важно предварительно собрать необходимые для проектирования и расчётных мероприятий сведения, касающиеся схемы установки радиаторов и места вывода ГВС, а также поэтажный план и экспликацию сооружения
Физический смысл норматива потребления отопления
Многоквартирные дома в законодательстве РФ, в том числе в целях расчета объема потребления теплоэнергии для отопления, рассматриваются как неделимые единицы. То есть МКД — это единый теплотехнический объект, потребляющий теплоэнергию для отопления входящих в его состав помещений. И именно общий объем потребленной всем домом теплоэнергии важен при расчетах исполнителя коммунальных услуг (ИКУ) с ресурсоснабжающей организацией (РСО).
Правила установления и определения нормативов потребления коммунальных услуг, утвержденные ПП РФ от 23.05.2006 N306 (далее — Правила 306) с целью расчета норматива потребления коммунальной услуги по отоплению предусматривают сначала расчет количества тепловой энергии, необходимой для отопления многоквартирного дома или жилого дома в течение года (пункт 19 Приложения 1 к Правилам 306, формула 19). Год выбран в качестве периода, за который производится расчет, для дальнейшего получения усредненного значения норматива потребления теплоэнергии в месяц, поскольку в разные календарные месяцы потребление теплоэнергии на отопление будет, разумеется, разным, а оплата по нормативу предполагает одинаковый размер платы за отопление либо в течение отопительного периода, либо равномерно в течение календарного года, в зависимости от выбранного субъектом РФ способа оплаты отопления .
Поскольку многоквартирный дом состоит из совокупности жилых и нежилых помещений и мест общего пользования (общего имущества), при этом общее имущество на праве общедолевой собственности принадлежит собственникам отдельных помещений дома, весь объем тепловой энергии, поступающей в дом, потребляется именно собственниками помещений такого дома. Следовательно, и оплата теплоэнергии, потребленной на отопление, должна производиться собственниками помещений МКД. И тут возникает вопрос — каким образом распределить стоимость всего объема теплоэнергии, потребленной многоквартирным домом, между собственниками помещений этого МКД?
Руководствуясь вполне логичными выводами о том, что потребление теплоэнергии в каждом конкретном помещении зависит от размера такого помещения, Правительство РФ установило порядок распределения объема теплоэнергии, потребляемой всем домом, среди помещений такого дома пропорционально площади этих помещений. Такой порядок предусматривают как Правила 354 (распределение показаний общедомового прибора учета отопления пропорционально долям площадей помещений конкретных собственников в общей площади всех помещений дома в собственности), так и Правила 306 при установлении норматива потребления отопления.
Пункт 18 Приложения 1 к Правилам 306 устанавливает: «18. Норматив потребления коммунальной услуги по отоплению в жилых и нежилых помещениях (Гкал на 1 кв.м общей площади всех жилых и нежилых помещений в многоквартирном доме или жилого дома в месяц) определяется по следующей формуле (формула 18):
,
где: — количество тепловой энергии, потребляемой за один отопительный период многоквартирными домами, не оборудованными коллективными (общедомовыми) приборами учета тепловой энергии, или жилыми домами, не оборудованными индивидуальными приборами учета тепловой энергии (Гкал), определяемое по формуле 19; — общая площадь всех жилых и нежилых помещений в многоквартирных домах или общая площадь жилых домов (кв.м); — период, равный продолжительности отопительного периода (количество календарных месяцев, в том числе неполных, в отопительном периоде)».
Что такое тепловой расчет?
Если говорить просто, тепловой расчёт помогает точно узнать, сколько тепла хранит и теряет здание, и сколько энергии должно вырабатывать отопление, чтобы поддерживать в жилье комфортные условия.
Оценивая теплопотери и степень теплоснабжения, учитываются следующие факторы:
- Какой это объект: сколько в нём этажей, наличие угловых комнат, жилой он или производственный и т. д.
- Сколько человек будет «обитать» в здании.
- Важная деталь – это площадь остекления. И размеры кровли, стен, пола, дверей, высота потолков и т. д.
- Какова продолжительность отопительного сезона, климатические характеристики региона.
- По СНиПам определяют нормы температур, которые должны быть в помещениях.
- Толщина стен, перекрытий, выбранные теплоизоляторы и их свойства.
Учетные приборы для домов и квартир
Специальный прибор позволяет точно подсчитывать тарифы за водоснабжение, электричество, газ и тепло. Пользователям разрешается устанавливать теплосчетчик для фиксации расходов тепловой энергии. Устройство производит измерение в Гкал/ч, кВт/ч и кДж/ч. На сегодняшний день популярны.
Крыльчатые счетчики
Крыльчатый счетчик эффективно работает при температуре ниже 22 градусов
Счетчик имеет вид механизма с перпендикулярным расположением оси вращения. Модель характеризуется низкой чувствительностью, что позволяет точно измерять тепловые затраты. Регуляторы подходят для помещений с хорошей теплоизоляцией, температурными показателями в +26 градусов. Крыльчатый аппарат при функциях корректировки температуры до +22 градусов считает минимум Гкал.
Преимущества:
- недорогая стоимость;
- запитка от батареек;
- простота использования;
- точность замеров.
Минусы:
- риск поломок вследствие гидроудара;
- быстрый износ механизма;
- повышение давления в системе;
- при заклинивании крыльчатки водопоток не пропускается.
Приборы с регистраторами скачков
Электронные приборы стоят дороже, но точнее считают гигакалории
Импульсный аппарат производит удаленное снятие показаний с 2-16 каналов, поэтому подходит для частного или многоквартирного дома. Учет и передача данных производится на ЖК-монитор, через разъемный интерфейс, на ноутбук или компьютер при помощи сетевого кабеля, через GSM-сеть.
Сценарий, по которому нужно измерить показания, задает пользователь. Ультразвуковые приборы могут подключаться к системе водо-, газоснабжения, являются частью АСКУЭ или совмещаются с системой «умный дом».
Преимущества:
- множество вариантов для общедомовых и частных измерений;
- возможность интеграции в несколько учетных систем;
- прочность за счет отсутствия подвижных узлов;
- красивый внешний вид и компактность;
- защита от пыли и влаги – счетчик можно поставить на кухне или на улице;
- прочный корпус;
- функции самодиагностики неполадок;
- обширная коммуникация;
- выполнение со съемным вычислительным блоком или без него;
- период между проверками – 6 лет, между заменами – 10 лет.
Минусы:
- высокая стоимость;
- коммуникационные возможности зависят от специфики выхода;
- затраты на приобретение расходомеров, датчиков давления, модулей ДУ для приборов базовой комплектации.
Формула расчета тепловой мощности с учетом дополнительных факторов
Несмотря на введение коэффициента потерь тепла предыдущая формула не способна отразить всевозможные нюансы помещений. Наример теплопотери квартиры расположенной на 5 этаже в центре девятиэтажного здания ниже, чем у угловой квартиры на последнем этаже. Для получения более точных данных рекомендуем воспользоваться формулой:
Q = (100 Вт/м 2 х S х φ 1 х φ 2 х φ 3 х φ 4 х φ 5 х φ 6 х φ 7)/1000
- S – площадь помещения в м 2 .
- φ 1 – потери тепла через окна: 0,85 – тройной стеклопакет;
- 1 – двойной стеклопакет;
- 1,27 – одинарный стеклопакет (стандартный).
φ 2 – утепление стен (теплоизоляция):
0,854 – высокое;
1 – кладка в два кирпича; 1,27 – низкое. φ 3 – соотношение общей площади окон к площади пола помещения в %:
1,2 – 50%;
1,1 – 40%; 1 – 30%; 0,9 – 20%; 0,8 – 10%. φ 4 – коэффициент умножения в зависимости от температуры внешней среды в минусовых значениях 0 С:
1,5 – -35 0 С;
1,3 – -25 0 С; 1,1 – -20 0 С; 0,9 – -15 0 С; 0,7 – -10 0 С. φ 5 – сколько стен имеют контакт со внешней средой (выходят на улицу):
1,4 -4;
1,3 -3; 1,2 -2; 1,1 -1. φ 6 – теплоизоляция помещения находящегося сверху над расчетным:
0,8 – обогреваемое;
0,9 – утеплённое, но не отапливаемое; 1 — холодный чердак или крыша. φ 7 – высота в метрах:
1,2 – 4,5м;
1,15 – 4м; 1,1 – 3,5м; 1,05 – 3м; 1 – 2,5м.
Как видите в формуле расчета тепловой мощности обогревательного оборудования учтено значительно больше значений влияющих на теплопотери.
Пример расчета
Вводные данные: гостиная в частном доме, ВхШхД – 4х5х6 м. Дом построен кладкой в два кирпича, на утепленном фундаменте с большим панорамным окном, со стандартным остеклением, занимающим 50% от площади пола. Средняя температура зимой -15 0 С. На втором этаже отапливаемые спальни, две стены выходят на улицу.
Выясняем требуемые значения и коэффициенты:
- S – 30м 2 .
- φ 1 – 1,27.
- φ 2 – 1.
- φ 3 – 1,2.
- φ 4 – 0,9.
- φ 5 – 1,2.
- φ 6 – 0,8.
- φ 7 – 1,15.
Подставляем значения в формулу:
Q = (100 Вт/м 2 х S х φ 1 х φ 2 х φ 3 х φ 4 х φ 5 х φ 6 х φ 7)/1000
Q = (100 Вт/м 2 х 30 х 1,27 х 1 х 1,2 х 0,9 х 1,2 х 0,8 х 1,15)/1000 = 4,543 кВт
Исходя из этого уточненного расчета, получается, что нам нужно организовать отопление на 4,5-5 кВт.
Эта формула предпочтительна для расчета тепловой мощности отопительных систем, причем она подходит для расчета отопления в небольших жилых помещениях и в организации отопления промышленных объектов.
Ориентируемся на объем жилья – используем нормативы СниП
Рассчитывая отопительное оборудование для квартир, можно ориентироваться на нормы СНиП. Строительные нормы и правила определяют, сколько тепловой энергии понадобится, чтобы нагреть 1 м3 воздуха в зданиях типовой постройки. Такой способ называют расчетом по объему. В СНиП приводятся такие нормы расхода тепловой энергии: для панельного дома – 41 Вт, для кирпичного – 34 Вт. Расчет простой: объем квартиры умножаем на норму расхода теплоэнергии.
Система отопления
Приводим пример. Квартира в кирпичном доме площадью 96 кв.м., высота потолков – 2,7 м. Узнаем объем – 96×2,7=259,2 м3. Умножаем на норму – 259,2×34=8812,8 Вт. Переводим в киловатты, получаем 8,8. Для панельного дома расчеты проводим аналогично – 259,2×41=10672,2 Вт или 10,6 киловатт
В теплотехнике округление проводят в большую сторону, но, если принять во внимание энергосберегающие пакеты на окнах, то можно округлить и в меньшую
Полученные данные о мощности оборудования являются исходными. Для более точного результата понадобится коррекция, но для квартир она осуществляется по другим параметрам. Первым делом учитывается наличие неотапливаемого помещения или его отсутствие:
- если этажом выше или ниже располагается отапливаемая квартира, применяем поправку 0,7;
- если такая квартира не отапливается, ничего не меняем;
- если под квартирой подвал или над ней чердак – поправка равна 0,9.
Учитываем также количество наружных стен в квартире. Если на улицу выходит одна стена, применяем поправку 1,1, две –1,2, три – 1,3. Методику расчета мощности котла по объему можно применить и для частных кирпичных домов.
Итак, рассчитать необходимую мощность отопительного котла можно двумя способами: по общей площади и по объему. В принципе, полученными данными можно пользоваться, если дом среднестатистический, умножив их на 1,5. Но если существуют значительные отклонения от средних параметров в климатической зоне, высоте потолков, утеплении, лучше провести коррекцию данных, потому что первоначальный результат может значительно отличаться от окончательного.
Факторы
Для помещения
- Что влияет на потребность квартиры, комнаты или дома в тепле?
При расчетах учитываются:
Объем. От него зависит количество воздуха, нуждающегося в нагреве;
Чем объемнее помещение, тем больше тепла нужно для поддержания постоянной температуры в нем.
- Качество утепления. Оно зависит от теплоизоляции стен, площади и количества дверей и окон, а также от структуры остекления окон. Скажем, одинарное остекление и тройной стеклопакет будут сильно различаться по количеству теплопотерь;
- Климатическая зона. При неизменных качестве утепления и объеме помещения разность температур между улицей и комнатой будет линейно связана с количеством теряющегося через стены и перекрытия тепла. При неизменных +20 в доме потребность дома в тепле в Ялте при температуре 0С и в Якутске при -40 будет различаться ровно втрое.
Зима в Якутске.
Для прибора
- Чем определяется тепловая мощность радиаторов отопления?
Здесь действует три фактора:
- Дельта температур — перепад между теплоносителем и окружающей средой. Чем он больше, тем выше мощность;
- Площадь поверхности. И здесь тоже наблюдается линейная зависимость между параметрами: чем больше площадь при неизменной температуре, тем больше тепла она отдает окружающей среде за счет прямого контакта с воздухом и инфракрасного излучения;
Оребрение увеличивает поверхность теплообмена с воздухом.
Теплопроводность материала прибора. Оно играет особенно важную роль при большой площади оребрения: чем выше теплопроводность, тем более высокую температуру будут иметь края ребер, тем сильнее они нагреют контактирующий с ними воздух.
Тепловые нагрузки
Тепловая нагрузка — количество тепла для восполнения теплопотерь здания (помещения), с учётом использования отопительных приборов в пиковых температурных режимах.
Мощность, совокупность мощностей обогревательных приборов, участвующих в обогреве здания, обеспечивающих комфортную температуру для проживания, ведения хозяйственной деятельности. Мощностей источников тепла должно хватать для поддержания температуры в самые холодные дни отопительного сезона.
Измеряется тепловая нагрузка в Вт, Кал/час, — 1Вт=859,845 Кал/ч. Расчёт — сложный процесс. Самостоятельно, без знаний, навыков выполнить сложно.
От проектирования нагрузки здания зависит внутренний тепловой режим. Ошибки негативно влияют на потребителей теплоэнергии, подключенных к системе. Наверное, каждый в холодные, зимние вечера, укутавшись в теплый плед, жаловался на ТеплоСети с холодными батареями — результат несоответствия с фактическими тепловыми режимами.
Тепловая нагрузка складывается с учётом количества отопительных приборов (радиаторных батарей) для поддержания тепла, с параметрами:
- теплопотеря здания, которая складывается из показателей теплопроводимости стройматериалов коробки, кровли дома;
- при вентилировании (принудительной, естественной);
- водоснабжения горячей водой объекта;
- дополнительные тепловые расходы (сауна, баня, хозяйственно-бытовые нужды).
При одинаковых требованиях к зданию, в разных климатических поясах нагрузка будет отличаться. Влияют: расположение относительно уровня моря, присутствие естественных преград холодных ветров, другие геологические факторы.
1 Простые приёмы расчёта
Чтобы отопление в доме было эффективным и качественным, а также были созданы комфортные условия проживания, система должна выполнять две важные функции. Они очень похожи между собой и мало чем отличаются:
- 1. Оптимальная температура воздуха во всём помещении на постоянной основе. Под потолком воздух будет теплее, но разница должна быть незначительная. Согласно общепринятым правилам, оптимальной температурой в помещении считается около +20 градусов Цельсия. Система отопления должна иметь возможность прогреть определённый объём воздуха до необходимой температуры в помещении. Если говорить о юридической стороне вопроса, то все требуемые параметры прописаны в государственных стандартах, а в частности в ГОСТ 30494–96 .
- 2. Компенсирование теплопотерь через элементы здания. К сожалению, тепловые потери являются серьёзным соперником системы отопления. Хотя их и можно минимизировать с помощью хорошей теплоизоляции, но полностью устранить не получится.
Разумеется, чтобы система отопления справлялась со своей основной задачей, она должна иметь запас мощности с учётом теплопотерь. Кроме этого, мощность нужно выбирать с учётом площади помещения и его расположения в здании, а также в соответствии с другими требованиями.
Как правило, рассчитывать эти данные необходимо, начиная с каждой отдельной комнаты, после чего складывать все данные и добавлять 10% запаса для того, чтобы устройство не работало на своих пределах. При этом количество радиаторов в комнате после этого определить несложно, поскольку расчёты имеются по каждой из них.
Самый примитивный способ подсчёта — использование формулы:
Q = Sх 100, где:
- Q — необходимое количество тепла для здания;
- S — площадь помещения;
- 100 — количество мощность в Вт на 1 кв. м.
помещения, а не от её квадратуры
Разумеется, что рассчитывать теперь нужно, отталкиваясь от мощности на один кубический метр, а не квадратный. Таким образом, для кирпичного дома будет достаточно 34 кВт на один кубический метр, а для панельного 41 кВт.
Результат можно получить более точный, так как здесь учитываются не только размеры площади помещения, но и в определённой степени тип стен.
С другой стороны, максимальная точность определяется совсем по-другому. Связано это с упущением многих нюансов, которые влияют на теплопотери.
2 Особенности помещения
Вышеуказанные методы применимы только для приблизительного подсчёта. В связи с этим полностью им доверять не стоит. Даже человек, который ничего не понимает в подобных расчётах, может засомневаться в их правдоподобности. К примеру, не могут же быть одинаковые цифры для северных и южных регионов. Также стоит учитывать и количество окон, стен в комнате, которые выходят на улицу. Для комнаты, где одна стена контактирует с воздухом и имеется только одно окно, теплопотери будут выше, чем в угловом помещении с двумя окнами.
Кроме этого, важны и площадь самих окон, материал, из которых они изготовлены, и ещё другие нюансы, влияющие на теплопотери. Одним словом, учитывать при расчёте отопления помещения необходимо множество факторов. Сделать это не так сложно даже начинающему мастеру. Благодаря такому подходу теплопотери будут минимальными.
Сколько гкал нужно для отопления 1 кв м норматив 2020
прирост составил всего 3,67%. Аналогичного повышения стоит ожидать и в середине 2020 года. Стоит также отметить, что в столице и регионах все чаще в новых многоэтажках, современных жилых комплексах и элитных клубных домах создается автономная система теплоснабжения с собственными котельными, рассчитанными на обогрев одного или нескольких домов.
- К – коэффициент, который определяет периодичность внесения платы за ресурс. Рассчитывается он путем деления количества месяцев отопительного сезона на число месяцев в году. Если отопительный сезон длится полгода, то К=6/12=0,5.
- Н – норматив потребления тепла;
- Т – тариф за потребленную коммунальную услугу;
- Пл – площадь отапливаемой квартиры;
- С.о. – сумма оплаты по в квитанции;
Как проводить расчеты потребляемой тепловой энергии?
Если тепловой счетчик по тем или иным причинам отсутствует, то для расчета тепловой энергии необходимо использовать следующую формулу:
Рассмотрим, что значат эти условные обозначения.
1. V обозначает количество потребляемой горячей воды, которое может исчисляться либо кубическими метрами, либо же тоннами.
2. Т1 – это температурный показатель самой горячей воды (традиционно измеряется в привычных градусах по Цельсию). В данном случае предпочтительнее использовать именно ту температуру, которая наблюдается при определенном рабочем давлении. К слову, у показателя даже имеется специальное название – это энтальпия. А вот если нужный датчик отсутствует, то в качестве основы можно взять тот температурный режим, который предельно близок к этой энтальпии. В большинстве случаев усредненный показатель составляет примерно 60-65 градусов.
3. Т2 в приведенной выше формуле также обозначает температуру, но уже холодной воды. По причине того, что проникнуть в магистраль с холодной водой – дело достаточно трудное, в качестве этого значения применяются постоянные величины, способные изменяться в зависимости от климатических условий на улице. Так, зимой, когда сезон отопления в самом разгаре, данный показатель составляет 5 градусов, а в летнее время, при отключенном отоплении, 15 градусов.
4. Что же касается 1000, то это стандартный коэффициент, используемый в формуле для того, чтобы получить результат уже в гигакалориях. Получится точнее, чем если бы использовались калори.
5. Наконец, Q – это общее количество тепловой энергии.
Как видим, ничего сложного здесь нет, поэтому движемся дальше. Если отопительный контур закрытого типа (а это более удобно с эксплуатационной точки зрения), то расчеты необходимо производить несколько по-другому. Формула, которую следует использовать для здания с закрытой отопительной системой, должна выглядеть уже следующим образом:
Теперь, соответственно, к расшифровке.
1. V1 обозначает расход рабочей жидкости в трубопроводе подачи (в качестве источника тепловой энергии, что характерно, может выступать не только вода, но и пар).
2. V2 – это расход рабочей жидкости в трубопроводе «обратки».
3. Т – это показатель температуры холодной жидкости.
4. Т1 – температура воды в подающем трубопроводе.
5. Т2 – температурный показатель, который наблюдается на выходе.
6. И, наконец, Q – это все то же количество тепловой энергии.
Также стоит отметить, что расчет Гкал на отопление в данном случае от нескольких обозначений:
- тепловая энергия, которая поступила в систему (измеряется калориями);
- температурный показатель во время отвода рабочей жидкости по трубопроводу «обратки».
Сравнительные выводы
Как показывает приведенная таблица сравнения теплоотдачи радиаторов отопления, самыми эффективными в плане мощности являются биметаллические нагреватели. Напомним, что они представляют собой алюминиевый оребренный корпус с находящимся внутри прочным сварным каркасом из металлических трубок для протока теплоносителя. По всем параметрам этот вид нагревателей пригоден для установки как в теплосетях высотных домов, так и в частных коттеджах. Единственный их недостаток – высокая стоимость. Немного ниже теплоотдача алюминиевых радиаторов, хотя они легче и дешевле биметаллических. По испытательному и рабочему давлению приборы из алюминия также можно ставить в зданиях любой этажности, но при условии: наличии индивидуальной котельной с узлом водоподготовки. Дело в том, что алюминиевый сплав подвержен воздействию электрохимической коррозии от некачественного теплоносителя, свойственного центральным сетям. Радиаторы из алюминия лучше устанавливать в отдельных системах.
Резко отличаются от других чугунные радиаторы. теплоотдача которых значительно ниже при большой массе и емкости секций. Казалось бы, при таком сравнении им не найдется применения в современных системах обогрева. Тем не менее традиционные «гармошки» МС-140 продолжают пользоваться спросом, их главный козырь – долговечность и стойкость к коррозии. И действительно, серый чугун, из которого методом литья изготавливаются МС-140, спокойно служит до 50 лет и более, при этом теплоноситель может быть каким угодно.
Кроме того, обычная чугунная батарея обладает большой тепловой инерцией в силу своей массивности и вместительности. Это значит, что при отключении котла радиатор остается теплым еще долгое время. Что же касается рабочего давления, то нагреватели из чугуна не могут похвастать высокой прочностью. Приобретать их для сетей с высоким давлением воды рискованно.
