Теплова потужність — формула розрахунку та сфери застосування

Теплова потужність — формула розрахунку та сфери застосування

З теплотехнічними розрахунками доводиться стикатися власникам приватних будинків, квартир або будь-яких інших об’єктів. Це основа основ проектування будівель.

Зрозуміти суть цих розрахунків в офіційних паперах, не так складно, як здається.

Для себе також можна навчитися виконувати обчислення, щоб вирішити, який утеплювач застосовувати, якої товщини він повинен бути, якої потужності купувати котел і чи достатньо наявних радіаторів на дану площу.

Відповіді на ці та інші запитання можна знайти, якщо зрозуміти, що таке теплова потужність. Формула, визначення і сфери застосування – читайте у статті.

Зміст

  • 1 Що таке тепловий розрахунок?
  • 2 Для чого потрібний тепловий розрахунок?
  • 3 Розрахунок теплової потужності: формула
    • 3.1 Орієнтовні величини коефіцієнта розсіювання для спрощеного розрахунку
  • 4 Приклад розрахунку теплової потужності
  • 5 Висновок
  • 6 Відео на тему

Що таке тепловий розрахунок?

Якщо говорити просто, тепловий розрахунок допомагає точно дізнатися, скільки тепла зберігає і втрачає будівлю, і скільки енергії має виробляти опалення, щоб підтримувати в житлі комфортні умови.

Оцінюючи тепловтрати і ступінь теплопостачання, враховуються такі фактори:

  • Який це об’єкт: скільки в ньому поверхів, наявність кутових кімнат, житловою він або виробничий і т. д.
  • Скільки людина буде «жити» в будівлі.
  • Важлива деталь — це площа скління. І розміри покрівлі, стін, підлоги, дверей, висота стель і т. д.
  • Яка тривалість опалювального сезону, кліматичні характеристики регіону.
  • По Сніпам визначають норми температур, які повинні бути у приміщеннях.
  • Товщина стін, перекриттів, вибрані теплоізолятори та їх властивості.
  • Можуть враховуватися й інші умови і особливості, наприклад, для виробничих об’єктів вважаються робочі і вихідні дні, потужність і тип вентиляції, орієнтація житла по сторонах світла і ін.

    Для чого потрібний тепловий розрахунок?

    Теплова потужність — формула розрахунку та сфери застосуванняЯк примудрялися обходитися без теплових розрахунків будівельники минулого?

    Збереглися купецькі будинки показують, що все робилося просто з запасом: вікна поменше, стіни — товстіший. Виходило тепло, але економічно не вигідно.

    Теплотехнічний розрахунок дозволяє будувати найбільш оптимально. Матеріалів береться ні більше — ні менше, а рівно стільки, скільки потрібно. Скорочуються габарити будови і витрати на його зведення.

    Обчислення точки роси дозволяє будувати так, щоб матеріали не псувалися як можна довше.

    Для визначення необхідної потужності котла також не обійтися без розрахунків. Сумарна потужність його складається з витрат енергії на обігрів кімнат, нагрів гарячої води для господарських потреб, та здатності перекривати тепловтрати від вентиляції і кондиціонування. Додається запас потужності, на час пікових морозів.

    При газифікації об’єкта потрібне узгодження зі службами. Розраховується річна витрата газу на опалення і загальна потужність теплових джерел в гігакалоріях.

    Потрібні розрахунки при підборі елементів опалювальної системи. Обраховується система труб і радіаторів – можна дізнатися, яка повинна бути їх протяжність, площа поверхні. Враховується втрата потужності при поворотах трубопроводу, на стиках і проходження арматури.

    Розрахунок теплової потужності: формула

    Розглянемо формулу і наведемо приклади, як зробити розрахунок для будівель з різним коефіцієнтом розсіювання.

    Vx(дельта)TxK= ккал/год (теплова потужність), де:

    Теплова потужність — формула розрахунку та сфери застосування

    • Перший показник V – об’єм розраховується приміщення;
    • Дельта «Т» — різниця температур – це та величина, яка показує наскільки градусів всередині приміщення тепліше, ніж зовні;
    • «К» — коефіцієнт розсіювання (його ще називають «коефіцієнт пропускання тепла»). Величина береться з таблиці. Зазвичай цифра коливається від 4 до 0,6.

    Орієнтовні величини коефіцієнта розсіювання для спрощеного розрахунку

    • Якщо це неутеплений металопрофіль або дошка то «До» буде = 3 – 4 одиниці.
    • Одинарна цегляна кладка і мінімальне утеплення – «К» = від 2 до 3-ох.
    • Стіна в дві цегли, стандартне перекриття, вікна та
    • двері – «К» = від 1 до 2.
    • Самий теплий варіант. Склопакети, цегляні стіни з подвійним утеплювачем і т. п. – «К» = 0,6 – 0,9.

    Більш точний розрахунок можна здійснити, вираховуючи точні розміри відрізняються за властивостями поверхонь будинку в м2 (вікна, двері тощо), виробляючи розрахунок для них окремо і складаючи отримані показники.

    Приклад розрахунку теплової потужності

    Теплова потужність — формула розрахунку та сфери застосуванняВізьмемо якесь приміщення 80 м2 з висотою стелі 2,5 м і порахуємо, якої потужності котел нам буде потрібно для його опалення.

    Спочатку вираховуємо кубатуру: 80 х 2,5 = 200 м3. Будинок у нас утеплений, але недостатньо – коефіцієнт розсіювання 1,2.

    Морози бувають до -40 °C, а в приміщенні хочеться мати комфортні +22 градуси, різниця температур (дельта «Т») виходить 62 °C.

    Підставляємо у формулу потужності теплових втрат цифри і перемножуємо:

    200 х 62 х 1,2 = 14880 ккал/год.

    Отримані кілокалорії переводимо в кіловати, користуючись конвертером:

    • 1 кВт = 860 ккал;
    • 14880 ккал = 17302,3 Вт.

    Округляємо в більшу сторону з запасом, та розуміємо, що в самий сильний мороз -40 градусів нам буде потрібно 18 кВт енергії в годину.

    Можемо порахувати тепловтрати в Вт на кожен м2 стін і стелі. Висота стель відома 2,5 м. Будинок 80 м2 – це може бути 8 х 10 м.

    Множимо периметр будинку на висоту стін:

    (8 + 10) х 2 х 2,5 = 90 м2 поверхні стіни + 80 м2 стелю = 170 м2 поверхні, що контактує з холодом. Тепловтрати, высчитанные нами вище, склали 18 кВт/год, ділимо поверхню будинку на розрахункову витрачену енергію отримуємо, що 1 м2 втрачає приблизно 0,1 кВт або 100 Вт щогодини при температурі на вулиці -40 °C, а в приміщенні +22 °С.

    Ці дані можуть стати основою для розрахунку необхідної товщини утеплювача на стіни.

    Наведемо інший приклад розрахунку, він в деяких моментах складніше, але більш точний.

    Теплова потужність — формула розрахунку та сфери застосуванняФормула:

    Q = S x (дельта)T / R:

    • Q– шукана величина тепловтрат будинку Вт;
    • S– площа охолоджуючих поверхонь м2;
    • T– різниця температур в градусах Цельсія;
    • R– тепловий опір матеріалу (м2 х К/Вт) (Метри квадратні помножені на Кельвін і деленый на Ват).

    Отже, щоб знайти «Q» того ж будинку, що і в прикладі вище, підрахуємо площа його поверхонь «S» (підлогу та вікна вважати не будемо).

    • «S» в нашому випадку = 170 м2, з них 80 м2 стелю і 90 м2 стіни;
    • T = 62 °С;
    • R– тепловий опір.

    Шукаємо «R» по таблиці теплових опорів або за формулою. Формула для розрахунку коефіцієнту теплопровідності така:

    R= H/ К. Т. (Н – товщина матеріалу в метрах, К. Т. – коефіцієнт теплопровідності).

    У цьому випадку, будинок у нас має стіни в дві цеглини обшиті пінопластом товщиною 10 див. Стелю засипаний тирсою товщиною 30 див.

    З таблиці коефіцієнтів теплопровідності (вимірюється Вт / (м2 х К) Ват деленый на твір метра квадратного на Кельвін). Знаходимо значення для кожного матеріалу, вони будуть:

    • цегла — 0,67;
    • пінопласт – 0,037;
    • тирса – 0,065.

    Підставляємо дані у формулу (R= H/ К. Т.):

    • R (стелі 30 см завтовшки) = 0,3 / 0,065 = 4,6 (м2 х К) / Вт;
    • R (цегляної стіни 50 см) = 0,5 / 0,67 = 0,7 (м2 х К) / Вт;
    • R (пінопласт 10 см) = 0,1 / 0,037 = 2,7 (м2 х К) / Вт;
    • R (стін) = R(цегла) + R(пінопласт) = 0,7 + 2,7 = 3,4 (м2 х К) / Вт.

    Тепер можемо приступити до розрахунку тепловтрат «Q»:

    • Q для стелі = 80 х 62 / 4,6 = 1078,2 Вт.
    • Q стін = 90 х 62 / 3,4 = 1641,1 Вт.
    • Залишається скласти 1078,2 + 1641,1 і перевести в кВт, виходить (якщо відразу округлити) 2,7 кВт енергії за 1 годину.

    Можна звернути увагу, наскільки велика різниця вийшла в першому і другому випадку, хоча обсяг будинків і температура за вікном у першому і другому випадку були абсолютно однаковими.

    Вся справа в ступені стомленості будинків (хоча, звичайно, дані могли бути й іншими, якщо б ми розраховували підлогу та вікна).

    Висновок

    Наведені формули та приклади показую, що при теплотехнічних розрахунках дуже важливо враховувати якомога більше факторів, що впливають на тепловтрати. Сюди входить і вентиляція, і площа вікон, ступінь їх стомленості і т. д.

    А підхід, коли на 10 м2 будинку береться 1 кВт потужності котла – дуже приблизний, щоб серйозно опиратися на нього.

    Відео на тему

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями: