Методика подбора теплогенераторов и отопительных приборов

Любая система автономного отопления должна давать тепла (теплопроизводительность) несколько боль (в пределах 15—20%), чем его теряет (теплопотери) данное помещение. Поэтому в основу методики подбора теплогенераторов и отопительных приборов положены данные подсчета теплопотерь здания или помещения.

В СНиП приводятся нормы теплопотерь 1 м наружных ограждений здания для стен и перекрытий различных конструкций, исходя из которых определяются расчетные расходы тепла, указанные в типовом проекте.

Для существующих или строящихся (без проекта) зданий теплопотери можно подсчитать по укрупненным показателям, в качестве которых принимают усредненные отопительные характеристики домов усадебной застройки (см. табл. 1).

Практика показывает, что в индивидуальном строительстве проектные нормы теплопотерь редко выдерживают в силу целого ряда объективных причин и поэтому точный расчет системы отопления может оказаться не соответствующим реальным условиям.

Исходя из этой предпосылки, целесообразно ограничиться весьма приблизительным подсчетом теплопотерь здания (или жилых помещений) и подобрать (по паспортным данным) соответствующий этим теплопотерям генератор тепла, а для отдельных помещений — отопительный прибор.

Теплопотери здания можно определить для всего строения (по объему) или по укрупненным показателям, отнесенным на одного жителя (см. табл. 2).

Теплопотери здания (по объему) подсчитывают по формуле:

где V — наружный строительный объем здания (без подвала), м 3.

Наружный строительный объем берут по данным проекта или по фактическим размерам существующего здания. Усадебный дом измеряют (с точностью до 0,1 м) по внешнему периметру здания, жилую мансарду — по внутреннему периметру наружных стен; в угловых помещениях —

от линии пересечения наружных поверхностей до осей внутренних стен (перегородок); в неугловых помещениях — между осями внутренних стен; высоту в одноэтажных зданиях с чердачным перекрытием — от уровня пола, до верха утепленного перекрытия; при наличии пола, расположенного на грунте, и второго этажа или жилой мансарды — между уровнями полов первого и второго этажей (мансарды); мансарду — между уровнем пола и низом утепленного перекрытия мансарды; при наличии пола на лагах или неотапливаемого подвала — от уровня нижней поверхности конструкций пола первого этажа до уровня пола второго этажа или мансарды;

qo — удельная тепловая (отопительная) характеристика здания (Вт/м³. К). Принимается по данным типового проекта, в других случаях — по табл. 1; 4и — расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых помещений (°С), принимаемая для жилых зданий равной 18° С;

tвн — расчетная температура наружного воздуха (°С), принимаемая как средняя температура наиболее холодной пятидневки для данного района по табл. 3; п — коэффициент, учитывающий изменение удельной тепловой характеристики здания в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха, который чаще называют поправочным коэффициентом на климатические условия и принимают:

при tн — 10° С........1,2

tн — 20° С ........1,1

tн — 30° С...........1 (этот коэффициент берется для типового проектирования)

tн — 40° С........0,9.

Таблица 1

Тип застройки	Удельная отопительная характеристика, Вт/м³ *К (ккал * м³ * ч- °С)	Кубатурный коэффициент К2 (отношение наружного строительного объема к жилой площади, м³/м²)
Одноэтажная (1—2-квартирная) Двухэтажная (2—4-квартирная) блокированная	0,81—0,99 (0,7—0,85) 0,74—0,93 (0,64—0,8)	6 6,7

Зная общие теплопотери здания, легко определить теплопотери отдельных помещений, которые пропорциональны периметру наружных стен (ограждений) этих помещений.

Определив теплопотери отдельных помещений, подбирают (по паспортным данным) подходящий тип отопительного прибора. При этом нужно руководствоваться следующим: 1 м2 поверхности нагрева (радиаторы, трубы отопления, регистры, генератор тепла и т. п.) имеет теплопотери примерно 500 Вт. Величину поверхности нагрева для различных типов радиаторов и конвекторов см. в таблице для других приборов технической характеристики на этот прибор. Имея эти данные, нетрудно подсчитать необходимое количество секций радиаторов, длину и количество регистров или подобрать подходящий автономный отопительный прибор для обогрева конкретного помещения. При этом теплопотери отопительных приборов лучше «плюсовать», т. е. брать на 15% больше теплопотерь помещения.

Пример. Требуется подсчитать максимальный часовой расход тепла на отопление одноквартирного одноэтажного дома размером в плане 9X8 м, высотой 3 м, расположенного в Подмосковье, и подобрать (по паспортным данным) соответствующий генератор тепла, а также определить теплопотери отдельных помещений и подобрать для них отопительные приборы.

Тогда: У=9Х8ХЗ=216 м³.

Удельную тепловую характеристику qо берем по табл. 1, она равна 0,81 Вт (м3- К).

Для Подмосковья 4=—26° С, тогда tj=1,1. Теплопотери дома составят:

= 216- 0,81- [18— (—26)]- 1,1 = 8468 Вт.

Для отопления такого дома производительность генератора тепла должна быть равна: Q+20%.

Q = Q* 1,2 = 8468- 1,2= 10 161 Вт.

Для отопления такого дома подойдет чугунный трехсекционный котел КЧМ-3 (см. табл. 8).

Теплопотери отдельных помещений определяем по длине наружных стен отапливаемых помещений (м): периметр наружных стен дома равен (9X2) +(8X2) =34 м, тогда

теплопотери на 1 пог. м наружной стены составят: 8468:34=249 Вт.

Зная длины наружных стен каждой комнаты, пропорционально распределяем величину общих теплопотерь дома по помещениям.

Гостиная (длина наружных стен, м) 10,5

Спальня » » » » 9,1

Кухня » » » » 6,7

Прихожая, санузел, коридор (полезная площадь)

(длина наружных стен, м) 7,7

Для гарантированного возмещения теплопотерь помещения гостиной берем 15-процентную надбавку и получаем величину теплопотерь отопительного прибора:

Считая, что 1 м2 поверхности отопительного прибора имеет теплопотери (теплоотдачу) примерно 500 Вт, получим необходимую площадь нагрева (Знагр.) (м ):

По данным табл. 9 (см. с. 131) подбираем количество «рад. секций чугунного радиатора М-140АО (поверхность нагрева 0,299 м2):

.

Для других помещений расчеты аналогичны.

Для приближенных расчетов максимальный часовой расход тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, отнесенный на одного жителя, можно принимать по укрупненным показателям (см. табл. 2).

Таблица 2

Тип застройки	q — укрупненный удельный расход тепла на одного жителя, Вт (ккал/ч)
	на отопление и вентиляцию	на горячее водоснабжение	всего
Одноэтажная с приусадебным участком Двухэтажная, блокированная с участками	2140—2552 (1845—2200) 2140—2662 (1845—2295)	157 (135) 157 (135)	2297—2709 2297—2819 (1980—2430)

Примечание. Расход тепла q определен исходя из нормы жилой обеспеченности 9 м2 при t„ = —30°С и кубатурных коэффициентах, принятых по табл. 1.

Тепловые нагрузки по укрупненным показателям определяют по формуле:

где Q — тепловая нагрузка здания, Вт;

q — удельный расход тепла на 1 единицу (см. табл. 2); п — количество единиц (число жителей или величина соотношения всей жилой площади дома к норме (9 м2) обеспеченности одного жителя); т) — поправочный коэффициент на климатические условия (см. с. 109). Для подсчета теплопотерь отдельных помещений можно применять упрощенные формулы: для угловых помещений:

;для неугловых помещений:

для тамбуров:

где Q — теплопотери помещения, Вт; S — площадь пола помещения, м2; т) — поправочный коэффициент на климатические условия.

Приведенные выше формулы применимы для помещений высотой 2,7 м, при высоте 3 м и более полученные значения увеличивают на 10%. Для помещений с двумя наружными углами полученный результат увеличивают на 10% и еще на 10%, если стены обращены на север, восток или северо-восток.

Пример. Требуется подобрать печь для отопления двух комнат в деревянном рубленом одноэтажном доме. Одна комната площадью 15 м2, с двумя наружными углами, обращена на север, другая, неугловая — 18 м2. Расчетная температура t = —30 С, тогда т=1.

В формулу угловой комнаты Q=145* подставляем числовые значения, тогда:

для неугловой комнаты

Суммарные теплопотери для двух комнат составят:

Q cyм =2610+ 1656=4266 Вт.

Таблица 3

Климатические данные отопительного периода но некоторым пунктам СССР (СНиП Н-А, 6-72)

Пункт	Средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки. °С	Отопительный период
		Продолжи- тельность, сутки	Средняя температура. °С
	—25	166	—2,1
	—32	251	—4,7
Братск	—43	246	— 10,3
Волгоград	—22	182	—3,4
Горький	—30	218	—4,7
Казань	—30	218	—5,7
Киев	—21	187	— 1,1
Красноярск	—40	235	—7,2
Куйбышев	—27	206	—6,1
Ленинград	—25	219	—2,2
Москва	—26	205	—3,2
Новосибирск	—39	227	—9,1
Свердловск	—31	228	—6,4
Ульяновск	—31	213	—5,7
Уфа	—29	211	—6,4
Харьков	—23	189	—2,1
Челябинск	—29	216	—7,1
Чита	—38	240	— 11,6

На такую часовую теплоотдачу (отопительную нагрузку) и следует подобрать печь по каталогу типовых проектов «Печи бытовые отопительные» или использовать подходящую печь индивидуальной кладки (см. раздел «Печное отопление»).

Таблица 4

Основные виды топлива

Вид топлива	Размерность	Теплотворная способность, Вт (ккал/ч)
Дрова сухие Торф брикетный Уголь подмосковный Бурый уголь Каменный уголь Антрацит Жидкое топливо — ТПБ Газ природный Газ сжиженный	КГ КГ кг кг кг кг л ВЦ'3 нм3	3 828 (3 300) 4 640 (4 000) 3 480 (3 000) 5 533 (4 700) 7 540 (6 500) 8 120 (7 000) 11 368 (9 800) 9 860 (8 500) 26 680 (23 000)

Часовая теплоотдача (тепловая мощность) генератора тепла зависит от теплотворной способности (калорийности) используемого вида топлива.

Из табл. 4 видно, что при использовании более высококалорийного топлива можно заметно увеличить тепловую мощность генераторов тепла, а следовательно, и теплоотдачу отопительных приборов.

В безлесных районах в качестве местного топлива нередко используют кизяк — высушенные на солнце брикеты из смеси навоза и соломы. По теплотворной способности и зольности кизяк близок к торфу низших сортов.