Определение расчетных тепловых потерь через наружные ограждения

Теплопотери через наружные ограждения определяются по формуле:

=F(t_вп-t_н)(l+ )n/R, (3.3)

где

F — расчетная площадь ограждающей конструкции, м²;

R₀ — сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, ž°С/Вт;

t_вп — расчетная температура воздуха, °С, в помещении;

t_н — расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года;

— коэффициент, учитывающий добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.

Теплопотери на ориентацию по сторонам горизонта вертикальных поверхностей ограждения являются дополнительными и учитываются следующей процентной добавкой к основным теплопотерям: север – 10%, восток и запад – 5%, юг – 0%.

А также при расчетах следует учитывать потери тепла путем ввежения на них процентной добавки:

Угловая комната – 5%

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху принимаемый по СНиП Н-3-79*

Пример расчета тeплoпотерь комнаты 101 (столовая- гостиная):

t_вп = +20°С

Общие потери тепла будут состоять из следующих частей:

потери через несущую стену, ориентированную на север.

Площадь стены:

F=3*14,8=44,4м²;

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции для внешней стены равно R₀^тр= 2,22 ž°С/Вт

t_вн - t_н =20-(-41)=61°С

n=1,0 – коэффициент для стены

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь β=,015. Далее находим потери теплоты через несущую стену по формуле:

= 44,4*(20-(-41))(1+0,15)*1/2,22=1776 Вт

Потери через несущую стену обращенную на восток:

Площадь стены равна: F=3*29,5=88,5 м²

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции для внешней стены равно:

R₀^тр= 2,22 ž°С/Вт

t_вн - t_н =20-(-41)=61°С

n=1,0 – коэффициент для несущей стены

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь β=0,10. Далее находим потери теплоты:

= 12,0*(20-(-41))(1+0,10)*1/2,22=2017,16 Вт

Потери через несущую стену, обращенную на юг.

Площадь стены равна: F=3*14,8=44,4 м²

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь β=0

n=1,0 – коэффициент для стены

Далее находим потери теплоты через несущую стену по формуле:

= 3*14,8*(20-(-41))(1+0)*1/2,22=920 Вт

Потери через окно с двойным остеклением, направленное на север.

Площадь окна равна F= 1.5*2=3 м²

Сопротивление теплопередаче окна с двойным остеклением равно

R₀^тр= 0,64 ž°С/Вт

t_вн - t_н =20-(-41)=61°С

n=1,0 – коэффициент для окна

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь β=0,15. Далее находим потери теплоты:

= 3*(20-(-41))(1+0,15)*1/0,64=247 Вт

Потери через окно с двойным остеклением, направленное на север.

Площадь окна равна F= 1.5*2=3 м²

Сопротивление теплопередаче окна с двойным остеклением равно

R₀^тр= 0,64 ž°С/Вт

t_вн - t_н =20-(-41)=61°С

n=1,0 – коэффициент для окна

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь β=0,15. Далее находим потери теплоты:

= 3*(20-(-41))(1+0,15)*1/0,64=247 Вт

Потери через окно с двойным остеклением, направленное на юг.

Сопротивление теплопередаче окна с двойным остеклением равно

R₀^тр= 0,64 ž°С/Вт

t_вн - t_н =20-(-41)=61°С

n=1,0 – коэффициент для окна

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь β=0. Далее находим потери теплоты:

= 3,2*(20-(-41))(1+0)*1/0,64=230 Вт

Потери через окно с двойным остеклением, направленное на юг.

Сопротивление теплопередаче окна с двойным остеклением равно

R₀^тр= 0,64 ž°С/Вт

t_вн - t_н =20-(-41)=61°С

n=1,0 – коэффициент для окна

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь β=0. Далее находим потери теплоты:

= 2,2*(20-(-41))(1+0)*1/0,64=159,5 Вт

Потери через окно с двойным остеклением, направленное на восток.

Площадь окна равна F= 1.5*2=3м²

Сопротивление теплопередаче окна с двойным остеклением равно

R₀^тр= 0,64 ž°С/Вт

t_вн - t_н =20-(-41)=61°С

n=1,0 – коэффициент для окна

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь β=0. Далее находим потери теплоты:

= 3*(20-(-41))(1+0)*1/0,64=215,6 Вт

Потери через пол над не отапливаемым подвалом.

Площадь пола с учетом привязки главных осей равна F= 59 м²

Сопротивление теплопередаче пола над не отапливаемым подвалом

R₀^тр= 3,14 ž°С/Вт

t_вн - t_н =20-(-41)=61°С

n=0,6 – коэффициент для пола

Добавочные потери теплоты в долях от основных потерь β=0. Далее находим потери теплоты:

= 59*(20-(-41))(1+0)*0,6/3,14=496 Вт

Основные потери помещения 101 будут равны і всех потерь через ограждения и потерн через пол над не отапливаемым подвалом:

і = ₁₀₁=1776+247+247+2017,16+230+159,5+215,6+920+496=6281,3 Вт

Расчеты остальных помещений сводятся в таблицу.

Таблица 2

Расчетные тепловые потери через наружные ограждения

№ пом	Наименование пом.	tвн , °С	Характеристика ограждений	tвн - tно, °С	n	β	осн., Вт
Обозначение	Ориентация	a×b, м	F, м2	R0, ž°С/Вт
	Столовая-гостиная		НС	С	3*14,8	44,4	2,22			0,15
Ок	С	1,5*2		0,64		0,15
Ок	С	1,5*2		0,64		0,15
НС	В	3*29,5	88,5	2,22		0,1	2017,16
Ок	Ю	1,6*2	3,2	,64
Ок	Ю	1,1*2	2,2	0,64			159,5
Ок	В	1,5*2		0,64		0,1	215,6
НС	Ю	3*14,8	44,4	2,22
Пл	-	2*29,5		3,14	0,6	-
Ʃ = 6281,3
	СУ		НС	С	2*2,8	5,6	2,22			0,1	124,8
НС	В	1,25*2,8	3,5	2,22		0,1
Ок	С	1*1		0,6		0,1	77,3
Пл	-	2,5	2,5	3,14		0,6	-
Ʃ = 301,1
	Котельная		НС	С	2,6*5		2,22			0,1	251,2
Ок	З	1,1		0,64			0,05	63,9
НС	З	2,02*2,6	5,252	2,22			0,05	96,8
Пл	-	2,02*5	10,1	3,14		0,6	-	75,2
Ʃ = 487,1
	Гараж		НС	С	2,8*6	16,8	2,22			0,1	366,2
Ок		1*1,5	1,5	0,64			0,05	108,3
Ок		0,8*0,8	0,64	0,64			0,05	46,2
Пл	-	4,2*6	25,2	3,14		0,6	-	211,8
Ʃ = 732,5
	Спальня		НС	С	4,2*2,8	11,76	2,22			0,1
Ок	С	1,5*2		0,64			0,1	355,8
Ок	З	1,5*2		0,64			0,05	226,4
Пт	-	4,2*4,2	17,6	1,5818		0,6	-
НС	З	4,2*2,8	11,76	2,22			0,05	255,8
ДДО	З	1,34*2,37	3,2	0,5			0,05
Ʃ = 1722
	Спальня		НС	З	4,2*2,8	11,76	2,22			0,05	255,9
Ок	З	1,5*2		0,64			0,5	226,4
Пт	-	4,2*4,2	17,6	1,5818		0,6	-	307,09
Ок	Ю	2*2,5		0,64				359,3
ДДО	З	1,34*2,37	3,2	0,5			0,05
Ʃ = 1457,7
	Спальня		НС	Ю	2,8*5		2,22				290,1
Ок	Ю	1,5*2		0,64				215,6
Ок	Ю	1,2*2	2,4	0,64			-	389,7
Пт	-	2,68*5	13,4	1,5818
Ʃ = 895,4
	Кладовая		НС	Ю	2,24*2,8	6,272	2,22				107,4
Пт	-	2,24*2,5	5,6	1,5818		-	134,5
Ʃ = 241,9
	СУ		Пт	-	2*2,4	4,8	1,5818		0,6	-	81,9
НС	С	2*2,8	5,6	2,22		0,1	124,8
Ок	В	1*1,5	1,5	0,64	0,1
НС	В	2,4*2,8	6,72	2,22	0,1	150,5
Ʃ = 473,2

Теплопотери коттеджа Ʃ = 12,6 кВт*ч

Для компенсации тепловых потерь коттеджа был выбран тепловой насос

Таблица 3

Характеристики теплового насоса вода-вода CW-16

	CW-16
Номинальный нагрев	Нагревательная способность	кВт
БТЕ/ч
Входная мощность	кВт	3,1
Входной ток	А
Показатель работоспособности	кВт/ кВт	4,5
Номинальное охлаждение	Номинальная способность охлаждения	кВт	11,5
БТЕ/ч
Номинальная входная мощность	кВт	2,4
Номинальная входная сила тока	А
Коэффициент энергоэффективности	кВт/ кВт	4,8
Максимальная сила тока	А
Источник питания	В/Гц	220В/50Гц
Уровень шума	дБ (А)
Размеры	ширина	мм
толщина	мм
высота	мм
Вес	кг
Номинальная температура воды при выходе	55°С
Максимальная температура воды на выходе	60°С
Контроллер	тип	Цветной ЖК с подвеской, можно подсоединить кнопочную панель и дистанционный ИК-пульт
основные функции	Управление режимами работы, независимая установка рабочих температур, информационное табло, установка таймера запуска и остановки, функция блокировки кнопок, выбор подсветки разных цветов и т.д.
Тип дросселя	Внешний стабилизирующий тепловой расширительный клапан
Хладагент	тип	R417A/R407C/R410A
Компрессор	тип	Copeland, Sanyo
кол-во	шт.
Теплообменник в контуре источника воды	тип	Эффективный теплообменник труба в трубе
расход воды	м3/ч	1,2
давление выброса воды	кПа
размер трубы	мм
максимальное рабочее давление в контуре воды	кПа
Теплообменник в контуре охлаждения воды	тип	Эффективный теплообменник труба в трубе
расход воды	м3/ч
давление выброса воды	кПа
размер трубы	мм
максимальное рабочее давление в контуре воды	кПа
	система охлаждения	Защита от перегрева, защита от высокого давления, защита от низкого давления, сенсорная защита от сбоев
Защита от задержки пуска компрессора, фазовая последовательная защита, защита от дыма и огня
система источника воды	Защита от температуры воды, защита расхода воды, защита теплообменника от замерзания, защита от низких температур в режиме ожидания, защита от утечек

Расчет системы отопления

Пример расчета для комнаты 101.

1. Определение теплоотдачи трубопровода:

Q_тр=q_в*L_в+ q_r*L_r (3.4)

где

L_в, L_r –общие длины соответственно вертикальных и горизонтальных труб, м;

q_в, q_r – теплоотдача 1 м соответственно вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м, определяемая по приложению 8 (стр. 302) учебного пособия «Тепловой режим зданий»:

Q_тр=40*2,8+102*1=214 Вт

2. Определение теплоотдачи прибора в отапливаемое помещение

Q_пр= Q_пом-β* Q_тр (3.5)

где

β – коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи трубопроводов в помещении при открытой прокладке труб β=0,9

Q_пом=6281,3 Вт

Q_пр=6281,3-0,9*214=6088,7Вт

По такому же принципу определяют теплоотдачу прибора в других помещениях коттеджа. Все результаты приведены в таблице.

Таблица 4

Теплоотдача приборов в помещении

№ помещения	Qпр, Вт
	50,47
	891,53
	1853,2
	1534,8
	1234,34
	431,2
	502,3

Ʃ Q_пр= 13636,54 Вт

3. Определяем тепловую нагрузку стояка в системе отопления как сумму общих потерь теплоты отопительных приборов:

Q_ст= ƩQ_пр (3.6)

Q_ст=13636,54 Вт

4. Определение расхода воды стояка:

Для поддержания в отапливаемом помещении расчетной температуры воздуха необходимо, чтобы количество теплоты, отдаваемой отопительными приборами и трубопроводами, равнялось тепловым потерям.

G_ст= Q_ст/с(t_r-t₀)*β₁β₂ (3.7)

где

t_r – расчетная температура горячей воды в начале подающей магистрали системы отопления, °С;

t₀ – расчетная температура горячей воды на обратной магистрали системы отопления, °С;

β₁ – поправочный коэффициент, учитывающий теплопередачу через дополнительную площадь, принимаемых к установке отопительных приборов, в нашем случае β₁=1,02;

β₂ - поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные потери теплоты, вызванные размещением отопительных приборов у наружных стен, в нашем случае β₂=1,04;

Значения t_r и t₀ принимаем из задания равными соответственно 60 и 25 °С.

G_ст=13636.54*1.04*1.02/1.163*(60-25)=308 кг/ч