Как сделать расчет системы воздушного отопления

Воздушные системы отопления производственных помещений

Инфракрасное отопление помещений

Возрастание конкуренции на отечественном рынке заставляет производителей обращать внимание на все статьи затрат. Не последними в этом списке находятся расходы на отопление помещений производственного назначения

С возрастанием стоимости энергоносителей их процент в общей структуре себестоимости заметно увеличился. Вопросы выбора экономного варианта отопления производственных помещений из разряда «долгоиграющих» перешли в категорию насущных. Как выход из ситуации довольно часто рассматривается воздушное отопление — один из самых экономичных и действенных вариантов.

Принцип действия

Воздушное отопление состоит из генератора тепла и закрытых трасс, по которым прогретые массы воздуха распространяются по производственным цехам, складам, бытовкам и другим помещениям. Естественно, что нагретый воздух подается под давлением. Его нагнетает вентилятор, который монтируется в схеме перед теплогенератором. По отдельным магистралям воздух распределяется при помощи механических заслонок или автоматических распределительных механизмов.

Преимущества и недостатки

Воздушный способ отопления имеет неоспоримые достоинства:

1. Коэффициент полезного действия достигает 93%. При организации отопления не требуется установка промежуточных обогревательных устройств.
2. Отопительные системы данного вида могут быть полностью интегрированы с вентиляционными. Это позволяет постоянно поддерживать оптимальный микроклимат внутри производственных комплексов.
3. Очень низкий уровень инерционности. Сразу после активации оборудования в комнате начинает подниматься температура воздуха.
4. Высокая эффективность положительно влияет на экономические показатели производства и снижение себестоимости продукции.

Наряду с этим воздушное отопление обладает и явными недостатками:

1. Требуется постоянный технический уход за активными элементами системы. Довольно сложно модернизировать уже работающие установки.
2. Чтобы не было перебоев с теплоснабжением, необходим резервный источник электропитания.

Проектирование системы

Для организации воздушной отопительной системы необходимо составление проектной документации. Разработку схемы и выполнение расчетов следует доверить опытным специалистам. Желательно, чтобы они имели практические навыки реализации подобных проектов. В противном случае не исключен дисбаланс температурных режимов или повышенный уровень шума в производственных помещениях.

Организация, которая принимает на себя обязательства по планированию схемы отопления производственных помещений, должна эффективно решить множество вопросов:

1. Определить предполагаемый уровень тепловых потерь в каждом отдельном помещении.
2. С учетом непродуктивных расходов тепла рассчитать мощность теплогенератора.
3. Рассчитать количество нагреваемого воздуха и предполагаемый температурный режим.
4. Определить диаметр проводящих воздух каналов и потери напора от отрицательных аэродинамических характеристик магистрали.

После составления проекта можно будет приступать к приобретению оборудования.

Монтаж воздушного отопления

Обогрев производственных цехов

Имея четкий план расположения узлов и агрегатов системы, очень просто выполнить монтажные работы силами сотрудников предприятия. Впрочем, при желании можно обратиться и к специализированным компаниям

При самостоятельной установке внимание, прежде всего, нужно уделить комплектности поставки. Под заказ производители поставляют воздуховоды, заслонки, врезки и прочие стандартные элементы

Кроме того, дополнительно можно приобрести такие материалы:

• гибкие магистрали
• алюминиевый скотч
• утеплитель и монтажную ленту

Утепление некоторых участков очень важно, поскольку позволяет предотвратить образование конденсата. С этой целью поверх стенок трубопроводов укладывают слой фольгированного утеплителя на самоклеящейся основе

Его толщина может быть разной. Наиболее востребованы материалы толщиной 3-5 миллиметров.

В зависимости от геометрии помещений и проектного решения устанавливаются жесткие или гибкие магистрали. Между собой отдельные участки соединяются при помощи армированного скотча, пластиковых или металлических хомутов. Все работы по монтажу сводятся к выполнению такого набора действий:

• установка подающих теплый воздух магистралей
• монтаж распределительных раструбов
• инсталляция теплогенерирующего агрегата
• укладка теплоизоляционного слоя
• монтаж дополнительного оборудования

Что такое система воздушного отопления и как она устроена

Существует два вида воздушного отопления: локальное и канальное. В первом случае система располагается в самой отапливаемой зоне, а во втором — тёплый воздух подаётся при помощи воздуховодов.

Система способна не только подавать воздух в помещение, но и забирать его оттуда, для того чтобы подогреть и отправить обратно. Есть возможность добавлять воздух с улицы, частично или полностью.

Локальная система состоит из обогревателя и подойдёт исключительно для небольших помещений, потому что обогревает только территорию вокруг себя. И чем дальше от источника тепла, тем холоднее. На деле такой метод чаще применяют в хозяйственных помещениях, где нет необходимости в равномерном и постоянном обогреве.

Намного сложнее система канального отопления. Здесь понадобится система с вентиляторами, увлажнители, фильтры, воздуховоды на приток и обратно, различные датчики. Но сложность системы оправдывается её эффективностью. А установив микродатчики в разных зонах, получится осуществлять индивидуальный контроль и поддерживать везде разный температурный режим. Такой способ позволит рационально использовать ресурс энергоносителя.

Плюсы и минусы обогрева помещений в доме воздухом

При видимой сложности, установить воздушную систему отопления под силу самому. Достаточно для этого воспользоваться специальными схемами. Но прежде чем принять решение, ознакомьтесь со всеми достоинства и недостатками. Очевидные плюсы:

Простота сборки и использования. А ещё давление воздуха на стенки труб меньше, чем у воды. Поэтому риск протечки минимален и даже если такое случиться, то не повлечёт за собой серьёзных последствий. По той же причине требования к трубам ниже, чем для водяной системы.

• Возможность не только обогревать, но и увлажнять воздух. Работая без увлажнителя, такое отопление сушит воздух и предотвращает появление плесени.
• Справится с аллергенами и пылью, за счёт воздухосборников, оснащённых фильтрами и ионизаторами.
• Отсутствие необходимости в радиаторах. Воздушные каналы размещаются внутри стен или совмещаются с шахтами для кондиционирования.
• Отсутствие труб и других громоздких конструкций позволяет говорить об эстетичности данной системы.
• В тёплое время года воздушное отопление с принудительной тягой способно подавать холодный воздух в помещение.
• Экономичность.
• Вентилятор в системе помогает быстро прогревать помещение до нужной температуры.
• Большой выбор нагревательного элемента.
• Отсутствие сквозняков. Да, имея воздушное отопление, форточки для проветривания открывать не нужно. Система подаёт тёплый и чистый воздух.
• Стоимость монтажа и возможность установки отопления в любое время года.
• Контроль над температурой в разных зонах.

К минусам относится:

Фильтры не справляются полностью со своей задачей и в помещение попадает пыль с улицы. Но если воздухозаборник размещён не снаружи, а внутри, то проблема не возникнет.

Фото 1. Фильтры для систем воздушного отопления. Защищают от попадания пыли и грязи с улицы в помещение.

• Необходимость регулярной замены фильтров в системе.
• Быстрое охлаждение здания после отключения обогревателя.
• Зависимость от электричества. При отключении света, вентиляторы перестают работать и нагнетать тёплый воздух. Хорошо иметь на этот случай источник бесперебойного питания.
• Невозможность полностью герметизировать отапливаемое здание из-за риска попадания СО в системе, который быстро распространится по дому и приведёт к риску для жизни людей.

Системы воздушного отопления, оборудование.

Воздушное отопление могут осуществлять как отдельные воздушно-отопительные агрегаты, так и канальные системы воздушного отопления, совмещенные с системами приточно-вытяжной вентиляции или не совмещенные с ними, использующие для транспортировки воздуха воздуховоды. Соответственно, если воздушное отопление не предусматривает использование воздуховодов, то это – бесканальные системы воздушного отопления.

Для отопления больших производственных и складских помещений широкое применение получили воздушно-отопительные агрегаты. Конструктивно воздушно-отопительные агрегаты представляют собой нагреватель (водяной теплообменник, электрический ТЭН или газовая горелка), оборудован вентилятором с электродвигателем и устройствами для забора и подачи воздуха. Воздушно-отопительные агрегаты могут быть подвесными, напольными, крышными, могут дополнительно комплектоваться смесительными камерами для свежего воздуха, высоконапорными вентиляторами для возможности обвязки воздуховодами, соответствующей автоматикой. Подвесные воздушно-отопительные агрегаты могут иметь мощность от 10 до 100 кВт, напольные воздушно-отопительные агрегаты с газовыми горелками – до нескольких МВт.Воздушно-отопительные агрегаты с газовыми горелками хороши тем, что не требуют промежуточного теплоносителя и, несмотря на большую стоимость, более экономичны в эксплутации. С другой стороны, такие агрегаты, как и любое газовое оборудование имеют достаточно жесткие ограничения и требования безопасности при их проектировании, инсталляции и особенно эксплуатации.

Если как отопление в холодный период используется кондиционер, то это – бесканальная система воздушного отопления, в которой теплоноситель – воздух, а источник энергии – тепло, выделяемое при переходе газа (фреона) из газообразного состояния в жидкое. Системы чиллер – фанкойлы в режиме теплового насоса имеют такой же источник энергии, но здесь присутствует промежуточный теплоноситель – вода или антифриз. Кроме того, в коммерческих и офисных зданиях часто применяется воздушное отопление фанкойлами посредством их переключения с контура чиллера на контур котла.

Как приборы воздушного отопления можно рассматривать и бытовые обогреватели, – тепловентиляторы, которые применяются в основном для местного обогрева или догрева в переходный период или в условиях, где нет возможности или смысла установки полноценной отопительной системы. На сегодня бытовые обогреватели представлены достаточно широким ассортиментом как по конструкции и дизайну, так и по мощности и брендах.

Воздушное отопление по сравнению с другими видами отопления имеет следующие преимущества:- Малая металлоемкость;- Небольшая инерционность, что позволяет быстро нагреть помещение;- Более равномерное распределение температур в рабочей зоне крупногабаритных помещений.Но воздушное отопление имеет и недостатки, ограничивающие его использование:- Необходимость увеличения сечений воздуховодов при транспортировке с помощью воздуха больших количеств тепла и большие их потери при этом в канальных воздушных системах отопления;- Значительные эксплуатационные расходы в связи с необходимостью дополнительной электроэнергии для привода вентиляторов;- При отключении любой системы воздушного отопления, будь то воздушно-отопительные агрегаты, или бытовые обогреватели, наступает быстрое охлаждение отапливаемого помещения.

Плюсы и минусы воздушного отопления

• Возможность экономии энергии. В ночное время термостат прикручивают, а в дневное, наоборот, возвращают его показатели в прежнее состояние, чтобы дом прогрелся.
• Отсутствие протечек. Теплоносителем в такой системе выступает воздух, и он не может самопроизвольно выходить из системы. Его промерзание также невозможно. Это свойство особенно актуально в загородных домах, владельцы которых наведываются в них очень редко.
• Отсутствие дополнительного оборудования и, как следствие, экономия на нем.
• Высокая экономичность системы. Если монтаж отопления доверить высококвалифицированному специалисту, то после этого КПД отопления будет на уровне 93%. В сравнении с другими видами отопления, это большой показатель. Например, при использовании водяного отопления он едва достигает 75%.
• Функция охлаждения. В летний сезон если организовать дополнительную тягу, то с помощью воздуха можно охладить помещение.
• Минимальные расходы топлива. Теплоноситель такой системы нагревается быстро, при этом работа теплогенератора происходит в «щадящем» режиме. Его включение регулируют автоматические датчики, которые срабатывают на понижение температуры в помещениях.
• Отсутствие затрат на приобретение других отопительных или кондиционирующих устройств.
• Бесшумность. Воздух по трубам продвигается, не создавая дополнительных звуков.

• Такое отопление в старом доме не выполнишь. Его проект нужно продумать еще до возведения жилья.
• Система нуждается в регулярном техобслуживании.
• Водяное отопление предполагает постоянное регулирование уровня влажности и необходимость проверки чистоты фильтров.
• Без запасного источника электричества в далеко расположенных коттеджах в случае перебоев электричества система работать не будет.

Самостоятельный монтаж

Вы можете провести воздушное отопление своими руками, что поможет вам сэкономить средства. Лучше всего делать это еще на этапе строительства. Монтаж системы воздушного отопления состоит из следующих этапов:

https://youtube.com/watch?v=QO2mryOkg6E

Проведение расчетов

Это один из самых сложных и долгих этапов, требующий знаний, навыков и тщательной работы. Вам необходимо учесть несколько важных факторов:

• рассчитать потери тепла отдельно для каждого помещения;
• выбрать тип воздухонагревателя и его мощность в зависимости от показателей потери тепла;
• на основе показателей мощности нагревателя рассчитать количество теплого воздуха;
• произвести аэродинамический расчет всей системы;
• рассчитать необходимый диаметр воздушных каналов.

Покупка оборудования

Начать следует с покупки самой главной части — теплогенератора. Выбирать его следует исходя из размеров отапливаемой площади и показателей расхода топлива.

Воздуховоды, врезки и дроссельные заслонки лучше приобрести на специальном предприятии, выпускающем вентиляционное оборудование.

Всё же остальное, а именно алюминиевый скотч, саморезы, монтажную ленту, утеплитель и т.д., вы найдете на любом стоительном рынке.

Особенности монтажа

В процессе монтажа этой системы обогрева сначала монтируют магистральный воздуховод. Обычно его делают из оцинкованной стали, после чего обклеивают фольгированным утеплителем толщиной около 3-5 мм.

После этого монтируется система более мелких воздуховодов, которые ответвляются от главного. Чтобы система легко регулировалась, в каждом подающем воздуховоде необходимо установить дроссельную заслонку.

В конце магистрального воздуховода лучше оставить участок длиной 50 см, в котором не будет врезки тонких воздуховодов. Так на всей длине устройства будет равномерное давление и в боковые ветви будут попадать одинаковые объемы воздуха.

За всем этим следует монтаж самого воздухонагревателя. В нем предусмотрены все посадочные отверстия для дополнительного оборудования (фильтры, кондиционер, стерилизатор воздуха) и система крепежей. Сборка комплекса займет не больше часа. Однако подключение всего этого оборудования потребует времени.

Из всего этого можно сделать вывод, что воздушное отопление коттеджа – это современный и эффективный вариант, который уже давно используется за границей и потихоньку внедряется в Российские дома.

Каким должен быть самодельный солнечный коллектор?

Из-за невысокой эффективности воздушных коллекторов домашние мастера отдают предпочтение водяным устройствам, которые бывают вакуумными или плоскими, с замкнутой или открытой системой теплообмена.

Плоский коллектор – довольно простой для самостоятельного изготовления прибор. Состоит из металлического корпуса прямоугольной формы, внутрь которого интегрирован теплоприемник, чаще всего в виде медного или алюминиевого трубчатого змеевика.

Для лучшего поглощения солнечных лучей (абсорбции) его покрывают селективной краской черного цвета. Снизу обязательно укладывается слой теплоизоляционного материала или резины, а сверху конструкция накрывается крышкой, для изготовления которой используется стекло или, например, поликарбонат, хотя возможно применение и других светопропускающих материалов.

Принцип работы плоского коллектора довольно простой: поглощенное тепло передается теплоносителю (в данном случае жидкости), циркулирующему по змеевику.

Прозрачная крышка выполняет одновременно несколько функций: защищает теплообменник от негативных природных явлений (осадков, ветра), а также грязи и пыли, при этом свободно пропускает солнечные лучи.

Герметичность конструкции исключает возможность попадания грязи под стекло на теплоприемник и не допускает выветривания накопленного тепла через естественные щели.

Наиболее эффективен данный вид коллекторов при эксплуатации в теплое или межсезонное время года, зимой его КПД значительно снижается.

Проблема потери тепла решена в вакуумном коллекторе. В нем трубки помещаются в светопрозрачные стеклянные колбы, из которых предварительно выкачивается воздух. Трубки в этой конструкции обязательно имеют абсорбционное покрытие и дополнительно заполняются хладагентом.

Непосредственно трубки соединяются своими концами с магистралью, по которой движется теплоноситель. Под воздействием солнечных лучей хладагент закипает и превращается в пар, который, по законам физики, поднимается вверх по трубке и при контакте с теплоносителем остужается, отдавая накопленное тепло.

Следует отметить: вакуумный солнечный коллектор в сравнении с плоскими более эффективен за счет того, что удельная теплота вещества в парообразном состоянии выше, чем в жидком.

Именно из-за такой особенности вакуумные коллекторы эффективны и в зимнее время, при минусовых температурах, хотя их КПД может несколько снизиться за счет уменьшения светового дня и увеличения пасмурности.

Вариантом вакуумного коллектора можно считать и конструкции, в которых трубки сразу заполняются теплоносителем. Но они обладают одним существенным недостатком – сложностью проведения ремонтных работ. В этом случае, если из строя вышла какая-либо из трубок, потребуется полная замена всей конструкции.

Гидравлический расчёт водоснабжения

Безусловно, “картина” расчета тепла на отопление не может быть полноценной без вычисления таких характеристик, как объём и скорость теплоносителя. В большинстве случаев теплоносителем выступает обычная вода в жидком или газообразном агрегатном состоянии.

Реальный объём теплоносителя рекомендуется рассчитывать через суммирование всех полостей в системе отопления. При использовании одноконтурного котла – это оптимальный вариант. При применении двухконтурных котлов в системе отопления необходимо учитывать расходы горячей воды для гигиенических и иных бытовых целей

W=k*P, где

• W – объём носителя тепла;
• P – мощность котла отопления;
• k – коэффициент мощности (количество литров на единицу мощности, равен 13.5, диапазон – 10-15 л).

W = 13.5*P

Скорость теплоносителя – заключительная динамическая оценка системы отопления, которая характеризует скорость циркуляции жидкости в системе.

• P – мощность котла;
• μ – КПД котла;
• ∆T – разница температур между подаваемой водой и водой обратном контуре.

Используя вышеизложенные способы гидравлического расчёта, удастся получить реальные параметры, которые являются “фундаментом” будущей системы отопления.

Виды воздушного отопления

По типу теплогенератора существует:

• газовое;
• на твёрдом топливе;
• работающее на электричестве воздушное отопление.

Использование газа имеет преимущество благодаря низкой стоимости топлива и возможности полной автоматизации системы. Однако не все частные дома в России газифицированы. В этом случае имеет смысл рассмотреть установку на участке газгольдера — хранилища газа, заполняемого один-два раза в год. Весомые первичные затраты позволят экономить на отоплении долгие годы.

Твердотопливный котёл позволит организовать более бюджетное отопление при его оборудовании.

А вот установка полностью электрифицированных систем воздушного отопления в частных домах в РФ затруднена небольшими выделяемыми на такие домовладения мощностями, которых часто недостаточно для работы электрических теплогенераторов.

К тому же это более затратно в эксплуатации, чем система на газе.

По варианту циркуляции воздуха выделяют:

Прямоточное

Это известная сотни лет схема обогрева, при которой нагрев воздуха производился в нижнем помещении постройки путём сжигания твёрдого топлива, далее по каналам в полах и стенах горячий воздух доходил до верха здания и выходил наружу через отверстия вверху.

Особенности

В этом случае в большей степени прогреваются стены и полы здания. Значительны теплопотери, так как весь объем нагретого воздуха выходит наружу.

Принципы работы

Движение воздуха происходит из-за того, что его нагретые массы естественным образом поднимаются вверх.

Как сделать

Изначально, согласно приводимым в интернете схемам, сжигание топлива в данной системе обогрева производилось непосредственно в помещении без использования какого-либо оборудования.

При этом температуры нагрева воздуха, очевидно, предполагали строительство здания только из негорючих материалов. Это самая простая схема воздушного обогрева, но реализуют её редко, так как она затратна, а параметры отопления слабо контролируемы.

Рециркуляционные системы

Эта схема предполагает не потерю нагретого воздуха, как в прямоточных системах, а его циркуляцию внутри здания, что значительно более экономично.

Использование таких систем стало возможно с началом обогрева природным газом. С этим более экологически чистым топливом и с помощью специального оборудования подавать нагретый воздух начали непосредственно в обогреваемые помещения.

Принцип работы

Воздух, которым обогревалось помещение, не выводится наружу, а через каналы вентиляции возвращается обратно к теплогенератору. Так он многократно циркулирует внутри здания, что экономически выгодно, но негигиенично. В помещениях скапливается СО2 и пыль. Есть два варианта подобных систем:

1. естественной циркуляции (воздушные массы перемещаются в зависимости от своей температуры: тёплые вверх, холодные вниз, другое название — гравитационная);
2. принудительной циркуляции с использованием приточно-вытяжной вентиляции.

Второй вариант создаёт более комфортную среду, позволяя равномернее прогреть помещения на разной высоте от пола. В целом полностью рециркуляционные системы более пригодны для обогрева нежилых помещений, так как они не обеспечивают чистого свежего воздуха внутри зданий.

Как сделать

Внизу здания устанавливается теплогенератор, к нему делается разводка воздуховодов во все помещения здания, на которых устанавливаются вентиляционные решётки под потолком. Тёплый воздух из них выходит в комнаты.

Другая система воздуховодов устанавливается под полом, в её вентиляционные решётки поступает более холодный воздух, который скапливается внизу под действием силы тяжести. По этим воздуховодам воздушные массы снова поступают к теплогенератору и начинается новый цикл. Наличие вентиляторов для принудительного перемещения воздуха помогает оптимизировать температурный режим.

С частичной рециркуляцией

Этот подвид наиболее пригоден для жилых домов. Часть нагретого воздуха циркулирует внутри здания, а часть заменяется на свежий воздух.

Особенности

В такой вариант отопления включают различное оборудование для полного контроля за климатом: датчики температуры и влажности, кондиционеры, увлажнители, осушители, вентиляторы.

Принцип работы

Основное отличие от рециркуляционных систем — наличие внешних воздухозаборов, а также выводящих воздух отверстий. Плюс, в схему встраивается дополнительное оборудование для контроля за перемещением воздуха и его характеристиками.

Как сделать

Это наиболее сложные системы, для проектирования которых имеет смысл приглашать профессионалов. Самостоятельно некоторые домовладельцы осуществляют частичный монтаж.

Внимание! Обязательно привлечение профильных специалистов при установке газового оборудования

Расчет количества вентиляционных решеток

Рассчитывается количество вентрешеток и скорость воздуха в воздуховоде:

1)Задаемся количеством решеток и выбираем из каталога их размеры

2) Зная их количество и расход воздуха, рассчитываем количество воздуха для 1 решетки

3) Рассчитываем скорость выхода воздуха из воздухораспределителя за формулой V= q /S, где q- количество воздуха на одну решетку, а S- площадь воздухораспределителя. Обязательно необходимо ознакомится с нормативной скоростью вытока, и только после того как рассчитанная скорость будет меньше нормативной можно считать , что количество решеток подобрано правильно.

Пример расчета теплопотерь дома

Рассматриваемый дом располагается в городе Кострома, где температура за окном в наиболее холодную пятидневку достигает -31 градусов, температура грунта — +5оС. Желаемая температура в помещении — +22оС.

Рассматривать будем дом со следующими габаритами:

• ширина — 6.78 м;
• длина — 8.04 м;
• высота — 2.8 м.

Величины будут использоваться для вычисления площади ограждающих элементов.

Для расчетов удобнее всего нарисовать план дома на бумаге, обозначив на нем ширину, длину, высоту здания, расположение окон и дверей, их габариты

Стены здания состоят из:

• газобетона толщиной В=0.21 м, коэффициентом теплопроводности k=2.87;
• пенопласта В=0.05 м, k=1.678;
• облицовочного кирпича В=0.09 м, k=2.26.

При определении k следует использовать сведения из таблиц, а лучше — информацию из технического паспорта, поскольку состав материалов разных производителей может отличаться, следовательно, иметь разные характеристики.

Железобетон имеет наиболее высокую теплопроводимость, минераловатные плиты — наименьшую, поэтому их наиболее эффективно использовать в строительстве теплых домов

Пол дома состоит из следующий слоев:

• песка, В=0.10 м, k=0.58;
• щебня, В=0.10 м, k=0.13;
• бетона, В=0.20 м, k=1.1;
• утеплителя эковаты, B=0.20 м, k=0.043;
• армированной стяжки, В=0.30 м k=0.93.

В приведенном плане дома пол имеет одинаковое строение по всей площади, подвальное помещение отсутствует.

Потолок состоит из:

• минеральной ваты, В=0.10 м, k=0.05;
• гипсокартона, B=0.025 м, k= 0.21;
• сосновых щитов, В=0.05 м, k=0.35.

У потолочного перекрытия выходов на чердак нет.

В доме окон всего 8, все они двухкамерные с К-стеклом, аргоном, показатель D=0.6. Шесть окон имеют габариты 1.2х1.5 м, одно — 1.2х2 м, одно — 0.3х0.5 м. Двери имеют габариты 1х2.2 м, показатель D по паспорту равен 0.36.

Вычисление тепловых потерь стен

Расчет тепловых потерь будем производить для каждой стены в отдельности.

Для начала найдем площадь северной стены.

На стене отсутствуют дверные проемы и оконные отверстия, поэтому в расчетах будем использовать это значение S.

Для вычисления тепловых затрат ОК, ориентированных на одну из сторон света, необходимо учитывать уточняющие коэффициенты

Исходя из состава стены, найдем ее общее теплосопротивление, равное:

Для нахождения D воспользуемся формулой:

Тогда, подставив исходные значения, получим:

Для подсчетов используем формулу

Учитывая, что коэффициент l для северной стены равен 1.1, получим

В южной стене располагается одно окно площадью

Поэтому в расчетах из S южной стены необходимо вычесть S окна, чтобы получить максимально точные результаты.

Параметр l для южного направления равен 1. Тогда

Для восточной, западной стены уточняющий коэффициент l=1.05, поэтому достаточно вычислить площадь поверхности ОК без учета S окон и двери.

Тогда

В конечном итоге, общая Q стен равна сумме Q всех стен, то есть:

Итого, тепло уходит через стены в количестве 526 Вт.

Теплопотери через окна и двери

В плане дома видно, что двери и 7 окон выходят на восток и запад, следовательно, параметр l=1.05. Общая площадь 7 окон, учитывая вышеизложенные вычисления, равна:

Для них Q, с учетом того, что D=0.6, будет рассчитываться так:

Вычислим Q южного окна (l=1).

Для дверей D=0.36, а S=2.2, l=1.05, тогда:

Суммируем полученные теплопотери и получим:

Далее определим Q для потолка и пола.

Расчет теплопотерь потолка и пола

Для потолка и пола l=1. Рассчитаем их площадь.

Учитывая состав пола, определим общее D.

Тогда тепловые потери пола с учетом того, что температура земли равна +5, равны:

Рассчитаем общее D потолка

Тогда Q потолка будет равно:

Общие теплопотери через ОК будут равны:

Итого, теплопотери дома будут равны 13054 Вт или почти 13 кВт.

Вычисление теплопотельпотерь вентиляции

В помещении работает вентиляция с удельным воздухообменом 3 м3/ч, вход оборудован воздушно-тепловым навесом, поэтому для расчетов достаточно воспользоваться формулой:

Рассчитаем плотность воздуха в помещении при заданной температуре +22 градуса:

Параметр равен произведению удельного расхода на площадь пола, то есть:

Теплоемкость воздуха с равна 1.005 кДж/(кг* С).

Учитывая все сведения, найдем Q вентиляции:

Итого тепловые расходы на вентиляцию составят 3000 Вт или 3 кВт.

Бытовые тепловые поступления

Поступления бытового характера вычисляются по формуле.

То, есть, подставляя известные значения, получим:

Подводя итоги, можно увидеть, что общие теплопотери Q дома будут равны:

Возьмем в качестве рабочего значения Q=16000 Вт или 16 кВт.

Как сделать систему воздушного отопления для частного дома своими руками

Непосредственно перед монтированием системы воздушного отопления частного дома рекомендовано сделать проект. Следует рассчитать:

• площадь помещения;
• наличие теплопотерь (пол, потолки, стены, окна);
• мощность теплогенератора, который необходим для прогрева пространства;
• скорость подачи теплого воздуха;
• диаметр воздуховодов, их количество, а также крепежи к ним.

Основные используемые материалы:

• воздуховод нужной длины и диаметра;
• теплогенератор;
• решетки декоративные, которые крепятся на концах воздуховода;
• фильтра воздушные;
• вентиляторы;
• крепежные элементы;
• инструменты (шуруповерт, серебристый скотч, уровень, линейка, рулетка, карандаш).

Установка такой отопительной системы проходит следующие этапы:

1. Монтаж теплогенератора в отдельном помещении.
2. Прорезают отверстия для воздуховодов в стенах.
3. Соединяют все элементы, согласно выбранному проекту.
4. Располагают вентилятор под теплогенератором.
5. Крепят декоративные элементы.
6. Проводят диагностика всех соединений и запускается оборудование.

Для эстетики воздуховоды прячут в межпотолочное или напольное пространство.

От солнца 

Использование природной энергии сокращает расходы на обслуживание системы. Плотность выделяемой солнечной энергии зависит от времени года. Работает такой вариант за счет нагрева поверхностей воздушного коллектора солнцем и передачи тепла в помещения. Состоит из следующих элементов:

• теплоизолирующий корпус;
• абсорбирующий экран черного цвета;
• радиатор;
• стекло или поликарбонат;
• вентиляторы.

Воздух закачивается в коллектор, где, под действием нагретых солнцем абсорбирующих поверхностей, он прогревается. После он вентилятором перегоняется в помещение.

Материалы, необходимые для изготовления солнечной системы своими руками:

1. ДСП, фанера или бруски для внешнего корпуса.
2. Дно из профнастила, желательно покрыть черной краской и проложить изоляционный материал.
3. Радиатор можно взять от старых холодильников либо сделать из меди и алюминия. Многие собирают его из скрепленных между собой алюминиевых банок из-под напитков.
4. Крышка делается из стекла или поликарбоната.
5. Для теплоизоляции, корпус обклеивается пенополистиролом.
6. Вентиляторы. Можно использовать кулеры от старой техники.

Такие, собранные своими руками, системы могут работать от сети либо аккумулятора. 

На основе печи длительного горения

При наличии печи можно сделать дополнительную систему отопления от нее. Для этого делают планировку вентиляции – чтобы холодный воздух заходил в печь, а разогретый распространялся в помещении. Устанавливают гибкие каналы с теплоизоляцией, которые монтируют по всем помещениям. Они могут работать за счет естественной вентиляции, а можно также подключить вентиляторы.

Система воздушного отопления дома на основе печи длительного горения на естественной вентиляции способна отапливать до 4 комнат.

Монтируют такую модель следующими этапами:

• устанавливают печь длительного горения;
• проектируют расположение воздуховодов;
• их крепят к печке и монтируют по дому;
• внизу устанавливают вентилятор для увеличения скорости подачи воздуха в патрубки;
• проводят проверку всех соединений и запускают оборудование.

При горении выделяется сажа, поэтому такой вариант воздушного отопления требует дополнительных фильтров, которые устанавливают в воздуховоды и решетки на выходе.

На основе булерьяна

Бульеран – удивительная печка, работающая на принципе газогенерации. В нее снизу идут ненагретые массы, а сверху выходят теплые. В этом случае к такой печи подключают алюминиевые или жестяные патрубки, которые распространяют тепло по помещениям. Это еще один вариант системы воздушного отопления от печи для частного дома.

При монтировании этой системы, необходимо:

• спроектировать расположение воздуховодов;
• присоединить их к булерьяну;
• скрепить все элементы между собой, проверить их прочность и запустить систему.

Воздушное отопление набирает популярность использования в частных домах. Это простой и удобный способ прогреть все помещения сразу. Выше рассмотрены методы, как сделать системы воздушного отопления для частного дома своими руками. Они несложные и подобные конструкции можно провести в доме самостоятельно

Важно учитывать расположение всех коммуникаций и правильно рассчитать необходимую мощность обогрева

При бережной эксплуатации, постоянной диагностике и прочистке элементов, такая система отопления прослужить долго без перебоев. Она создаст комфортные условия для нахождения в помещениях в любое время года.