Теплоотдача теплого водяного пола на м2: Расчет водяного теплого пола (пошаговая инструкция)

Содержание

Расход трубы теплого пола на 1 м2 таблица и параметры расчета

Автор Монтажник На чтение 10 мин Просмотров 39.5к. Обновлено

Теплые полы с водяным подогревом устраивают для отопления помещений во многих индивидуальных домах, для их монтажа используют трубопровод из различных материалов, который помещают под стяжку или укладывают открытым методом. Перед проведением работ составляют план и делают расчет необходимых материалов, при этом одним из важных показателей является расход трубы теплого пола на 1 м2 таблица значений которого может оказаться полезной специалистам или заказчикам.

Если отсутствует предварительный план с инженерными расчетами, перед прокладкой теплых полов приходится решать множество задач, связанных с методами монтажа и определением вида, геометрических размеров и количеством материала трубопровода. Пользователь может сам рассчитать трубу для теплого пола на предварительном этапе, определив важные параметры путем несложных подсчетов или воспользовавшись онлайн-калькуляторами из интернета.

Рис. 1 Варианты покрытий водонагреваемых полов частных домов

Содержание

  1. Преимущества теплых полов перед радиаторным отоплением
  2. Какие технические параметры определяют при укладке трубопровода
  3. Выбор материала трубопровода
  4. Температура пола в помещениях
  5. Температура теплоносителя
  6. Диаметр трубопровода
  7. Максимальная длина контуров отопления
  8. Тип укладки
  9. Расстояние между трубами теплого пола (шаг укладки)
  10. Расход трубы теплого пола на 1 м2 таблица

Преимущества теплых полов перед радиаторным отоплением

Главные виды теплообменников для обогревания индивидуальных домов —  радиаторные батареи и водяной теплый пол, последние имеют следующие преимущества:

  • Энергоэффективность водонагревного пола значительно превышает батарейное отопление, то есть для обогрева помещений потребуется меньше тепловой энергии и соответственно расхода финансовых средств на топливо.
  • Благодаря тому, что трубопровод с тепловым носителем располагается под всей площадью напольного покрытия комнаты, он дает намного более равномерный обогрев помещений, чем точечно расположенные радиаторы около стен.
  • Спрятанный в полу трубопровод не нарушает эстетичный вид комнат в отличии от радиаторов, расположенных около стен. К тому же обогреваемый пол удобнее батарей, которые часто мешают эстетичной и практичной расстановке мебели и предметов интерьера в помещении.
  • Половой обогрев не отнимает полезную площадь в комнатах в отличие от радиаторных теплообменников.
  • Довольно часто в индивидуальных домах кладут на пол плитку, которая обладает высоким коэффициентом теплопроводности и воспринимается всегда холодной. Ее подогрев через пол повышает комфортность пользования помещением, препятствует образованию по углам и в швах плесени или грибка.
  • Комнату с нагреваемым полом без радиаторов намного проще убирать, из-за отсутствия грязи в местах выхода труб помещение чище с гигиенической точки зрения.
  • Из-за большой массы и объема стяжки, плит перекрытия, в которых помещен нагревательный трубопровод, теплый пол обладает значительно большей тепловой инерционностью в отличие от радиаторных теплообменников. Поэтому при аварийных отключениях электроэнергии и прекращении работы нагревательного котла, тепло в доме при половом обогреве будет удерживаться значительно дольше, чем с батареями.

Рис. 2 Укладка водонагреваемых полов на пенополистирольные подложки

Какие технические параметры определяют при укладке трубопровода

Перед укладкой напольного контура обычно проводят тепловой расчет, который учитывает оптимальную температуру в помещении, потери тепла в зависимости от материала стен (теплопроводности), температурные параметры теплового носителя в системе. Полученные данные помогают рассчитать количество труб для теплого пола, то есть определить их оптимальную длину и диаметр. Перед монтажом полового отопления специалисту и (или) домовладельцу следует определиться с рядом перечисленных ниже факторов.

Выбор материала трубопровода

Для укладки теплых полов оптимально подходит несколько видов металлических и полимерных труб, главные требования к материалам: коррозионная стойкость, хорошая теплопроводность, низкий коэффициент температурного расширения и длительный эксплуатационный срок. При выборе материала трубопровода на теплый пол рассматривают следующие разновидности:

Медь. Трубы из отожженной меди обладают наивысшей степенью теплопроводности и высокой коррозионной устойчивостью, их основным недостатком является высокая стоимость. Также медные трубы сложны в монтаже, при их прокладке для сгибания нужен трубогиб, соединение обычно производят при помощи газовой сварки.

Еще одним недостатком меди может служить форма выпуска — стандартной длины бухты в 50 м не всегда достаточно для устройства контура отопления без стыковых соединений под стяжкой.

Нержавейка. Гофрированный трубопровод из нержавейки обладает приемлемой стоимостью при высокой теплопроводности, неплохой коррозионной стойкостью и относительной простотой в укладке. Его основной недостаток — высокое гидравлическое сопротивление водному потоку, связанное с ребристой поверхностью внутренних стенок, а также не всегда приемлемое качество металла в дешевом товаре, приводящее со временем к коррозии стенок и протечкам.

Рис. 3 Трубопроводы из меди и нержавейки

Сшитый полиэтилен РЕХ. Трубы из сшитого полиэтилена (ПЭ) являются основными конкурентами металлических, они имеют более низкую стоимость и наивысшую степень коррозионной стойкости из-за химической нейтральности полимеров.

Основные недостатки трубопровода из сшитого полиэтилена — высокий коэффициент теплового расширения, кислородопроницаемость и низкая теплопроводность ликвидируется одним выстрелом. После дополнения РЕХ-трубы оболочкой из алюминия (металлопластик) резко падает степень линейного расширения материала от тепла и кислородная проницаемость, улучшается теплопередача трубопроводной линии.

РЕХ-трубы без алюминиевой оболочки просты в укладывании, для их подсоединения к распределительным коллекторным гребенкам можно использовать компрессионные евро-фитинги, которые легко фиксируются разводным ключом без применения специнструмента (паяльников, пресс-клещей).

Сшитые полиэтиленовые РЕХ-трубы реализуют в бухтах длиной до 200 м, так что их метража всегда будет достаточно для устройства контуров отопления любой протяженности.

Термостойкий полиэтилен PERT. Термомодифицированный материал по физическим свойствам пластичности и гибкости напоминает обычный полиэтилен, имеет недостатки, присущие сшитому аналогу РЕХ. Более высокими характеристиками обладает улучшенные PERT-трубы с внутренней алюминиевой оболочкой. Трубопровод из термостойкого ПЭ также монтируют на компрессионные муфты (с алюминиевым слоем на пресс-муфты), его длина в бухтах доходит до 200 м.

Рис. 4 ПЭ-трубы – металлопластик и PERT

Температура пола в помещениях

Поверхность водонагревного пола не должна быть слишком холодной, при низкой температуре сложно получить достаточный обогрев помещения, а находиться и перемещаться по такому покрытию станет некомфортно. Противоположная ситуация приведет к перегреву комнат и также к неудобствам при пользовании полом. Общепринятым считается следующие температурные показатели напольного покрытия:

  • для жилых помещений 29 — 32 °С;
  • для ванных комнат, санитарных узлов и бассейнов 32 – 35 °С;
  • для мастерских или рабочих кабинетов с активной физической деятельностью 26 — 28 °С;
  • в коридорах, нежилых помещениях, лестничных площадках, тренажерных залах 18 — 22 °С.

Температура теплоносителя

Температурные характеристики теплоносителя также оказывают существенное влияние на расчет трубы для теплого пола, то есть чем она выше, тем меньшая длина трубопровода понадобится для обогревания помещений.

В отличие от радиаторных батарей, на полы подается теплоноситель в значительно меньшем температурном диапазоне от 40 до 55 °С. Установлено, что оптимальной температурной разницей между подачей и обраткой считается показатель в 10 °С — именно его придерживаются при настройке и регулировке отопительной системы.

Рис. 5 Схемы обогревания индивидуального дома

Диаметр трубопровода

Для укладки теплых полов в основном используют полимерные трубопроводы наружными диаметрами 16 или 20 мм с различной толщиной стенки.

При реализации первого варианта трубопровод легче укладывать, для перекрытия контура понадобится слой стяжки толщиной меньше на 4 мм. Основным недостатком 16 мм линии по сравнению с 20 мм является ее более высокое гидравлическое сопротивление, что приводит к снижению КПД системы. Поэтому рекомендуется укладывать 16 мм трубопровод на объектах небольшой площади, а 20 мм изделия использовать в просторных помещениях с контурами отопления большой длины.

Максимальная длина контуров отопления

Чем больше длина трубопровода и меньше его диаметр, тем более сильное гидравлическое сопротивления испытывает проходящей по контуру теплоноситель и соответственно требуется большая мощность циркуляционного насоса для его проталкивания.

Промышленность выпускает в основном циркулярные электронасосы со стандартизированными параметрами мощности, рассчитанные на определенные нагрузки, то есть если гидравлическое сопротивление в линии станет слишком большим, насос не сможет протолкнуть рабочую среду для ее нормального прохождения по контуру.

Исходя из практических результатов, установлена максимальная длина трубопроводов подогреваемых полов: для 16 мм изделий она не должна превышать 100 м, для 20 мм — 120 м.

Чтобы избежать возможных перегрузок, для работы системы в нормальном режиме обычно не

укладывают 16 мм трубопровод длиной более 80 м, а 20 мм — свыше 100 м.

Рис. 6 Схемы укладки

Тип укладки

Существует две основные формы укладки половых контуров — зигзаг (змейка) и улитка (спираль). Если присмотреться к первому варианту, то очевиден его основной недостаток — разная температура теплоносителя в начальной и более удаленной от распределительной гребенки точки. К тому же при укладке змейкой трубу придется изгибать на 180 градусов, что бывает неприемлемо при использовании жестких материалов (потребует применения трубогиба), а также приведет к повышению гидравлических потерь.

При раскладке улиткой получают абсолютно равномерный прогрев пола, связанный с тем, что ветви подачи и обратки проходит рядом и их суммарная температура всегда равна. То есть в начальной точке контура при наиболее горячей подаче рядом с ней располагается трубопровод с самой холодной обраткой, и такая ситуация наблюдается по всей площади помещения. Еще одно весомое преимущество улитки — ее намного проще укладывать пол, чем зигзаг.

Исходя их вышеперечисленных особенностей, схему укладки зигзагом используют в узких помещениях малой площади и при коротком контуре отопления, а улиткой прокладывают трубопровод в основных помещениях большей площади.

Следует отметить, что недостаток укладки обычным зигзагом устранен в схеме с двойной змейкой, где обратка проходит рядом с трубопроводом подачи.

Рис. 7 Зависимость теплового потока от шага укладки, температуры теплоносителя и диаметра труб

Расстояние между трубами теплого пола (шаг укладки)

Общепринятым шагом укладки считается диапазон от 100 до 300 мм включительно, а стандартным размером его изменений является длина 50 мм. Такие расстояния определены экспериментальным путем, то есть при более близком расположении труб разница температур подачи и обратки будет слишком мала и эффективность работы отопительной системы упадет.

При большем удалении сложно получить необходимую для достижения комфортного температурного режима теплоотдачу, а сама поверхность пола станет нагреваться неравномерно с ощутимыми полосками тепла. Шаг укладки влияет на расчет длины трубы для теплого пола, понятно, чем он меньше, тем длиннее трубопровод необходим для монтажа.

Также при укладке учитывают более низкие температуры стяжки около стен и оконных проемов, выходящих на улицу. Поэтому многие специалисты в районе краевых зон (1 метр от наружных стен) рекомендуют уменьшать шаг укладки на 50 мм от основного расстояния для обеспечения равномерности обогрева полового покрытия.

Также для снижения тепловых потерь трубопровод рекомендуется укладывать на расстоянии не менее 150 мм от стен, выходящих на улицу.

Общепринятым считается шар укладки в больших жилых помещениях 200 мм, малых комнатах типа небольших кухонь, ванных и санитарных узлов — 150 мм.

Рис. 8 Теплопередача полов, залитых цементно–песчаной стяжкой, под разными покрытиями

Чтобы определить общую длину трубопровода водяного теплого пола, сначала рассчитывают его расход на 1 квадратный метр, а затем умножают полученный результат на общую площадь помещения. Обычно длина трубопровода для обогреваемых полов не должна превышать 100 м, если это происходит, укладывают два и более контуров отопления.

Система укладки теплых полов в деревянном доме

На сегодняшний день, самой известной конструкцией водяного теплого  пола служит — бетонная система, обладающая  высочайшими эксплуатационными характеристиками и доступной ценой.

Однако существуют ситуации, в которых нет возможности установки «Бетонной » системы. Как пример, дома с деревянными перекрытиями. Масса «бетонной» системы высотой  5 см – около 150 кг/м2. Лаги из дерева не смогут выдержать такую  массу конструкции, в отличие от перекрытий из монолита или пустотелых плит у которых гораздо выше несущие характеристики.

В таких домах  выполняют «сухую» (по технологии укладки) и  «легкую» ( по массе систему), изготовленную  из дерева или пенополистирола конструкцию теплого пола . 

Основным базовым элементом конструкции в обоих вариантах служит теплораспределительная пластина.

Основным элементом сухой, легкой настильной системы теплого пола служит  теплораспределительная пластина.

В первом  варианте – Пластины для распределения тепла  укладывается в пазы деревянных направляющих. А в паз пластины укладывается труба из сшитого полиэтилена. За счет плотного облегания пластиной трубы происходит максимальная  теплопередача к напольному покрытию.

Во втором варианте, в пазы  уложенных  полистирольных плит  как и в первом случае укладывается пластина с трубой

.

Сверху конструкцию теплого пола накрывают одним или несколькими слоями ГВЛ или ЦСП и напольное покрытие(плитка, ламинат)

Плюсами сухой  конструкции являются:
• Маленький вес.
• Быстрота выполнения. ( В связи с отсутствием бетонирования)
• Небольшая высота системы. (Вся конструкция высотой от 2 до 3 см.)
• Быстрый пуск системы.
• Отсутствие трудозатрат, связанных с заливкой стяжки.

Такие достоинства «сухих» систем определяют их выбор при:
• Ограничения по высоте пирога(слоев) теплого пола,
• реставрации  пола,
• ограничениях во времени сборки теплого пола,
• также для домов с деревянными лагами и в помещениях, где имеются ограничения по нагрузке на перекрытия.

Однако у таких конструкций есть и минусы:
1. Отдача тепла меньше чем у бетонной. Теплоотдача  сухой системы теплого пола 60-80 Вт/м2,    это достаточно для полноценного  обогрева в домах с хорошей  утепленностью .  Но в домах с плохой утепленностью или в северных регионах этого недостаточно. 
2. Стоимость, которая на 30процентов дороже и  складывается в основном из цены пластин теплораспределения  и  установочных работ, поскольку укладка  конструкции сухого пола по лагам более трудозатратна.

Теплый пол по деревянным лагам (Лёгкая деревянная система)

Здесь в качестве основы применяют элементы из дерева, такие как: доска, ДСП, МФ, фанера и др. Важно применять изделия с влажностью не более десяти процентов и высотой около 20 мм. 
Размер направляющей  полосы из дерева определяется расстоянием укладки труб, например, для шага трубы 150мм необходимо нарезать полоски шириной по 130мм. Это основные составляющие  слоя опоры, укладку, которого, выполняют  как на старый  пол, так и  на сами лаги, что в последнем случае позволит значительно уменьшить  высоту пирога.

К лагам предъявляют особые требования. Если конечным настилом пола будут ковролин или паркетная доска, то расстояние между лагами достаточно сделать  60см. Если применять покрытие из керамической плитки,  лаги стоит класть с расстоянием 30см. В полости между лагами необходимо поместить теплоизоляционный материал. Обычно это минеральный утеплитель или эковата. На лаги, если позволит высота, можно положить черновой пол, к которому предъявляют серьезные требования (неподвижность, идеальная поверхность, допускаются перепады высот до двух мм).

Далее устанавливают базовые направляющие  с учетом выбранного варианта вязки контуров или согласно карте укладки полов. С карты на пол переносят схему маршрута прокладки греющих труб, далее контура труб с обеих сторон выкладываются направляющими, чтобы промежуток составлял 2см. Доски, в местах поворотов трубы, важно округлить. Направляющие фиксируются саморезами к основанию.

Между опорными досками монтируются металлические теплораспределительные пластины, установка которых, производиться строго по проектной документации. Пластина представляет собой элемент теплораспределения, имеющий омегообразный паз, с помощью которого пластина плотно прилегает к трубе  и повышает эффективность теплоотдачи. Для сбалансированного нагревания полов  теплораспределительными пластинами нужно покрыть около 65-80 процентов поверхности.

Греющую трубу укладывают в профильный паз теплораспределительных пластин, без дополнительных креплений.  После укладки труб на покрытие  укладывают листы  ГВЛ, ЦСП, которые фиксируют  крепежом. Этот несущий, ровный слой теплораспределения, является базой для финишной отделки пола. В случае применения керамического покрытия, необходимо более прочный несущий слой(два слоя ГВЛ или ЦСП.
Деревянная конструкция в сравнении с системой из пенополистирола имеет несколько преимуществ: прочность (благодаря рейкам жесткости), небольшая толщина.

Теплый пол по полистирольным матам (Сухая полистирольная система)

Пенополистирольная система в отличие от  деревянной по лагам является более простой по исполнению и менее трудоемкой по времени. В данной конструкции пенополистирольные элементы являются теплоизолирующим  и базовым слоем для укладки теплораспределительных пластин.

В полистирольной системе существует два варианта изготовления теплого пола:

1.Готовыепенополистирольные маты с пазами.
Пенополистирольные маты заводской готовности имеют все необходимые элементы с пазами,    маты с различным шагом укладки, угловые и поворотные элементы. Главное преимущество данного варианта — быстрота сборки. Необходимо учитывать, что данную продукцию производят крупные и известные компании в области отопительного оборудования для теплых полов. Цена соответственно получается недешевой. При комплектации объектов можно столкнуться с отсутствием  отдельных элементов на складе. Ожидание прихода или покупка под заказ растягивают сроки выполнения работ.  А исполнение проектов с нестандартным шагом или в индивидуальном  варианте становится невозможным.  Соответственно главными недостатками является – цена, сроки монтажа и невозможность нестандартных решений.

2. Вырезание в пенополистирольных матах пазов термоножом.
В этом случае мы можем использовать любой пенополистирольный утеплитель  любой высоты, но не менее 22мм, разных габаритных размеров. Самое главное чтобы несущая способность соответствовала эксплуатационным нагрузкам или проектным данным.
Последовательность работ  по этому варианту:
— необходимо уложить пенополистирольный утеплитель 
— прочертить предполагаемые контура  теплого пола
— вырезать термоножом пазы по расчерченной раскладке контуров
— уложить в пазы теплораспределительные пластины
— в пазы пластин уложить трубу
— подключить концы контуров к коллектору
Преимущество этого  метода – скорость монтажа и возможность делать нестандартные варианты.

Специалисты технического отдела нашей компании готовы оказать любую помощь организациям, частным лицам заинтересованным в освоению и  внедрению системы теплый пол по сухому(консультации, проектирование, шеф-монтаж, семинары)
А менеджеры торгового отдела предложат самые лучшие цены и максимальную комплектацию.

Расчет водяного теплого пола, онлайн калькулятор теплопотери

Исходные данные



Длина помещения м Шаг укладки трубы см
Ширина помещения м Длина подводящей магистрали (суммарная) м
Желаемая температура воздуха °С Утеплитель Экструдированный пенополистиролПенополистирол (пенопласт)Минеральная вата
Температура подачи °С Толщина утеплителя см
Температура обратки °С Толщина стяжки над трубой см
Температура в нижнем помещении °С Финишное покрытие ЛинолеумЛаминатПаркетКовролинКафельная плитка
Труба PEX-AL-PEX 20×2 (Металлопластик)PEX-AL-PEX 20×2,25 (Металлопластик)PEX 14×2 (Сшитый полиэтилен)PEX 16×2 (Сшитый полиэтилен)PEX 16×2,2 (Сшитый полиэтилен)PEX 17×2,0 (Сшитый полиэтилен)PEX 18×2 (Сшитый полиэтилен)PEX 18×2,5 (Сшитый полиэтилен)PEX 20×2 (Сшитый полиэтилен)

Воздух040Подача080Обратка080

Результаты расчета


Площадь помещения м2

Материалы


Длина демпферной ленты м
Длина трубы м
Объем раствора стяжки м3
Цемент кг
Песок кг
Пластификатор л
Фибра кг

Температура поверхности пола


040 040 040
Максимальная температура поверхности пола Минимальная температура поверхности пола Средняя температура поверхности пола
°С °С °С

Тепловой поток


Тепловой поток вверх Вт
Тепловой поток вниз (теплопотери) Вт
Суммарный тепловой поток Вт
Удельный тепловой поток вверх Вт/м2
Удельный тепловой поток вниз (удельные теплопотери) Вт/м2
Суммарный удельный тепловой поток Вт/м2

Теплоноситель


Расход теплоносителя кг/с
Скорость теплоносителя м/с
Перепад давления бар

Желаемая температура воздуха

Это комфортная для жильцов температура в помещении. Желаемая температура — очень индивидуальный параметр, ведь кому-то нравится высокая температура в помещении, а кому-то прохлада.

Европейские нормы указывают, что в спальне, кабинете, гостиной, столовой и кухне оптимальной является температура 20-24°С; в туалете, кладовой, гардеробной — 17-23°С; в ванной — 24-25°С.

Усредненно можно задать 20°С.

Вверх

Температура подачи / температура обратки

Температура подачи — температура теплоносителя в подающем коллекторе. Т.е. на входе в контур теплого пола.

Температура обратки — температура теплоносителя в обратном коллекторе (на выходе из контура).

 

 

Для того, чтобы теплый пол отапливал помещение, он должен отдавать тепло, т.е. температура подачи должна быть выше температуры обратки. Оптимально, если разница температуры подачи и обратки составляет 10°С (например, подача — 45°С, обратка — 35°С).

Для обогрева помещения температура подачи должна быть выше желаемой температуры в помещении.

Вверх

Температура в нижнем помещении

Эта температура необходима для учета тепла, идущего вниз, т.е. теплопотерь.

Если теплый пол располагается над помещением (нижний этаж, подвал), то используется температура, поддерживаемая в нем. Если пол располагается над грунтом или на грунте, то для расчета используется температура воздуха для самой холодной пятидневки года. Этот показатель автоматически подставляется для выбранного города.

Вверх

Шаг укладки труб теплого пола

Это расстояние между трубами, залитыми в стяжку пола. От шага укладки зависит теплоотдача теплых полов — чем меньше шаг, тем больше удельная теплоотдача, и наоборот.

Оптимальный шаг укладки труб теплого пола лежит в пределах 10-30 см. При меньшем шаге возможна отдача тепла из подачи в обратку. При большем — неравномерный прогрев пола, когда на поверхности пола над трубой ощущается тепло, а между трубами — холод.

Вверх

Длина подводящей магистрали теплого пола

Это сумма длин труб от подающего коллектора до начала контура теплого пола и от конца контура до обратного коллектора.


При размещении коллектора теплого пола в том же помещении, где и теплые полы, влияние подводящей магистрали незначительно. Если же они находятся в разных помещениях, то длина подводящей магистрали может быть большой и ее гидравлическое сопротивление может составлять половину сопротивления всего контура.

Вверх

Толщина стяжки над трубами теплого пола

Назначение стяжки над трубами теплых полов — воспринимать нагрузку от людей и предметов в отапливаемом помещении и равномерно распределять тепло от труб по поверхности пола.


Минимально допустимая толщина стяжки над трубой составляет 30 мм при наличии армирования. При меньшей толщине стяжка будет обладать недостаточной прочностью. Также, малая толщина стяжки не обеспечивает равномерный нагрев поверхности пола — возникают полосы горячего пола над трубой и холодного между трубами.

Заливать стяжку толще 100 мм не стоит, т.к. это увеличивает инерционность теплых полов, исключает возможность быстрого регулирования температуры пола. При большой толщине изменение температуры поверхности пола будет происходить спустя несколько часов, а то и суток.

Исходя из этих условий, оптимальная толщина стяжки теплого пола — 60-70 мм над трубой. Добавление в раствор фибры и пластификатора позволяет уменьшить толщину до 30-40 мм.

Вверх

Максимальная температура поверхности пола

Это температура поверхности пола непосредственно над трубой контура. По нормативным требованиям этот параметр не должен превышать 35°С.

Вверх

Минимальная температура поверхности пола

Это температура поверхности пола на равном расстоянии от труб (посередине).

Вверх

Средняя температура поверхности пола

Этот параметр является основным критерием расчета теплого пола в плане комфорта для жильцов. Он представляет собой среднее значение между максимальной и минимальной температурой пола.

По нормам в помещениях с постоянным нахождением людей (жилые комнаты, кабинеты и т. д.) средняя температура пола должна быть не выше 26°С. В помещениях с повышенной влажностью (ванные, бассейны) или с непостоянным нахождением людей температура пола может составлять до 31°С.

Температура пола в 26°С не обеспечивает ожидаемого комфорта для ступней. В частном доме, где никто не вправе владельцу указывать какой температурой обогревать жилье, можно настраивать среднюю температуру пола в 29°С. При этом ступни будут ощущать комфортное тепло. Поднимать температуру выше 31°С не стоит — это приводит к высушиваю воздуха.

Вверх

Тепловой поток вверх

Тепловой поток вверх — тепло, отдаваемое теплым полом на обогрев помещения.

Если водяной теплый пол является единственным источником тепла, то тепловой поток вверх должен немного превышать теплопотери помещения.

При использовании теплого пола в комбинации с радиаторами, он компенсирует лишь некоторую часть теплопотерь.

Вверх

Тепловой поток вниз

Это тепло, уходящее в перекрытие и нижнее помещение, т. е. тепловые потери. Тепловой поток вниз должен быть как можно меньше. Добиться этого можно увеличением толщины утеплителя.

Вверх

Суммарный тепловой поток

Мощность теплого пола, включающая полезное тепло (обогрев помещения) и теплопотери (тепловой поток вниз).

Вверх

Удельный тепловой поток вверх

Полезное тепло, идущее на обогрев помещения, выделяемое каждым квадратным метром теплого пола.

Вверх

Удельный тепловой поток вниз

Теплопотери каждого квадратного метра теплого пола.

Вверх

Суммарный удельный тепловой поток

Количество тепла, выделяемого каждым квадратным метром теплого пола, на обогрев помещения и на теплопотери вниз.

Вверх

Расход теплоносителя

Величина расхода необходима для правильной балансировки нескольких контуров теплых полов, подключенных к одному коллектору. Полученное значение нужно выставить на шкале расходомера.


Вверх

Скорость теплоносителя

От скорости движения теплоносителя по трубе теплого пола зависит акустический комфорт в отапливаемом помещении. Если скорость теплоносителя превышает 0,5 м/с, то возможно образование посторонних звуков от циркуляции теплоносителя. Снижения скорости теплоносителя можно добиться увеличением диаметра трубы или уменьшением ее длины.

Вверх

Перепад давления

По перепаду давления в контуре теплого пола (между подающим и обратным коллектором) подбирается циркуляционный насос. Напор насоса должен быть не меньше, чем перепад давления в самом нагруженном контуре. Если напор насоса ниже перепада давления в контуре, то следует выбрать более мощную модель или уменьшить длину контура.

Вверх

Теплоотдача теплого пола с 1м2

Главная » Разное » Теплоотдача теплого пола с 1м2


Таблица для расчета теплоотдачи теплого пола

Теплый пол – это отличная возможность для каждого обеспечить уютный микроклимат и тепло в собственном доме. Такая система потребляет минимальное количество электроэнергии, даря необходимую теплоту в помещении.

При этом она с легкостью сочетается с любыми типами напольных покрытий, включая линолеум, ковролин, кафельную плитку и ковровое покрытие. Система гарантирует надежность, долговечность, стойкость к влаге, безопасность и легкость монтажа.

Особенности установки

Важным преимуществом конструкции выступает возможность равномерно распределить теплый воздух по жилой площади. При этом удается сэкономить до 12% энергии на общий обогрев помещения. Важно помнить о необходимости учитывать отдельные факторы во время эксплуатации.

Отопительная система должна работать в температурном диапазоне, который не превышает 60 градусов. Если упустить этот момент, возможна порча имущества. Сама поверхность водяного пола должна иметь оптимальную температуру, чтобы удовлетворять потребности. Это не только позволит добиться высокого комфорта эксплуатации, но и будет гарантировать отсутствие возможных заболеваний для ног. Чаще всего это значение достигает 26 градусов.

Чтобы монтаж был правильным, нужно позаботиться о том, чтобы расчет следующих параметров был корректным:

  1. Потребности пространства в тепле. Этот параметр определяется климатической зоной, качеством изоляции и габаритами помещения.
  2. Рассчитываемая удельная мощность отопления в перерасчете на каждый квадрат площади, которая будет обогреваться.
  3. Будет ли покрыта необходимость помещения в тепле посредством теплого водяного пола.

 

Несколько советов

Прежде чем осуществлять расчет потребности теплоотдачи, нужно учесть некоторые моменты. Первоначально нужно определить максимальную теплопроводность материалом, которые расположены выше трубы, пленок и кабелей, выступающих в качестве нагревательных элементов. Эффективность теплоотдачи зависит по прямо пропорциональному закону от тепловой мощности, по обратно пропорциональному от сопротивления покрытия.

Все трубы и материалы, которые будут расположены ниже уровня нагревательного элемента должны отличаться высокой теплоизоляцией. Это исключит возможные потери тепла через покрытия. Если монтаж и расчет осуществлены правильно, то теплоизоляция будет блокировать передачу тепла и отражать тепловое излучение.

Необходимость в тепловой мощности определяется теплоизоляцией и ее качеством. Предпочтительно придерживаться нормативов, которые будут гарантировать высокие эксплуатационные характеристики и комфорт.

Помните о том, что, если вы выбрали теплый пол, не стоит загромождать его массивными мебельными конструкциями. Это не принесет должного результата обогрева, а также возможен перегрев и порча мебели под воздействием температур.

Пример укладки теплого пола в кухне

Расчет потребности в тепле

Расчет потребности показателей представлен следующим алгоритмом:

  1. По формуле Q=S/10. Здесь Q – потребность тепла в киловаттах, S – площадь помещения, метр квадратный.
  2. Каждый кубический метр объема пространства требует 40 ватт тепла.
  3. Крайние этажи требуют в расчете 1,2-1,3 дополнительных коэффициента. Для частных построек он составляет 1,5.
  4. Дополнительно расчет требует по 100 ватт на каждое стандартное окно, по 200 ватт на балконы или двери.
  5. Нужно учитывать коэффициенты в зависимости от территориальной местности и климатической зоны.

При желании можно обращать внимание на слои ограждающих конструкций и их толщину. Это позволит добиться более точных расчетов.

Расчет теплоотдачи для пленочного нагревателя

Номинальная мощность в этом случае составляет 150-220 Ватт. Нужно понимать, что сам пленочный нагреватель – это слой фольгоизола для трубы. Он представляет собой вспененный полиэтилен, поверхность которого покрыта фольгой. Из-за этого часть тепла рассеивается, ведь эффективность зависит от толщины.

Чтобы задать температуру стандартного или водяного пола в заданном диапазоне, используют терморегуляторы. Значение обычно не достигает 40 градусов, а после эксплуатации необходимо отключать элемент и давать ему время для остывания. Из этого следует, что теплоотдача составляет около 70 ватт на каждый квадратный метр.

Расчет теплоотдачи для греющего кабеля

Греющий кабель отличается удельной теплоотдачей в 20-30 ватт на каждый квадратный метр. Расчет количества основан н шагах укладки. Дополнительно обращают внимание на следующее:

  1. Шаг варьируется в диапазоне от 10 до 30 см. Чем он больше, тем более явный характер будет носить неравномерность нагрева.
  2. Длина кабеля определяется по следующей формуле – L=S/Dx1,1. Здесь S – площадь в квадратных метрах, 1,1 – коэффициент для учета изгибов, D – шаг укладки.

Помните, что кабель будет уложен не по всей площади. Поэтому нужно определиться со средними показателями, добиваясь максимальной эффективности. Каждый квадратный метр позволяет получить до 120 Ватт тепла при этом комфортная температура будет оставаться.

Таблица соотношения мощности и длины нагрева кабеля

Расчет теплоотдачи для водяного теплого пола

В отдельных случаях есть возможность сэкономить, если имеется источник тепла. Его можно использовать только в том случае, если цена за каждый киловатт намного ниже, чем стоимость электроэнергии.

В этом случае нужно учитывать следующее:

  1. Температуру теплоносителя для трубы. Она обычно достигает 50 градусов и превышает температуру поверхности. Таблица поможет определить предпочтительные значения.
  2. Шаг укладки водяного пола. С его уменьшением количество тепла увеличивается при передаче стяжке. Нужно учитывать здесь и диаметр трубы.
  3. Температура воздуха. С ее уменьшением тепловой поток увеличивается.
  4. Диаметр трубы, по которой осуществляется движение теплоносителя.

Если шаг составляет 250 миллиметров, каждый квадратный метр позволяет получить по 82 ватта. При шаге в 150 мм – 101 ватт, а при шаге в 100 мм – 117 ватт. Таблица включает в себя все эти данные. В зависимости от этих значений нужно осуществлять проектирование теплого водяного пола.

Зависимость теплого потока от шага труб и температуры теплоносителя

Помните о необходимости рассчитать тепловой поток с поверхности водяного пола. Чаще всего он достигает 12,6 Вт (м2хС). Это значение будет прямо пропорциональным перепаду температур.

Самые лучшие посты

Конвективная теплопередача

Тепловая энергия, передаваемая между поверхностью и движущейся жидкостью с разными температурами — известна как конвекция .

На самом деле это комбинация диффузии и объемного движения молекул. Вблизи поверхности скорость жидкости мала, и преобладает диффузия. На расстоянии от поверхности объемное движение усиливает влияние и преобладает.

Конвективная теплопередача может быть

  • принудительной или вспомогательной конвекцией
  • естественной или свободной конвекцией
принудительной или вспомогательной конвекцией

принудительной конвекцией, когда поток жидкости индуцируется внешняя сила, такая как насос, вентилятор или смеситель.

Естественная или свободная конвекция

Естественная конвекция вызывается выталкивающими силами из-за разницы плотности, вызванной колебаниями температуры в жидкости. При нагревании изменение плотности в пограничном слое заставит жидкость подниматься и заменяться более холодной жидкостью, которая также будет нагреваться и подниматься. Это продолжающееся явление называется свободной или естественной конвекцией.

Процессы кипения или конденсации также называют конвективными процессами теплопередачи.

  • Теплопередача на единицу поверхности за счет конвекции была впервые описана Ньютоном, и это соотношение известно как закон охлаждения Ньютона .

Уравнение конвекции может быть выражено как:

q = h c A dT (1)

, где

q = теплопередача за единицу времени (Вт, БТЕ / ч)

A = площадь теплопередачи поверхности (м 2 , футы 2 )

h c = коэффициент конвективной теплопередачи процесса ( Вт / (м 2o C, Btu / (фут 2 h o F) )

dT = разница температур между поверхностью и основной жидкостью ( o C, F)

Коэффициенты теплопередачи — единицы
Коэффициенты конвективной теплопередачи

Коэффициенты конвективной теплопередачи — ч c в зависимости от t тип среды, будь то газ или жидкость, и свойства потока, такие как скорость, вязкость и другие свойства, зависящие от потока и температуры.

Типичные коэффициенты конвективной теплопередачи для некоторых распространенных применений потока жидкости:

  • Свободная конвекция — воздух, газы и сухие пары: 0,5 — 1000 (Вт / (м 2 K))
  • Свободная конвекция — вода и жидкости: 50 — 3000 (Вт / (м 2 K))
  • Принудительная конвекция — воздух, газы и сухие пары: 10 — 1000 (Вт / (м 2 K))
  • Принудительная конвекция — вода и жидкости: 50 — 10000 (Вт / (м 2 K))
  • Принудительная конвекция — жидкие металлы: 5000 — 40000 (Вт / (м 2 K))
  • Кипящая вода: 3.000 — 100,000 (Вт / (м 2 K))
  • Водяной пар конденсата: 5.000 — 100,000 (Вт / (м 2 K))
Коэффициент конвективной теплопередачи для воздуха

Коэффициент конвективной теплопередачи для потока воздуха может быть приблизительно равен

ч c = 10,45 — v + 10 v 1/2 (2)

где

h c = коэффициент теплопередачи (кКал / м 2 ч ° C)

v = относительная скорость между поверхностью объекта и воздухом (м / с)

Начиная с

1 ккал / м 2 ч ° С = 1. 16 Вт / м 2 ° C

— (2) можно изменить на

h cW = 12,12 — 1,16 v + 11,6 v 1/2 (2b)

где

ч cW = коэффициент теплопередачи (Вт / м 2 ° C )

Примечание! — это эмпирическое уравнение, которое может использоваться для скоростей от 2 до 20 м / с .

Пример — конвективная теплопередача

Жидкость течет по плоской поверхности 1 м на 1 м. Температура поверхности 50 o C , температура жидкости 20 o C и коэффициент конвективной теплопередачи 2000 Вт / м 2o С . Конвективную теплопередачу между более горячей поверхностью и более холодным воздухом можно рассчитать как

q = (2000 Вт / (м 2o C)) ((1 м) (1 м)) ((50 o C) — (20 o C))

= 60000 (Вт)

= 60 (кВт)

Калькулятор конвективной теплопередачи
Таблица конвективной теплопередачи

.

% PDF-1.7 % 289 0 объект > endobj xref 289 38 0000000016 00000 н. 0000002240 00000 н. 0000002342 00000 п. 0000002807 00000 н. 0000003360 00000 н. 0000003423 00000 н. 0000003535 00000 н. 0000003649 00000 п. 0000003741 00000 н. 0000004283 00000 н. 0000004903 00000 н. 0000007215 00000 н. 0000007871 00000 н. 0000008540 00000 н. 0000009188 00000 п. 0000009292 00000 н. 0000011488 00000 п. 0000012076 00000 п. 0000012610 00000 п. 0000013217 00000 п. 0000015677 00000 п. 0000017910 00000 п. 0000020283 00000 п. 0000022493 00000 п. 0000025005 00000 п. 0000027028 00000 п. 0000032890 00000 п. 0000039268 00000 п. 0000039323 00000 п. 0000039406 00000 п. 0000044664 00000 н. 0000044894 00000 н. 0000055459 00000 п. 0000066024 00000 п. 0000070116 00000 п. 0000087507 00000 п. 0000097107 00000 п. 0000001056 00000 н. трейлер ] / Назад 6424780 >> startxref 0 %% EOF 326 0 объект > поток hb«b«ic`c«`c @

.

12m2 Теплый пол с подогревом — Купить теплый пол, инфракрасный подогрев пола, системы подогрева пола Продукт на Alibaba.

com

ce теплый пол с подогревом:


Коврик для обогрева пола SENPHUS представляет собой ультратонкую низкопрофильную систему, которая устанавливается под плитку, камень и даже виниловые или ламинатные полы. Он идеально подходит для реконструкции ванных комнат и кухонь с добавлением излучающего подогрева пола и предлагает высококлассный вариант при проектировании утепления полов в новостройках. Двухпроводная технология снижает электромагнитные поля (ЭМП) до сверхнизкого уровня.Коврик представляет собой энергоэффективное воплощение роскоши для обогрева пола в вашем доме, внесен в списки VDE, CE, RoHS, IPX7, UL и поставляется с подробными инструкциями по установке.

Преимущества теплого пола

Выбор теплого пола дает множество преимуществ по сравнению с традиционными методами отопления. Обзор см. В списке ниже:

Экономия места — вне поля зрения и, следовательно, в стороне, позволяя вам дополнительное пространство для меблировки комнат по своему усмотрению — никаких навязчивых радиаторов.

Здоровье и гигиена предотвращает появление пылевых клещей на коврах, а также устраняет те труднодоступные для очистки места за традиционными радиаторами, где может скапливаться пыль.

Эстетика — как уже упоминалось, он находится вне поля зрения, поэтому вы можете иметь свою комнату именно так, как вы хотите, избавляя от необходимости использовать более громоздкий метод отопления.

Экономия труда — вода на полах ванных, душевых и подсобных помещениях быстро сохнет.

Comfort — обеспечивает максимальный уровень комфорта во всем доме за счет лучистого тепла; тепло в самом естественном виде.

Silence — не слышит ни скрипов, ни стонов обычных медных труб и радиаторов, а только обнадеживающая тишина.

Рентабельность — сэкономит вам от 15 до 30% на счетах за отопление, в зависимости от вашего образа жизни.

Легкость управления — его реализация обеспечивает очень равномерную температуру во всем доме.

Экономичный — водяные теплые полы не дороже традиционных методов отопления, они практически не требуют обслуживания, что еще больше снижает затраты.

Теплый пол легко установить. Вы можете обрезать сетку, но не нагревательный провод, чтобы он соответствовал форме вашей комнаты.

SENPHUS модели теплого пола от 0.От 5 кв.м до 15 кв.м

3 0,5 33168

3

-4.0M2 66168

6

Тип

напряжение

Номинальная мощность

Сопротивление при 20 o C + 10 / -5%

Размер мата

Длина

V

W

Ω

м

м

ШДН-160-1. 0M2

220

160

302,5

0,5X2,0

11,1

SHDN-160-1,516M2

0

0 240

201,7

0,5X3,0

16,65

ШДН-160-2.0M2

220

16 3208

16

0,5X4,0

22,2

ШДН-160-2,5М2

220

400

121,0

9002

121,0

27,75

ШДН-160-3. 0М2

220

480

100,8

0,5X6,0

ШДН-160-3.5М2

220

560

86,4

0,5X7.0

38,8134

38,8134

220

640

75.6

0.5X8.0

44.4

SHDN-160-4.5M2

03

03

720

67.2

0,5X9,0

49,95

ШДН-160-5. 0M2

220

800

6016

9002

6016

55,5

ШДН-160-6.0M2

220

960

50,4

0,5X12.0

ШДН-160-7.0М2

220

1120

43,2

0,5X14.0

77,7

77,7

-8.0M2

220

1280

37,8

0,5X16,0

88,8

SHDN-160-9. 0M2

03

03

1440

33.6

0,5X18,0

99,9

ШДН-160-10M2

220

1600

30,3

111

ШДН-160-12.0M2

220

1920

25,2

0,5X24.0

133.2

Теплый пол Фотографии и пакет для обогрева пола, мастерская

Мат для теплого пола Сертификаты:

.


Смотрите также

  • Как чистить кондиционер
  • Кондиционер хайер как включить
  • Как теплый пол положить под линолеум
  • Как почистить кондиционер в квартире самостоятельно
  • Как заливать стяжку на теплый пол
  • Как согласовать установку кондиционера
  • Dry на кондиционере что означает
  • Считаем теплый пол
  • Как обработать кондиционер хлоргексидином
  • Из чего состоит теплый пол
  • Бетонная стяжка под теплый пол по деревянному перекрытию

расчет требуемой мощности и длины трубы

Водяной теплый пол — идеальный вариант для отопления частного дома, коттеджа или квартиры с автономным отоплением. Теплый водяной пол считается наиболее экономичным в эксплуатации. Но для того чтобы его создать, нужны знания, время и навыки.

Как правильно произвести расчет водяного теплого пола так, чтобы он действительно грел и мог использоваться в качестве основного источника отопления? Мы собрали для вас подробную информацию по данной тематике.

Как выполнить правильный подсчет

Для того чтобы рассчитать систему теплого пола, необходимо предусмотреть множество нюансов. Здесь все имеет значение — мощность котла, толщина труб, напольное покрытие, наличие утеплителя и др.

Принципиальная схема классического теплого водяного пола

При расчете используйте эти правила:

  • Длина одного контура не должна быть более 100 метров. Если вам необходимо больше трубы в комнате, то делите ее на два контура.
  • Если вы используете два контура в одном помещении, то разница в длине между ними не должна быть более 15 метров.
  • Обязательно соблюдайте технологию монтажа теплого водяного пола. Используйте утеплитель, подложку, паробарьер, правильную стяжку.
  • Старайтесь выдерживать расстояние между трубами в 200 мм. Это значение взято для средней полосы России, где зимой температура не опускается ниже 200С. Если у вас зимы холоднее, то можно сократить расстояние до 150 мм, если теплее — увеличить до 250 мм.
  • Один контур не должен отапливать более 20 квадратных метров.
  • Не допускается соединение труб под стяжкой. Куски должны быть цельными во избежание протечек теплоносителя.

 

Обратите внимание: если вы проживаете на крайнем севере и морозы зимой опускаются до -40 и более, то одним теплым полом вы не обойдетесь. В таких случаях создается две отопительных системы: одна с радиаторами, работающая на 60-70 градусах, и вторая — теплый пол с температурой до 30 градусов.

Если вы затрудняетесь с правильным расчетом, то всегда можете обратиться за помощью к профессионалам или воспользоваться многочисленными онлайн-сервисами. Они работают по методу коэффициента (эталонного теплого пола). Расчет сделать очень просто — вы задаете размеры комнаты, нужную температуру, наличие утеплителя, толщину стяжки и тип напольного покрытия, а программа выдает вам длину и диаметр трубы, наиболее эффективную схему раскладки и другие важные значения.

Рекомендуемая температура

Система теплый пол хороша тем, что считается низкотемпературной. Обычно теплоноситель редко прогревается выше 40 градусов на выходе из котла. Температура на входе в коллектор в таком случае при правильном расчете и монтаже 35 градусов, а температура поверхности пола примерно 30 градусов. Расчет водяного теплого пола делается исходя из следующих параметров:

  • В жилой зоне (спальня, кабинет, кухня, гостиная) температура поверхности пола не должна превышать 30 градусов.
  • Возле внешних стен, окон и балконного блока необходимо создать зону повышенного обогрева, в которой температура поверхности будет примерно 35 градусов.
  • В ванной, санузле, возле бассейна и в других влажных помещениях температура должна равняться 33 градусам.
  • Если вы планируете покрыть пол паркетом, то температура поверхности не должна превышать 27 градусов, если виниловой плиткой — 29.

Теплый водяной пол создает в комнате идеальный климат и не сушит воздух

Обратите внимание: зоной повышенного обогрева считается расстояние в 50 сантиметров по периметру от внешних стен, а также участки поверхности возле выходных дверей и окон. Температуру здесь повышают путем уменьшения шага между трубами.

Какую трубу выбрать?

Теплый водяной пол состоит из труб, подключенных к коллектору. Трубы могут быть:

  • Металлопластиковыми. Это недорогой, экологически чистый и надежный вариант, отлично подходящий для частного дома.
  • Медными. Медные трубы обладают отличной теплоотдачей, они не страдают от коррозии, а средний срок их эксплуатации порядка 70 лет. Минус таких труб — высокая цена.
  • Нержавеющая труба (гофрированная). Нечто среднее между металлопластиком и медью. Гофра легко сгибается, не ломается и держит форму. Обычно при помощи нержавеющей трубы прокладывают основные трассы.

Если у вас ограниченный бюджет, то используйте качественные бесшовные металлопластиковые трубы. Помните, что их нельзя сращивать в стяжке, поэтому используйте цельные бухты при прокладке.

Способы укладки трубы

Существует три основных способа укладки:

  • Змейка.
  • Улитка.
  • Универсальная.

Классическая укладка змейкой для теплого пола

Змейка обычно используется в небольших помещениях с низкими теплопотерями. Труба заводится в комнату, раскладывается в виде вытянутой синусоиды, а затем выходит вдоль стены к коллектору. Основной недостаток такой системы в том, что теплоноситель постепенно остывает, поэтому температура на входе и в конце комнаты может сильно отличаться. К примеру, при длине трубы в 70 метров разница может быть до 10 градусов.

Поэтому змейку используют только в маленьких комнатах. Сгиная трубу, помните, что нельзя допустить ее переламывания (обычный металлопластик выдерживает изгиб до 5 диаметров).

Обратите внимание: если вы укладываете змейку, то первым делом пускайте трубы к холодным зонам (вдоль стен, у окна). Выход можно организовать там, где практически никто не ходит.

Способ укладки улитка — более универсальный и экономный

Укладка улиткой более практична. Такой способ позволяет сэкономить до 15% трубы, а температурный перепад практически не чувствуется. Укладывать трубу улиткой несколько сложнее. Сначала ее прокладывают по периметру стен, а затем изгибают на 90 градусов и закручивают обратно. Получается, что теплые и холодные трубы чередуются друг за другом, поэтому поверхность равномерно прогревается.

Универсальная укладка подразумевает под собой объединение улитки и змейки в одном помещении.

Подготовка к укладке

Итак, вы уже провели расчет длины трубы для теплого пола, выбрали способ укладки и напольное покрытие. Теперь вам необходимо приобрести:

  • Котел для отопления.
  • Насос (в некоторых котлах он встроен в систему).
  • Коллектор для теплых полов (механический или электрический).
  • Трубы для укладки (они должны выдерживать температуру до 95 градусов и давление до 10 Бар).
  • Трубы для разводки.
  • Клапаны для котла.
  • Необходимое количество фитингов для соединения.

Также вам понадобится песчано-цементная смесь для создания стяжки.

 Перед началом работ вам необходимо будет подготовить поверхность. Если у вашего пола большие перепады (более 1 сантиметра на 4 метра), то его необходимо выровнять. Заделайте шпатлевкой все щели, трещины, неровности. Затем уложите на пол гидроизоляцию (обычную целлофановую пленку толщиной 200 мкм), заводя ее на стены. Затем наклейте по периметру комнаты демпферную ленту толщиной в 10-15 мм — за счет ее стяжка будет играть, расширяясь и сужаясь при изменении температуры.

Если сэкономить на ленте, то стяжка гарантированно лопнет. Сверху на пленку укладывается утеплитель — он используется для того, чтобы тепло не уходило в землю.

  • Если теплый пол делается по грунту или под ним находится неотапливаемый подвал, то необходимо использовать пенополистрирол толщиной 60-100 мм. либо 10-сантиметровый слой керамзита.
  • Если снизу отапливаемое помещение, то достаточно 30-50 мм. слоя утеплителя.
  • Если теплый пол используется как дополнение к имеющейся радиаторной системе, то можно обойтись фольгированным утеплителем из полиэтилена.

Трубу необходимо хорошо закрепить стяжками к сетке и заполнить водой под давлением перед заливкой стяжки

Сверху на утеплитель укладывается отражающая подкладка (из фольги), на нее армирующая сетка, и только потом трубы. Затем вся эта конструкция заливается стяжкой толщиной в 30-50 мм.

Как выбрать котел?

Котел выбирается по мощности. Если вы считали полы в программе, то получили значения мощности для каждой комнаты. Сложите их, и получите мощность вашего будущего котла.

Обратите внимание: мощность котла должна быть на 15 процентов больше, чем мощность полов. Если котел будет работать на 100% загрузке, то он быстро выйдет из строя.

Обычно минимальная мощность современных котлов 24 киловатта. Этого достаточно для отапливания дома площадью до 120 м2 (при стандартной высоте потолков до 3 метров). В большинстве котлов есть встроенный насос, поэтому приобретать его отдельно не нужно. На входе и выходе котла рекомендуется устанавливать пластиковые запорные клапаны.

Если вдруг вам придется снимать котел на обслуживание или ремонт, то вам не придется сливать всю воду из системы — вы просто закроете клапаны.

 

Как выбрать коллектор?

Коллектор служит для распределения количества теплой воды, проходящей через контур. Коллектор выбирается исходя из количества контуров в вашем полу. Простейшее устройство имеет только механические запорные краны, которыми вручную можно отрегулировать давление и температуру в ветках. Более продвинутые имеют сервоприводы и смесители — ими можно задавать температуру с точностью до одного градуса.

Коллектор устанавливается в специальный ящик, в которой заводятся все трубы. Старайтесь подобрать для него такое место, чтобы он находился в центре дома. Также учитывайте, что коллектор должен быть выше всех труб, сходящихся к нему, иначе система завоздушится и не будет правильно работать. Горячая вода от котла входит в нижнюю часть коллектора, горячая выходит из верхней.

Так выглядят два коллектора в ящиках для системы теплого водяного пола

Это вся информация о том, как рассчитать водяной теплый пол. Если сомневаетесь в подсчете, то используйте специальную программу или обратитесь к более опытным товарищам. Но, в целом, в этом нет ничего сложного. Соблюдайте наши рекомендации и все получится!

Как самостоятельно провести расчет теплого пола

Сегодня большим спросом среди населения пользуется теплый пол. Это покрытие может быть установлено как в виде отдельной системы, так и в качестве дополнительного отопления. Сама же процедура монтажа теплого пола осуществляется при помощи специалистов либо своими руками. Однако прежде чем приступить к укладке любого вида такого напольного покрытия, необходимо провести расчет теплого пола.

Критерия выбора теплого пола

При выборе вида теплого пола следует учитывать такой основной критерий, как мощность данного покрытия. Расчет мощности теплого пола зависит от следующих факторов: (См. также: Расчёт системы отопления)

  1. площади обогреваемой комнаты;
  2. типа помещения;
  3. вида обогрева комнаты.

При этом следует помнить, что учитывается только полезная площадь помещения, которая не занята мебелью и различной бытовой техникой. Это могут быть: холодильник, стиральная машина, стенка, кровать и прочее. Именно поэтому расчет мощности теплого пола требует наличия точных данных, связанных с расположением в комнате всех бытовых предметов и мебели.

Еще одним важным моментом является то, что при использовании основного отопления, представленного в виде электрического теплого пола, обогреваемая площадь должна составлять не менее 70% от площади всей комнаты. Однако иногда установка теплых полов в виде основного источника отопления является затруднительным процессом либо вовсе не возможным. Как правило, это связано с наличием различной мебели больших размеров.

Мощность теплого пола и виды помещений

Для каждого помещения предусмотрена определенная мощность теплого пола. Если данная отопительная система устанавливается в качестве основного обогревателя, тогда удельная мощность на один квадратный метр колеблется в пределах 150 – 180 Вт. Естественно, что электрическая мощность данных полов должна превышать показатель, предусмотренный для электрических полов, которые смонтированы в качестве дополнительного обогрева. (См. также: Карта сайта)

При дополнительном отоплении удельная мощность колеблется в пределах 110 – 140 Вт на один квадратный метр комнаты. Данная система используется одновременно с основным источником отопления. Это может быть газ, электричество, печь, камин и прочее. Такая установка отлично подходит для отопления квартир в многоэтажных домах.

Так как каждое помещение дома имеет свои функциональные возможности, рекомендуется проводить расчет теплого пола (особенно его мощности) с учетом следующих норм:

  • для кухни и жилой комнаты мощность должна колебаться в пределах 110 — 150 Вт/м2,
  • для застекленной лоджии – в пределах 140 — 180 Вт/м2,
  • для ванной комнаты – 140 — 150 Вт/м2.

Данные значения удельной мощности приведены с небольшим запасом, за счет которого такая отопительная система имеет некоторый резерв, работая при этом только на 70-75%. (См. также: Монтаж тёплого пола своими руками)

Важно. При расчете мощности теплых полов следует учитывать и этаж квартиры. Для первого этажа данный показатель необходимо увеличить на 15-20%.

Расчет теплого водяного пола

Прежде чем приступить к монтажу, специалисты рекомендуют составить проект по укладке теплого пола на основе тщательного теплотехнического расчета. Данные вычисления проводятся при помощи существующих специальных компьютерных программ. Если необходимо установить теплый пол в доме, тогда следует высчитать коэффициент теплоотдачи.

При расчете следует обязательно учитывать:

  1. планы всех комнат,
  2. конструкцию наружных стен,
  3. вид и размеры установленных в помещении окон,
  4. температурный режим комнаты,
  5. местонахождение коллекторов,
  6. местонахождение теплового генератора,
  7. вид теплого генератора,
  8. виды напольных покрытий в каждой комнате дома,
  9. разновидность системы (настильная, бетонная и др.),
  10. есть ли необходимость в регулировки температурного режима в каждой комнате.

Помимо этого, чтобы рассчитать потерю тепла в помещении, необходимо учитывать следующие критерии:

  1. площадь конструкций ограждающего типа и их коэффициент передачи тепловой энергии,
  2. среднюю зимнюю температуру,
  3. температура и влажность воздуха в комнате,
  4. наличие механической вентиляции в комнате,
  5. наличие различных дополнительных отопительных источников.

В зависимости от данных критериев и потери тепла осуществляется расчет трубы для теплого пола и проводится разметка, где именно будет проходить отопительная система. (См. также: Монтаж водяного тёплого пола своими руками)

Расчет водяного теплого пола, выбор нужного вида, а также установка осуществляется с учетом его нагрузки. Данный критерий зависит от таких факторов, как:

  1. шаг монтажа и диаметр трубок,
  2. температура входящей и исходящей воды из контура,
  3. напольное покрытие,
  4. вид установленной теплоизоляции,
  5. высота стяжки,
  6. используемый материал стяжки,
  7. комнатная температура.

Расчет трубы теплого пола

Выполнить расчет теплого водяного пола можно самостоятельно. Главное, что необходимо сделать, осуществляя расчет трубы теплого пола, – это определить свободную площадь данной комнаты. Важно при проведении всех подсчетов учесть и то, что нагревательный агрегат будет монтироваться не по всему полу. Как было уже сказано, не берутся во внимания и те места, где будет установлена мебель либо крупная бытовая техника.

Помимо этого, рекомендуется, чтобы общая длина трубы одного контура не превышала ста метров. В противном же случае теплые полы следует разделить на два контура. Также берется во внимание подводка к распределителю и проходным трубам иных отопительных контуров. Расчет трубы теплого пола можно произвести при помощи следующей формулы: (См. также: Коллектор для теплого пола)

L = Ar /a + 2 x Lzu — 2 x Ld (м) где: Ar – площадь комнаты в м², Ld – это длина проходных отопительных труб в м, a – это шаг укладки отопительных труб в м, L – это длина трубы для теплого пола в м, Lzu — это длина подающих либо обратных труб отопления в м.

Расчет количества труб в одном погонном метре

Так как расчет водяного теплого пола является сложным и трудоемким процессом, требующим наличия некоторого опыта и знаний, прежде чем приступить к монтажу данной отопительной системы, следует определиться с типом устанавливаемого теплого водяного пола, а также с трубами и их количеством. Также предварительные расчеты позволят определить размер финансовых затрат, связанных с установкой такого вида отопительной системы.

Допустим, что комната имеет площадь, равную 10 квадратным метрам. В данном помещении следует поддерживать температуру в пределах +20 градусов. Первоначально следует рассчитать из данной площади рабочую зону. Для этого понадобится определить размер стен. Допустим, что две стены по два метра, а одна – пять метров. От каждой из данных стен рекомендуется оставить по 0,3 метра. Это место отведено под мебель. В итоге получается следующий пример: 10-0,3х(2+2+5)=8,3 метра. Данная цифра и является рабочей площадью.

Далее следует определить тепловые потери помещения. Для этого учитываются тип и размер окна, высота потолка и прочие параметры. Эти показатели необходимы для определения шага укладки. При высокой потере тепла шаг укладки значительно уменьшается.

Для определения ширины шага и диаметра труб от уровня потери тепла можно воспользоваться сводной специальной таблицей. Важно при этом учесть тот факт, что температура на уровне ног должна равняться 24 градусам, а на уровне головы и выше этот показатель не должен превышать 20 градусов тепла.

Дадим некоторые советы, позволяющие правильно выполнить расчет теплого водяного пола:

  • Протяженность контуров не должна превышать 60-80 метров.
  • Лучше всего расположить коллектор в центре комнаты.
  • Не рекомендуется подсоединять к одному коллектору контуры различной длины, особенно если они длиннее в несколько раз.
  • В центре шаг укладки должен быть 30 сантиметров, по краям данный показатель должен равняться 15 сантиметров.
  • В зонах по краям число рядов равняется шести.
  • Во влажных помещениях всю площадь рекомендуется укладывать с шагом в 15 сантиметров.
  • При установке в комнате более одного коллектора, нужно использовать балансировочные дополнительные клапаны.
  • Минимальное давление, допустимое в коллекторе, равняется 20 кПа.
  • В случае применения на первом этаже теплоизолятора в виде полистирола, его толщина должна равняться 10 сантиметрам, в противном же случае, данный показатель равняется 3 сантиметрам.
  • Нормальный расход воды в контурах должен равняться 0,03-0,07 Л/сек.
  • Рекомендуется регулировать каждую комнату в отдельности.
  • На больших площадях лучше использовать деформационные специальные швы.

Итоги

Итак, прежде чем приступить к самостоятельному монтажу теплого пола любого вида, необходимо ознакомиться с технологией его укладки. Далее следует тщательно произвести все необходимые расчеты. После этого можно приступать к составлению проекта, закупке всех материалов и непосредственному монтажу теплого пола.

Еще одним немаловажным аспектом в данном процессе является техника безопасности, характеристики выбранного вида монтируемого теплого пола, оказываемые нагрузки на напольное покрытие и предназначение помещения, в котором будет осуществляться монтаж теплого пола. Следует учесть и цели монтажа теплого пола – дополнительное либо основное отопление. В любом случае, для каждого помещения в отдельности расчет теплого пола производится в индивидуальном порядке.

Кондуктивный теплообмен | Инженерная библиотека

На этой странице представлена ​​глава о кондуктивной теплопередаче из «Справочника по основам DOE: термодинамика, теплопередача и поток жидкости», DOE-HDBK-1012/2-92, Министерство энергетики США, июнь 1992 г.

Другие связанные главы из «Справочника по основам Министерства энергетики: термодинамика, теплопередача и поток жидкости» можно увидеть справа.

Кондуктивный теплообмен — это передача тепловой энергии за счет взаимодействий между соседними атомами и молекулами твердого тела.

Проводка

Теплопроводность включает передачу тепла за счет взаимодействия между соседними молекулами материала. Теплопередача за счет теплопроводности зависит от движущей «силы» разницы температур и сопротивления теплопередаче. Сопротивление теплопередаче зависит от природы и размеров теплоносителя. Все проблемы теплообмена связаны с разностью температур, геометрией и физическими свойствами изучаемого объекта.

В задачах о кондуктивном теплообмене объектом исследования обычно является твердое тело. Проблемы конвекции связаны с жидкой средой. Проблемы теплопередачи излучением связаны с твердыми или жидкими поверхностями, разделенными газом, паром или вакуумом. Существует несколько способов соотнести геометрию, физические свойства и разность температур объекта со скоростью теплопередачи через объект. В кондуктивной теплопередаче наиболее распространенным средством корреляции является закон проводимости Фурье. Закон в форме уравнения чаще всего используется в прямоугольной или цилиндрической форме (трубы и цилиндры), обе из которых представлены ниже.

Прямоугольный $$ \dot{Q} = k ~A \left({ \Delta T \over \Delta x }\right) $$

(2-4)

Цилиндрический $$ \dot{Q} = k ~A \left({ \Delta T \over \Delta r }\right) $$

(2-5)

куда:

\( \точка{Q} \) = скорость теплопередачи (БТЕ/час)
А = площадь поперечного сечения теплопередачи (фут 2 )
Δx = толщина плиты (футы)
Δr = толщина цилиндрической стенки (футы)
ΔТ = разница температур (°F)
к = теплопроводность плиты (БТЕ/фут-час-°F)

Использование уравнений 2-4 и 2-5 для определения количества тепла, передаваемого теплопроводностью, продемонстрировано в следующих примерах.

Прямоугольные координаты проводимости

Пример:

1000 БТЕ/час проходит через участок изоляционного материала, показанный на рисунке 1, площадь поперечного сечения которого составляет 1 фут 2 . Толщина 1 дюйм, теплопроводность 0,12 БТЕ/час-фут-°F. Вычислите разницу температур по всему материалу.

Рисунок 1: Проводимость через плиту

Решение:

Используя уравнение 2-4:

$$ \dot{Q} = k ~A \left({ \Delta T \over \Delta x }\right) $$ 9{\ circ} F \end{эквнаррай} $$

Пример:

Бетонный пол с проводимостью 0,8 БТЕ/час-фут-°F имеет размеры 30 футов на 40 футов и толщину 4 дюйма. Пол имеет температуру поверхности 70°F, а температура под ним 60°F. Каков тепловой поток и скорость теплопередачи через пол?

Решение:

Используя уравнения 2-1 и 2-4:

$$ \begin{выравнивание} \dot{Q}» &=& { \dot{Q} \over A } = k \left({ \Delta T \over \Delta x }\right) \nonumber \\ &=& \left({ 0.8 ~{\text{Btu} \over \text{hr-ft-}^{\circ}\text{F}} }\right) \left({ 10^{\circ} \text{F} \over 0. 2 } \end{эквнаррай} $$ 92) \номер\\ &=& 28 800 ~{\text{Btu} \over \text{hr}} \end{эквнаррай} $$

Метод эквивалентного сопротивления

Теплопередачу можно сравнить с протеканием тока в электрических цепях. Скорость теплопередачи можно рассматривать как ток, а комбинацию теплопроводности, толщины материала и площади как сопротивление этому потоку. Разность температур представляет собой потенциальную или движущую функцию для теплового потока, в результате чего уравнение Фурье записывается в форме, аналогичной закону Ома теории электрических цепей. Если член теплового сопротивления Δx/k записать как член сопротивления, где сопротивление является обратной величиной теплопроводности, деленной на толщину материала, результатом будет уравнение проводимости, аналогичное электрическим системам или сетям. Электрическая аналогия может использоваться для решения сложных задач, связанных как с последовательными, так и с параллельными тепловыми сопротивлениями. Ученик обращается к рисунку 2, на котором показана схема эквивалентного сопротивления. Типичная задача проводимости в ее аналогичной электрической форме дается в следующем примере, где «электрическое» уравнение Фурье может быть записано следующим образом.

$$ \dot{Q}» = { \Delta T \over R_{th} } $$

(2-6)

куда:

\(\точка{Q}»\) = Тепловой поток (\( \dot{Q}/A \)) (Btu/hr-ft 2 )
ΔТ = Разница температур (°F)
Р й = Термическое сопротивление (Δx/k) (час-фут 2 -°F/Btu)
Рисунок 2: Эквивалентное сопротивление

Электрическая аналогия

Пример:

Композитная защитная стена состоит из медной пластины толщиной 1 дюйм, слоя асбеста толщиной 1/8 дюйма и слоя стекловолокна толщиной 2 дюйма. Теплопроводность материалов в единицах БТЕ/час-фут-°F следующая: k Cu = 240, k asb = 0,048 и k fib = 0,022. Общая разница температур по всей стене составляет 500°F. Рассчитайте термическое сопротивление каждого слоя стены и скорость теплопередачи на единицу площади (тепловой поток) через композитную конструкцию. 92} \end{эквнаррай} $$

Кондуктивные цилиндрические координаты

Теплопередача через прямоугольное твердое тело является наиболее прямым применением закона Фурье. Теплопередачу через трубу или стенку трубы теплообменника оценить сложнее. Через цилиндрическую стенку площадь поверхности теплопередачи постоянно увеличивается или уменьшается. Фиг.3 представляет собой сечение трубы, изготовленной из однородного материала.

Рисунок 3: Площадь поперечного сечения цилиндрической трубы

Площадь поверхности (A) для передачи тепла по трубе (без учета концов трубы) прямо пропорциональна радиусу (r) трубы и длине (L) трубы.

А = 2πrL

По мере увеличения радиуса от внутренней стенки к внешней увеличивается площадь теплообмена.

Разработка уравнения, оценивающего теплопередачу через объект цилиндрической геометрии, начинается с закона Фурье (уравнение 2-5).

$$ \dot{Q} = k ~A \left({ \Delta T \over \Delta r }\right) $$

Из приведенного выше обсуждения видно, что никакое простое выражение для площади не является точным. Ни площадь внутренней поверхности, ни площадь внешней поверхности сами по себе не могут использоваться в уравнении. Для задачи с цилиндрической геометрией необходимо определить среднелогарифмическую площадь поперечного сечения (A lm ).

$$ A_{lm} = { A_{внешний} — A_{внутренний} \over \ln \left({ A_{внешний} \over A_{внутренний} }\right) } $$

(2-7)

Подстановка выражения 2πrL для площади в уравнении 2-7 позволяет вычислить среднелогарифмическую площадь по внутреннему и внешнему радиусу без предварительного вычисления внутренней и внешней площади.

$$ \begin{выравнивание} A_{lm} &=& { 2 \pi ~r_{внешняя} L — 2 \pi ~r_{внутренняя} L \over \ln \left({ 2 \pi ~r_{внешняя} L \over 2 \pi ~ r_{внутренний} L }\right) } \nonumber \\ &=& 2 \pi ~L \left({ r_{внешний} — r_{внутренний} \over \ln{ r_{внешний} \over r_{внутренний} } }\right) \end{эквнаррай} $$

Это выражение для логарифмической средней площади можно подставить в уравнение 2-5, что позволит нам рассчитать скорость теплопередачи для цилиндрических геометрий.

$$ \begin{выравнивание} \dot{Q} &=& k ~A_{lm} \left({ \Delta T \over \Delta r }\right) \nonumber \\ &=& k \left[ 2 \pi ~L \left({ r_o — r_i \over \ln{ r_o \over r_i } }\right) \right] \left({ T_o — T_i \over r_o — r_i }\ справа) \номер\\ \dot{Q} &=& { 2 \pi ~k ~L ~(\Delta T) \over \ln (r_o / r_i) } \end{эквнаррай} $$

(2-8)

куда:

Л = длина трубы (фут)
р и = внутренний радиус трубы (футы)
р или = внешний радиус трубы (футы)

Пример:

Труба из нержавеющей стали длиной 35 футов имеет внутренний диаметр 0,92 фута и внешний диаметр 1,08 фута. Температура внутренней поверхности трубы составляет 122°F, а температура внешней поверхности составляет 118°F. Теплопроводность нержавеющей стали составляет 108 БТЕ/час-фут-°F. 92 } \end{эквнаррай} $$

Пример:

Труба длиной 10 футов с внутренним радиусом 1 дюйм и внешним радиусом 1,25 дюйма имеет температуру внешней поверхности 250°F. {\circ}\text{F} \end{эквнаррай} $$

Оценка теплопередачи через цилиндрическую стенку может быть распространена на составное тело, состоящее из нескольких концентрических цилиндрических слоев, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4: Составные цилиндрические слои

Пример:

Толстостенная труба ядерного теплоносителя (k s = 12,5 БТЕ/час-фут-°F) с внутренним диаметром 10 дюймов (ID) и наружным диаметром 12 дюймов (OD) покрыта 3-дюймовым слоем асбестовая изоляция (k a = 0,14 БТЕ/час-фут-°F), как показано на рис. 5. Если температура внутренней стенки трубы поддерживается на уровне 550°F, рассчитайте потери тепла на фут длины. Наружная температура составляет 100°F. 9{\circ}\text{F}} } \right] } \nonumber \\ &=& 971 ~{ \text{Btu} \over \text{hr-ft} } \end{эквнаррай} $$



Курсы PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экологические курсы или курсы по энергосбережению

. »

 

 

Рассел Бейли, ЧП

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам

для разоблачения меня новым источникам

информации ».

Стивен Дер Дедак, P.E.

New Jersey

New Jersey

. Я многому научился, и они

очень быстро отвечали на вопросы.

Это было на высшем уровне. Буду использовать

снова. Спасибо.»

Блэр Хейворд, ЧП

Альберта, Канада

«Веб-сайт прост в использовании. Хорошо организован. Я действительно буду пользоваться вашими услугами снова.

 

Рой Пфлейдерер, ЧП

Нью-Йорк

«Справочный материал был превосходным, и курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком

С детализацией аварии Канзаса

City Hyatt Apparking. «

Майкл Морган, P.E.

Texas

» I действительно, как и вам. Мне нравится, что я могу просмотреть текст перед покупкой. Я нашел класс

информативным и полезным

в моей работе.6

«У вас отличный выбор курсов и очень информативные статьи. Вы

— лучшее, что я нашел.»

 

 

Рассел Смит, ЧП

Pennsylvania

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко заработать PDH, предоставляя время для просмотра материала».

 

Хесус Сьерра, ЧП

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просматривать неправильные ответы. На самом деле,

человек узнает больше

из неудач.»

 

Джон Скондрас, ЧП

Пенсильвания

«Курс был хорошо составлен, и использование тематических исследований является эффективным способом обучения. »

 

 

Джек Лундберг, ЧП

Wisconsin

«I am very impressed with the way you present the courses; i.e., allowing the

student to review the course

material before paying and

receiving the quiz .»

Арвин Свангер, ЧП

Вирджиния

«Спасибо, что предложили все эти замечательные курсы.0296

наслаждался. о местонахождении и

, проведя онлайн

Курсы. «

William Valerioti, P.E.

Texas

95″. Курс был легко следовать. Фотографии в основном давали хорошее представление о

обсуждаемые темы. Необходимый 1 кредит в этике и обнаружил его здесь. «

Геральд Нотт, P.E.

Нью -Джерси

» Это было мое первое онлайн -опыт в полученных моментах. было

информативно, выгодно и экономично.

Я настоятельно рекомендую это

для всех инженеров. «

Джеймс Шурелл, P.E.

OHIO

» I Past «I Paste» A Paste «A Paste» A Paste «A Paste» A Paste «. практика, и

не основаны на каком-то непонятном

разделе

законов, которые не применяются

до «обычная» практика». I learned a lot to take back to my medical device

organization.»

 

 

Ivan Harlan, P.E.

Tennessee

«Course material had good content, not too mathematical, хороший акцент на практическое применение технологии».

 

 

Юджин Бойл, ЧП

Калифорния

»Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо представленной,

, а онлайн -формат был очень

, и легкий до

. Благодарность.»

Патрисия Адамс, ЧП

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия непрерывному обучению физкультуры в условиях временных ограничений лицензиата».

 

 

Джозеф Фриссора, ЧП

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Мне помогает

просмотр текстового материала. предоставлены

фактических случаев.»

Жаклин Брукс, ЧП

Флорида

«Общие ошибки ADA в дизайне объектов очень полезен. Тест

Тест в

Документ , но .

Гарольд Катлер, ЧП

Массачусетс

«Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за разнообразие выбора

in traffic engineering, which I need

to fulfill the requirements of

PTOE certification. »

Joseph Gilroy, P.E.

Illinois

«A very convenient and affordable способ заработать CEU для моих требований PG в штате Делавэр. До сих пор все курсы, которые я посещал, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

Дисконтированные курсы ».

Кристина Николас, с.е. дополнительные

курсы. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

необходимость путешествовать.0296

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для

инженеров-профессионалов в получении единиц PDH

в любое время. Очень удобно.»

 

Пол Абелла, ЧП

Аризона

«Пока все было отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня не так много

времени, чтобы исследовать, где

получить мои кредиты от. »

 

Кристен Фаррелл, ЧП

Висконсин

02 90 «Это было очень познавательно. Легко понять
с иллюстрациями

и графиками; определенно облегчает

усвоение всех

теорий.»

Виктор Окампо, P.Eng.

Alberta, Canada

«A good review of semiconductor principles. I enjoyed going through the course at

my own pace during my morning

subway commute

to work .»

Клиффорд Гринблатт, ЧП

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и получить

викторина. I would highly recommend

you to any PE needing

CE units.»

 Mark Hardcastle, P. E. 

Missouri

«Very good selection тем во многих областях техники».5 Missouri

«У меня есть перепрофилированные вещи.

на 40%.

Conrado Casem, P.E.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Буду пользоваться вашими услугами в будущем.»

 

 

 

Чарльз Флейшер, P.E.

Нью-Йорк

«Это был хороший тест, и я фактически проверил, что я прочитал кодексы профессиональной этики

и правила Нью-Мексико

».

 

Брун Гильберт, П.Е.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили времени и усилий.»

 

 

 

Дэвид Рейнольдс, ЧП

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Воспользуюсь сертификатом CEDengineerng

, если потребуется дополнительная сертификация

. »

 

Томас Каппеллин, ЧП

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все равно выполнили обязательство и поставили

ME, за что я заплатил — много

Оцените! для инженера».0296

Хорошо расположено. «

Глен Шварц, P.E.

New Jersey

» Вопросы. Вопросы для Mensons и Crodeons

.

для дизайна дерева.»

 

Bryan Adams, P.E.

Миннесота

«Отличный звонок по телефону помог мне получить консультацию.»0296

 

 

 

Роберт Велнер, ЧП

Нью -Йорк

«Я имел большой опыт работы с прибрежным строительством — проектирование

.

 

Денис Солано, ЧП

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики штата Нью-Джерси были очень

хорошо подготовлено. Мне нравится возможность загрузить учебный материал на

Обзор, где бы ни был и

. Сохраняйте широкий выбор тем на выбор».

 

 

 

Уильям Бараттино, ЧП

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой чепухи. Хороший опыт.»

 

 

 

Тайрон Бааш, ЧП

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были наводящими и демонстрировали понимание

материала. Тщательный

и всеобъемлющий. «

Майкл Тобин, P.E.

Arizona

» Это мой второй курс, и я Liking The Course To Me To Me, что

9000

292 9000

292 9000

9000

29292 9000

29292 9000

292

9000

29292 9000

22 гг. моя линия

работы. Я обязательно воспользуюсь этим сайтом снова.»

 

 

 

Анджела Уотсон, ЧП

Монтана

«Простота в исполнении. Никакой путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата.»

 

 

 

Кеннет Пейдж, ЧП

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о нагревании воды с помощью солнечной энергии.

 

 

Луан Мане, ЧП

Conneticut

«Мне нравится подход, позволяющий зарегистрироваться и иметь возможность читать материалы в автономном режиме, а затем

вернуться, чтобы пройти тест.»

 

 

Алекс Млсна, ЧП

Индиана

«Я оценил количество информации, предоставленной для класса. Я знаю

Это вся информация, которую я могу

Использование в реальных жизненных ситуациях ».

Natalie Deringer, P.E.

South DakoTa 999222222222222222222292 9000 9000 2

.

курс.»5 Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, затем вернуться

и пройти тест. Расписание

Майкл Гладд, ЧП

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет.»

 

 

 

Деннис Фундзак, ЧП

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать сертификат PDH

. Спасибо, что сделали этот процесс простым.»

 

Фред Шайбе, ЧП

Висконсин

«Положительный опыт. Быстро нашел подходящий мне курс и закончил его

Один час PDH в

Один час. «

Стив Торкильдсон, P.E.

South Carolina

» I Liked. Способность к скачиванию Dockments Docmument

95 «I Liked. и пригодность, до

наличие для оплаты

материала.»

Richard Wymelenberg, P.E.0295 Мэриленд

«Это хорошее пособие по ЭЭ для инженеров, не являющихся электриками».

 

 

 

Дуглас Стаффорд, ЧП

Техас

«Всегда есть возможности для улучшения, но я не могу придумать ничего в вашем

процессе, который нуждается в

улучшении.»

 

Томас Сталкап, ЧП

Арканзас

«Мне очень нравится удобство прохождения онлайн-викторины и немедленное получение сертификата

».

 

 

Марлен Делани, ЧП

Иллинойс

«Обучающие модули CEDengineering — это очень удобный способ доступа к информации по

многим различным техническим областям вне

Специальная специализация Без

. Корпус

На этой странице

АннотацияВведениеМатериалы и методыРезультаты и обсуждениеВыводыСсылкиАвторское правоСтатьи по теме

Использование упругих материалов в системах лучистого обогрева пола из железобетона в многоквартирном доме тесно связано с уменьшением ударного шума пола и потерь тепловой энергии. В этом исследовании изучалась теплопроводность пенополистирола (EPS), используемого в качестве упругого материала в Южной Корее, и анализировалась теплопередача железобетонной конструкции пола в зависимости от теплопроводности упругих материалов. Для измерения теплопроводности использовали 82 образца пенополистирола. Измеренная кажущаяся плотность эластичных материалов из пенополистирола колебалась в пределах 9.5 и 63,0 кг/м 3 , а теплопроводность варьировалась от 0,030 до 0,046 Вт/(м·К). По мере увеличения плотности упругих материалов из пенополистирола коэффициент теплопроводности имеет тенденцию к пропорциональному снижению. Чтобы установить разумные требования к теплоизоляции для систем лучистого обогрева пола, необходимо определить тепловые свойства конструкции пола в соответствии с теплоизоляционными материалами. Моделирование теплопередачи было выполнено для анализа температуры поверхности, потерь тепла и теплового потока конструкции пола с системой лучистого отопления. Поскольку теплопроводность эластичного материала EPS увеличилась в 1,6 раза, потери тепла увеличились на 3,4%.

1. Введение

В Корее многоквартирные дома занимают самую высокую долю в 86,4% жилых зданий. Многоквартирные дома составляют более 50% всех типов жилья, и с 1990-х годов для эффективного использования относительно небольшой площади земли (99 373  км 2 ) строятся высотные многоквартирные дома высотой более 15, а иногда и 30 этажей. Корея с высокой плотностью населения [1]. Несколько домохозяйств живут по соседству друг с другом, разделенные только стеной или полом. Поскольку домохозяйства в квартирах разделены единой железобетонной плитой, ударный звук пола и тепловые потери сверху могут легко передаваться домохозяйству, находящемуся внизу, и наружу дома. Так что есть много проблем, связанных с тепловыми характеристиками и звукоизоляцией. В частности, звук удара о пол раздражает жильцов и вызывает много жалоб в жилых домах, например, в квартирах. Энергия на подогрев помещений и воды является самым большим энергопотреблением в жилых домах.

Конструкция железобетонных полов с системой лучистого обогрева пола (ONDOL) традиционно использовалась для жилых зданий в Корее [2, 3]. Эта железобетонная (ЖБ) конструкция пола состоит из железобетонной плиты, изоляционного слоя с упругими материалами, слоя лучистого обогрева пола, теплоаккумулирующего слоя и материалов для отделки пола. Горячая вода от бойлера подается в пластиковую трубу в слое теплого пола под поверхностью пола. Горячая вода циркулирует по встроенной пластиковой трубе, нагревающей пол для обогрева помещения. Установка упругих материалов между бетонной плитой и слоем лучистого теплого пола в системе лучистого теплого пола известна как самый популярный метод снижения ударного шума пола и потерь тепла в корейских многоквартирных домах. Обычно толщина упругих материалов составляет 10–20 мм.

Использование упругих материалов в системах обогрева пола тесно связано с уменьшением ударного шума пола и потерь тепловой энергии. В Корее теплоизоляционные характеристики ограждающих конструкций просто включают толщину изоляционных материалов и свойства теплопередачи систем стен и перекрытий по регионам [4, 5]. Конструкция пола в многоквартирных домах должна иметь определенные характеристики ударного шума пола (легкий ударный звук составляет 58 дБ или менее, а тяжелый ударный звук составляет 50 дБ или менее) и термическое сопротивление (1,23 м 9 ).0051 2 К/Вт). В предыдущем исследовании Kim et al. [1] опубликовали исследование, в котором утверждается, что по мере снижения динамической жесткости упругих материалов уровень ударного шума пола также снижается в системе обогрева пола. Была выявлена ​​корреляция между динамической жесткостью и громким ударным звуком. Чон и др. [6] измерили теплопроводность и плотность упругих материалов и изучили их корреляцию. Но не было проведено ни одного исследования, в котором пытались бы проанализировать теплопередачу железобетонной конструкции пола с системой лучистого обогрева пола как тепловое свойство упругих материалов.

Было проведено несколько исследований влияния теплопередачи и методов ее анализа в области строительной энергетики. Сонг [2] рекомендовал, чтобы материалы для отделки пола над системой обогрева пола в Корее выбирались по тепловому потоку, исходя из тепловой нагрузки и должны быть термофизиологически комфортными. Ли и др. [3] опубликовали исследование о том, что тонкие панели пола с повышенной тепловой эффективностью в системе лучистого обогрева пола обеспечивают снижение энергопотребления на 7,2% по сравнению с обычными деревянными панелями пола в многоквартирном доме. Лю и др. [7] разработали двухтеплообменную модель существующего процесса теплообмена для внутриплитного теплого пола. В исследовании Jin et al. В [8] представлен метод расчета температуры поверхности пола в системе лучистого напольного отопления/охлаждения на основе численной модели. Ларби [9] представлены регрессионные модели коэффициента теплопередачи для трех типов стен здания (перекрытие плита-на-грунт-стена, соединение пол-стена и соединение крыша-стена) двумерных тепловых невест. Теодосиу и Пападопулос [10] рекомендовали, чтобы тепловые мосты не учитывались при расчете энергопотребления зданий; фактические тепловые потери в таких зданиях до 35 % превышают первоначально рассчитанные. Сонг и др. [11] проанализировали влияние теплопередачи через тепловой мост стыка стена-плита на годовые потери тепла многоквартирными домами с помощью трехмерного имитационного моделирования нестационарного теплообмена. Кайнакли [12] провел исследование влияния различных параметров на оптимальную толщину изоляции для наружных стен с учетом экономии затрат и энергии.

В этом исследовании изучается теплопроводность упругих материалов, используемых в железобетонных конструкциях полов с системами лучистого обогрева полов в Корее, и проводится анализ теплопередачи систем полов в соответствии с теплопроводностью упругих материалов в многоквартирных домах.

2. Материалы и методы
2.1. Подготовка образцов

Эластичные материалы, используемые в настоящее время в Корее, изготавливаются из вспененного полистирола (EPS), вспененного полипропилена (EPP), уретановых рядов, сополимера этилена и винилацетата (EVA), полиэтилена (PE), стекловаты (GW), минеральная вата (МВ), экструдированный полистирол (ЭПС), экструдированные полиэфирные волокна и другие композиционные материалы [1, 5]. Упругим материалом, который использовался для измерений в этом исследовании, был пенополистирол (EPS), который широко используется в Южной Корее в качестве строительного изоляционного материала. Пенополистирол — это термопласт, который изготавливается путем сплавления мелких шариков материалов. Обычно он белого цвета и изготавливается из гранул предварительно вспененного полистирола. Это жесткая и прочная структура с закрытыми ячейками, достаточно прочная для использования во многих приложениях [13].

В этом исследовании были собраны упругие материалы из пенополистирола, которые продавались на рынке строительных материалов Южной Кореи с 2008 по 2010 год. . В этом исследовании были изготовлены образцы для испытаний, размеры которых составляли 300 × 300 мм на плоской доске, а их толщина составляла 20 мм, 30 мм, 50 мм и 90 мм. Для каждой толщины испытывали по три образца. Им давали стабилизировать гидротермические условия при лабораторной температуре (20°С) в течение 3 дней. Все испытательные образцы были протестированы через 3 дня в этом исследовании.

Исследование под микроскопом проводилось с использованием поляризационного микроскопа для фотографирования состояния поверхности испытуемого образца. Мы наблюдали за состоянием поверхности и формой ячеек пенопласта из эластичного пенополистирола. Микроскопическое изображение типичного пенополистирола показано на рисунке 1. Как показано на этом рисунке, эластичный материал EPS имеет гладкую поверхность, однородную структуру и структуру с закрытыми порами. Эта структура с закрытыми ячейками действует как теплоизолятор.

2.2. Экспериментальный тест

Методы измерения, применяемые для испытания теплопроводности в данном исследовании, включают Метод KS L 9016 [14] для измерения теплопроводности изолятора и ISO 8301 [15]. Измерения проводились методом теплового расходомера (HFM, рис. 2(а)). Средняя температура для измерения теплопроводности составляла 20 ± 1°C. Результатом измерения значения теплопроводности было среднее значение трех образцов одинаковой толщины. Объем и вес образцов измеряли цифровым микрометром (рис. 2(б)) с разрешением 0,001 мм, а кажущуюся плотность измеряли цифровыми весами (рис. 2(в)) с разрешением 0,001 г. Кажущаяся плотность может быть определена по весу на единицу объема, если испытуемый образец включает кожицу во время производства. Во время проведения эксперимента испытательное оборудование и образцы находятся в условиях окружающей среды при температуре 23 ± 2°C и относительной влажности 50 ± 5 %.

2.3. Численное моделирование

Конфигурация материалов конструкции пола была смоделирована на основе типичного пола [4, 16], применимого к большинству домов в Южной Корее. Типичная железобетонная конструкция пола дома состоит из четырех слоев: отделочный слой, слой обогрева, слой изоляции и слой конструкции. Нагревательный слой имеет слой накопления тепла и трубу горячей воды в виде пластиковой трубы. Для этого численного моделирования конструкциями пола были пол из ПВХ (  мм), цементный раствор (  мм), труба горячего водоснабжения, легкий бетон (  мм), упругий материал (  мм) и железобетонная плита толщиной 210  мм. Для обогрева помещения была установлена ​​труба диаметром 15 мм с узким шагом 230 мм в цементном растворе толщиной 40 мм. Геометрическая модель и конфигурация материала представлены на рисунке 3. В таблице 1 показаны тепловые характеристики каждого конструкционного материала. Как показано в таблице 1, значение теплопроводности упругого материала было получено по результатам эксперимента, проведенного в данном исследовании.

Для анализа тепловых характеристик напольных систем использовалось программное обеспечение Physibel, поскольку оно способно проводить анализ теплопередачи в установившемся режиме. Программа Physibel TRISCO предназначена для моделирования теплообмена с упором на строительную физику [17]. Данная программа позволяет рассчитывать трехмерный (3D) установившийся теплообмен, основанный на методе конечных разностей в объектах, описываемых прямоугольной сеткой. Таким образом, он рассчитывает распределение теплового потока и температуры в стационарных условиях с помощью сетки сетки. Эта программа позволяет проводить моделирование, полностью соответствующее стандарту EN ISO 10211-1 [18]. На Рисунке 3(b) показана имитационная модель, а на Рисунке 3(c) показан вертикальный разрез швов наружной стены и ж/б пола и материалы конструкции. Моделирование проводилось на основе модели размерностью 2,0 м (высота) × 1,2 м (ширина) × 1,0 м (глубина), которая определяет средний этаж многоквартирного дома в Корее. Трехмерное моделирование нестационарного теплообмена выполнялось с интервалом временного шага 30 минут. Параметры расчета для моделирования приведены в таблице 2.

Граничные условия задаются как температуры поверхности на внешней и внутренней границах, а адиабатическое условие задается на периферии стены и пола. Материалы каждого слоя в этом исследовании однородны, а параметры свойств остаются постоянными. Температуры окружающей среды были выбраны в соответствии с фактической температурой наружного воздуха (°C) и температурой обогрева помещения (°C) в зимний сезон в Южной Корее. Температура горячей воды составляла 60°С, которая поступала в трубу горячей воды в слое обогрева половой системы. Скорость горячей воды в трубе устанавливали равной 3 л/мин. Заданная температура для обогрева помещения составляла 20°C. Все факторы внешней среды контролировались при идеальных тепловых и физиологических условиях.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Плотность и теплопроводность упругого материала EPS

Измеренная кажущаяся плотность упругих материалов EPS находилась в диапазоне от 9,5 до 63,0 кг/м 3 , а теплопроводность варьировалась от 0,030 до 0,046 Вт/(м·K). Рисунок 4 иллюстрирует корреляцию между теплопроводностью и кажущейся плотностью. Как показано на рисунке 4, измеренная теплопроводность и плотность демонстрируют линейную корреляцию, где теплопроводность и плотность упругих материалов EPS. На этой пунктирной линии взрывчатые вещества имеют коэффициент корреляции 0,786. Результаты эксперимента показали тесную корреляцию между кажущейся плотностью и теплопроводностью. По мере увеличения плотности упругих материалов из пенополистирола теплопроводность имеет тенденцию к пропорциональному снижению. Полученная пунктирная линия имела наклон, который быстро уменьшался в сторону высокой плотности.

На основании этих результатов было установлено, что плотность является важным фактором тепловых свойств упругих материалов, которые используются в системах перекрытий жилых зданий. Для предотвращения больших потерь тепла из системы перекрытий из-за разной температуры в помещении и на улице, строительные изоляционные материалы необходимо выбирать, исходя из соотношения плотности и теплопроводности. Но при одной и той же плотности теплопроводность менялась из-за других факторов, влияющих на тепловые свойства, то есть физической структуры ячеек материалов, меняющейся в зависимости от способа изготовления, размеров и типа внутренних воздушных зазоров, лучистого тепловыделения. скорость потока и так далее.

3.2. Характеристики теплопередачи

Численное моделирование было проведено для исследования влияния и характеристик теплопередачи системы лучистого обогрева пола на основе теплопроводности эластичного материала. В методе моделирования использовалось стационарное условие модели теплового баланса, основанное на самой низкой внешней температуре окружающей среды, а значения теплопроводности упругого материала EPS были максимальным, минимальным, средним и медианным.

Таблица 3 и рисунок 5 суммируют результаты численного моделирования. Как показано в Таблице 3, на количество тепловых потерь в каждом случае влияли тепловые свойства упругого материала EPS. Поскольку теплопроводность эластичного материала EPS увеличилась в 1,6 раза, теплопотери системы теплого пола увеличились на 3,4%. На рис. 5 показано распределение температуры и характер теплового потока при самой низкой температуре наружного воздуха. Из рис. 5 видно, что потери тепла происходили из трубы теплоносителя в системе лучистого теплого пола, которая предназначалась для обогрева помещения во внешней конструкции. Потери тепла происходили в стыке ж/б пола и наружной стены. Причиной этих потерь тепла является тепловой мост железобетонной конструкции пола в многоквартирном доме. Зависимость от теплопроводности эластичного материала EPS была снижена, а теплоизоляционные характеристики пола повышены. Поскольку коэффициент теплового потока через стык стены и пола снижается по направлению к внешней стене, потери тепла уменьшаются. Понятно, что теплопроводность упругого материала железобетонной конструкции пола с системами лучистого обогрева пола в многоквартирных домах Кореи может быть важным фактором.

В Корее многоквартирные дома должны соответствовать нормам энергоэффективности зданий для энергосбережения и звукоизоляции. Этот код требует, чтобы железобетонная конструкция пола с системой лучистого обогрева пола имела значение тепловых характеристик меньше или равное 0,81 Вт/(м 2 ·K). Теплопроводность упругого материала EPS в конструкции пола должна быть менее 0,031 Вт/(м·K), как в данном исследовании. Когда теплопроводность упругого материала EPS более 0,31 Вт/(м·K) как в случае корпуса, так и в корпусе, толщина упругого материала EPS также должна быть более 20 мм. Корпус ( W/(m·K)) должен иметь толщину 24 мм, а корпус ( W/(m·K)) должен иметь толщину более 30 мм, чтобы сохранить код конструкции.

4. Выводы

Рассмотрены изменения теплопроводности репрезентативных эластичных материалов пенополистирола в зависимости от их кажущейся плотности. Из результатов получаем эмпирическую формулу, которая имеет корреляцию между теплопроводностью и плотностью. Чтобы установить разумные требования к теплоизоляции для систем лучистого обогрева пола из железобетона, необходимо выяснить свойство теплопередачи систем пола в соответствии с показателями теплоизоляции. Таким образом, моделирование теплопередачи было выполнено для анализа температуры поверхности и тепловых потерь конструкции пола с системой лучистого обогрева пола.

Эластичные материалы из пенополистирола; по мере увеличения плотности теплопроводность имеет тенденцию к снижению. Результаты эксперимента показали корреляционное выражение между теплопроводностью и плотностью, что позволило определить адекватные изоляционные материалы и их теплопроводность для строительного энергетического кодекса. При установке изоляционных материалов в стенах, полах и крышах здания для предотвращения теплопотерь и снижения шума в зданиях материалы должны использоваться с учетом не только физических свойств материалов, но и их тепловых свойств [6]. ]. Исследование показало, что проводимость упругих материалов в железобетонной конструкции пола с системой лучистого обогрева пола влияет на энергосбережение.

Тепловые характеристики играют важную роль в теплопотерях здания. Относительная важность тепловых мостов возрастает в энергетическом балансе современных зданий с высокой изоляцией [19]. Результаты моделирования показали, что температуры внешней поверхности и внутренней поверхности стыковочных частей мостовой части и нормальной части существенно различаются в конструкции пола. Таким образом, упругие материалы на трубе горячей воды в системе лучистого обогрева пола являются важным моментом не только для снижения уровня ударного шума пола, но и для предотвращения потерь тепла на обогрев помещений.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

Ссылки
  1. К.-В. Ким, Г.-К. Чон, К.-С. Ян и Ж.-Ю. Зон, «Корреляция между динамической жесткостью упругих материалов и уровнем снижения ударного шума тяжелого веса», Building and Environment , vol. 44, нет. 8, стр. 1589–1600, 2009.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

  2. Г.-С. Сонг, «Реакция ягодиц на контакт с отделочными материалами системы подогрева пола ONDOL в Корее», Energy and Buildings , vol. 37, нет. 1, стр. 65–75, 2005 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

  3. С. Ли, Дж. Джу и С. Ким, «Энергия жизненного цикла и анализ затрат на тонкие панели напольного покрытия с повышенной тепловой эффективностью», Журнал азиатской архитектуры и строительной техники , том. 14, нет. 2015. Т. 1. С. 167–173.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

  4. Министерство строительства и транспорта Кореи (MOCT), Кодекс энергопотребления в зданиях Кореи (уведомление MOCT № 2010-1031) , правительство Кореи, Сеул, Республика Корея, 2010 г.

  5. Корейский институт строительных технологий (KICT), Разработка системы проектирования и строительства теплоизоляции здания , KICT, Коян-си, Республика Корея, 1997.

  6. Ю.-С. Чон, Х.-Дж. Чой, К.-В. Ким, Г.-С. Чой, Ж.-С. Канг и К.-С. Ян, «Исследование теплопроводности упругих материалов», Thermochimica Acta , vol. 490, нет. 1–2, стр. 47–50, 2009 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

  7. Ю. Лю, Д. Ван и Дж. Лю, «Исследование процесса теплопередачи для пола с подогревом в плите», Building and Environment , vol. 54, стр. 77–85, 2012 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

  8. X. Jin, X. Zhang и Y. Luo, «Метод расчета температуры поверхности пола в системе лучистого пола», Energy and Buildings , vol. 42, нет. 10, стр. 1753–1758, 2010.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

  9. А. Б. Ларби, «Статистическое моделирование теплопередачи для тепловых мостов зданий», Energy and Buildings , vol. 37, нет. 9, стр. 945–951, 2005.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

  10. Т. Г. Теодосиу и А. М. Пападопулос, «Влияние тепловых мостов на потребление энергии зданиями с конструкциями из двойных кирпичных стен», Energy and Buildings , vol. 40, нет. 11, стр. 2083–2089, 2008.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

  11. С.-Ю. Песня, Б.-К. Ку и Б.-Х. Чой, «Изоляционные характеристики типовых стыков перекрытий стен и боковых стен многоквартирных домов с системами внутреннего и наружного утепления», г. Журнал Корейского архитектурного института , том. 24, pp. 277–285, 2008.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

  12. Кайнакли О. Параметрическое исследование оптимальной толщины теплоизоляции наружных стен // Энергия . 4, нет. 6, стр. 913–927, 2011.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

  13. К. Гудье, «Изготовление и использование вспененного пластика», New Scientist , vol. 240, стр. 706–707, 1961.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

  14. Корейская ассоциация стандартов (KSA), KS L 9016:2005 Метод измерения теплопроводности изоляции , Корейская ассоциация стандартов (KSA), Сеул, Республика Корея, 2005.

  15. ISO, «Теплоизоляция — определение стационарного термического сопротивления и связанных с ним свойств — прибор для измерения теплового потока», ISO 8301, Международная организация по стандартизации, 1991.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

  16. Министерство строительства и транспорта Кореи (MOCT), «Разрешение Кореи на систему изоляции и правила управления для шума от ударов пола в многоквартирных домах», MOCT Notification 2009-1217, корейский Правительство, Сеул, Республика Корея, 2009 г.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

  17. Physibel, Программное обеспечение Physibel, 2014 г., http://www.physibel.be/.

  18. ISO, «Тепловые мосты в строительстве зданий — тепловые потоки и поверхностные температуры — часть 1: общие методы расчета», ISO 10211-1, Международная организация по стандартизации, 1995.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

  19. мосты холода в стенах сборных зданий», Преобразование энергии и управление , том. 51, нет. 12, стр. 2869–2877, 2010.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

Авторское право

Copyright © 2015 Young-Sun Jeong и Hae-Kwon Jung. Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

Передача Потери тепла через строительные элементы

Теплопередача через стену здания или подобную конструкцию можно выразить следующим образом:

H t = U A dt                                               (1)

where

H t = heat flow (Btu/hr, W, J/s)

U = overall heat transfer coefficient , «U-значение» (BTU/HR FT 2 O F, W/M 2 K)

A = Площадь стены (FT 2 , M 2 )

9002 , M 2 )

9000 2 , M 2 )

9

1313131313131313131313131313131313131313131313131313131313131331313131313131313131313, м 2 ) dt = разница температур ( o F, K)

Общий коэффициент теплопередачи — значение U — описывает, насколько хорошо строительный элемент проводит тепло или скорость передачи тепла (в ваттах или БТЕ/ч) через одну единицу площади ( м 2 или фут 2 ) конструкции, разделенной на разницу температур по всей конструкции.

Онлайн-калькулятор тепловых потерь

Коэффициент теплопередачи (БТЕ/ч·фут 2 o F, Вт/м 2 K)

Площадь стены (футы 2 , м 2 )

Разница температур ( o F, o C, K)

8 918 918

8 918

Common Heat Transfer Coefficients of some common Building Elements

покрытия
Building Element Heat-Transfer Coefficient
U-value
(Btu/(hr ft 2 o F)) (W/(M 2 K))
Один лист — металл 1,2 6.8 1,2 6.8 1,2 6.8
1,2 6.8
6.8
.
2 дюймов — древесина 0,45 2,6
Кровя ГВОРКАТАЯ МЕТАЛЛА — ЕДИОНАЛЬНЫЙ0017 0.5 2.8
2 inches wood — un-insulated 0.3 1.7
1 inch wood — 1 inch insulation 0.2 1.1
2 inch wood — 1 inch Изоляция 0,15 0,9
2 дюйма — бетонная плита 0,3 1,7
2 дюйма — бетонная плита — 1 -дюймовая изоляция 0,15 9 дюймов — бетон — 1 -дюймовая изоляция 0,15 9.0017 0.9
Windows Vertical single glazed window in metal frame 5.8
Vertical single glazed window in wooden frame 4.7
Vertical double glazed window, distance between glasses 30 — 60 мм 2,8
Вертикальное тройное остекление, расстояние между стеклами 30–60 мм 1,85
Вертикальный герметичный стеклопакет, расстояние между стеклами 20 мм 3,0
Вертикальный герметичный тройной стеклопакет, расстояние между стеклами 20 мм 1,9 0,32 1,8
Вертикальный стеклопакет с низкоэмиссионным покрытием и наполнением тяжелым газом 0,27 1,5
Vertical double glazed window with 3 plastic films («Low-E» coated) and heavy gas filling 0. 06 0.35
Horizontal single glass 1.4 7.9
Walls 6 inches (150 mm) — poured concrete 80 lb/ft 3 0.7 3.9
10 inches (250 mm) — brick 0.36 2.0

U и R-значения

U-значение (или U-коэффициент) является мерой скорости потери или притока тепла через конструкционные материалы. Чем ниже U-фактор, тем больше сопротивление материала тепловому потоку и тем лучше теплоизоляционные свойства. Значение U является обратным значением R.

Общее значение коэффициента теплопередачи конструкции, состоящей из нескольких слоев, может быть выражено как0003

, где

U = Коэффициент теплопередачи (BTU/HR FT 2 O F, W/M 2 K)

R = «V -VALERANE. к тепловому потоку в каждом слое (ч·фут 2 o F/Btu, м 2 K/Вт)

Значение R для одного слоя может быть выражено как:

R = 1 / C = s / k                                           (3)

, где

C = Проводятельность слоя (BTU/HR FT 2 O F, W/M 2 K) 9 0003

1313 K 2 K) 9 0003

1313 K 2 K)

131313 K 2 K) 9 0003

131313 K K) 9000. 81313131313181818181818 9181.

18141418 гг. БТЕ дюйм/час фут 2 o F, Вт/мК)

с = толщина слоя (дюймы, м)

Примечание! — помимо сопротивления в каждом строительном слое — сопротивление внутренней и внешней поверхности окружающей среде. Если вы хотите добавить поверхностное сопротивление к U калькулятор ниже — используйте один — 1 — для толщины — l t — и поверхностного сопротивления для проводимости — K .

Онлайн

Значение U Калькулятор

Этот калькулятор можно использовать для расчета общего значения U для конструкции из четырех слоев. Добавьте толщину — l t — и проводимость слоя — K — для каждого слоя. Если слоев меньше четырех, замените толщину одного или нескольких слоев на ноль.

1. s (дюйм, м) k (БТЕ дюйм/час фут 2 o F, Вт/мК)

2. s (дюйм, м) k (БТЕ дюйм/час фут 2 o F, Вт/мК)

3. s (дюймы, м) k (БТЕ дюйм/ч фут 2 o F, Вт/мК) 9 00023

3

3 (дюйм, м) k (БТЕ дюйм/час фут 2 o F, Вт/м·К)

Пример – значение U Бетонная стена

Бетонная стена толщиной 0,25 (м) и проводимость 1,7 (Вт/мК) используется для значений по умолчанию в калькуляторе выше. Внутреннее и внешнее поверхностное сопротивление оценивается как 5,8 (м 2 К/Вт) .

Значение U можно рассчитать как

U = 1 / (1 / (5,8 м 2 К/Вт) + (0,25 м) / (1,7 Вт/мК)) 

   = 3,13 Вт/ m 2 K

R-значения некоторых обычных строительных материалов

10016 1.17 , 1/17 .0017

0,45

Материал Resistance
R-value
  (hr ft 2 o F/Btu) (m 2 K/W)
Wood bevel siding  1/2 » x 8″, lapped 0. 81 0.14
Wood bevel siding  3/4″ x 10″, lapped 1.05 0.18
Stucco (per inch) 0.20 0.035
Строительная бумага 0.06 0.01
Plywood 1/4″ 0.31 0.05
Plywood 3/8″ 0.47 0.08
Plywood 1/2″ 0.62 0,11
Хардовая доска 1/4 « 0,18 0,03
Softboard, сосна или аналогичная 3/4″ 0,94 0,17
1,89 0,33
Softboard, сосна или аналогичная 2 1/2 « 3,12 0,55
Gypsum Board 1/2″ 0,45
GYPSUM 1/2 « 0,45
GYPSUM 1/2″ 0,45
GYPSUM 1/2 « 0,45
GYPSUM 1/2″ 0,45
GYPSUM 1/2 «
GYPSUM 1/2″. 8 « 0,56 0,1
СВОНД 2″ 7 1,2
Слолост.0017 0.20 0.04

R-values ​​of Some Common Wall Constructions

Material Resistance
R-value
(hr ft 2 o F/Btu) (M 2 К/Вт)
2 x 4 Стена шпионата, не подлеганный 5 0,88
2 0,88
2 0,88
2 0,88
2 0,88
2 0,88
2 . 15 2,6
2 x 4 Стена шпильки с 1 «полистирольной жесткой платой, 3 1/2» Иглеточная одеяло 18 3,2
2 x 4 Стена с 40016 3,2
2 x 4. Плата, 3 1/2 «Изоляция BATT, 5/8» полиуретановая изоляция 22 3.9
2 x 6 Стена шпильки с 5 1/2 «Изоляционным одеялом 23 4
2 23 4
2 2 23 4
2 23 4
2 23 4
2 x 6 стоек с изоляционной плитой 3/4 дюйма, 5 1/2 дюйма изоляцией из войлока, 5/8 дюйма полиуретановой изоляцией 28 4,9

Энергопотребление резервуаров и баков

Дом / Узнать о паре /

Энергопотребление резервуаров и чанов

Содержимое

  • Инженерные единицы
  • г.
  • Что такое пар?
  • Перегретый пар
  • Качество пара
  • г.
  • Теплопередача
  • Методы оценки расхода пара
  • г. Измерение потребления пара
  • Тепловой рейтинг
  • Энергопотребление резервуаров и чанов
  • г.
  • Отопление с помощью змеевиков и кожухов
  • Обогрев чанов и резервуаров с помощью впрыска пара
  • г. Потребление пара трубами и воздухонагревателями
  • Потребление пара теплообменниками
  • г. Потребление пара растительными предметами
  • Энтропия — основное понимание
  • Энтропия — ее практическое применение
  • г.

Назад, чтобы узнать о паре

Энергопотребление резервуаров и резервуаров

Нагрев жидкостей в резервуарах и резервуарах является важным требованием в перерабатывающей промышленности. Существует много типов танков с различным назначением. В этом учебном пособии рассматриваются определение потребности в тепле, теплопередача и расчеты теплопотерь.

Нагрев жидкостей в резервуарах является важным требованием в перерабатывающих отраслях, таких как молочная, металлургическая и текстильная промышленность. Возможно, потребуется нагреть воду для обеспечения горячего водоснабжения; в качестве альтернативы может потребоваться нагрев жидкости как часть самого производственного процесса, независимо от того, участвует ли химическая реакция или нет. Такие процессы могут включать питательные баки котлов, промывочные баки, испарители, варочные котлы, котлы, каландрии и ребойлеры.

Резервуары часто используются для нагревательных процессов, которые делятся на две основные категории:

  • Полностью закрытые резервуары, например, используемые для хранения мазута, где расчет тепловой нагрузки, как правило, прост.
  • Резервуары с открытым верхом, в которых расчеты тепловой нагрузки могут быть затруднены введением изделий и материалов или потерями при испарении.

Открытые и закрытые резервуары используются для большого количества технологических приложений:

Питательные баки котла
Питательный бак котла является сердцем любой системы производства пара. Он обеспечивает резервуар возвратного конденсата и очищенной подпиточной воды для питания котла.

Одной из причин нагрева воды является уменьшение количества кислорода, поступающего в котел, при (теоретически) 0 частей на миллион кислорода при 100 °C. Подпиточные баки котлов обычно работают при температуре от 80 °C до 90 °С.

Резервуары для горячей воды
Горячая вода требуется для ряда процессов в промышленности. Его часто нагревают в простых, открытых или закрытых резервуарах, в которых в качестве теплоносителя используется пар. Рабочая температура может быть от 40 °C до 85 °C в зависимости от приложения.

Резервуары для обезжиривания
Обезжиривание – это процесс удаления отложений смазки и охлаждающего масла с металлических поверхностей после механической обработки и перед окончательной сборкой изделия. В резервуаре для обезжиривания материал погружается в раствор, который нагревается с помощью змеевиков до температуры от 90°С и 95°С.

Резервуары для обработки металла
Резервуары для обработки металла, которые иногда называют чанами, используются в ряде различных процессов:

  • Для удаления окалины или ржавчины.
  • Для нанесения металлического покрытия на поверхности.

Температура обработки обычно находится в диапазоне от 70 °C до 85 °C.

Резервуары для хранения нефти
Резервуары для хранения необходимы для хранения масел, которые нельзя перекачивать при температуре окружающей среды, например, мазута для котлов. При температуре окружающей среды тяжелая нефть очень густая, и ее необходимо нагревать до 30–40 °C, чтобы снизить ее вязкость и позволить ее перекачивать. Это означает, что все резервуары для хранения тяжелой нефти должны быть оборудованы подогревом для облегчения перекачки.

Баки-нагреватели, используемые в обрабатывающей промышленности
Баки-нагреватели используются в ряде обрабатывающих производств, см. Таблицу 2.9.1.

Таблица 2.9.1 Обрабатывающие производства, в которых используются резервуары для нагрева Процесс Типичная температура с Сахар Подогрев сырого сока от 80 до 85 °C Молочные продукты Производство горячей воды 80 °С Покрытие Осаждение металла от 70 до 85 °С Металл/сталь Удаление ржавчины/накипи от 90 до 95 °C Фармацевтика Промывочные баки 70 °С Резина Согревающее каустическое масло 140 °С

В некоторых применениях технологическая жидкость может достигать своей рабочей температуры, и единственная потребность в тепле может быть связана с потерями с твердой поверхности стенок и/или потерями с поверхности жидкости.

Этот модуль посвящен расчетам, которые определяют потребности резервуаров в энергии: следующие два модуля (2.10 и 2.11) касаются того, как эта энергия может быть обеспечена.

При определении потребности в тепле резервуара или чана с технологической жидкостью общая потребность в тепле может состоять из некоторых или всех ключевых компонентов:

  1. Тепло, необходимое для повышения температуры технологической жидкости с его рабочая температура.
  2. Теплота, необходимая для повышения температуры материала сосуда от холодного до рабочей температуры.
  3. Тепло, отдаваемое твердой поверхностью сосуда в атмосферу.
  4. Тепло, потерянное поверхностью жидкости, контактирующей с атмосферой.
  5. Тепло, поглощаемое любыми холодными предметами, погруженными в технологическую жидкость.

Однако во многих приложениях важны только некоторые из перечисленных выше компонентов. Например, в случае полностью закрытого резервуара для хранения нефти с хорошей изоляцией общая потребность в тепле может почти полностью состоять из тепла, необходимого для повышения температуры жидкости.

Элементы 1 и 2, энергия, необходимая для повышения температуры жидкости и материала сосуда, и элемент 5, тепло, поглощаемое любыми холодными предметами, погруженными в технологическую жидкость, можно найти с помощью уравнения 2.6.1. Как правило, данные могут быть точно определены, и, следовательно, расчет потребности в тепле является простым и точным.

, поз. 3 и 4, потери тепла от поверхности сосуда и жидкости можно определить с помощью уравнения 2.5.3.

Однако расчеты тепловых потерь намного сложнее, и обычно приходится полагаться на эмпирические данные или таблицы, основанные на нескольких допущениях. Из этого следует, что расчеты тепловых потерь менее точны.

Потери тепла с твердой поверхности сосуда в атмосферу

Тепло будет передаваться только при наличии разницы температур между поверхностью и окружающим воздухом.

На рис. 2.9.1 приведены некоторые типичные общие коэффициенты теплопередачи для теплопередачи от голых стальных плоских поверхностей к окружающему воздуху. Если дно резервуара не подвергается воздействию окружающего воздуха, а расположено ровно на земле, обычно считается, что этот компонент тепловых потерь незначителен, и им можно безопасно пренебречь.

  • Для 25 мм изоляции значение U следует умножить на коэффициент 0,2
  • Для 50 мм изоляции значение U следует умножить на коэффициент 0,1
  • г.

Общие коэффициенты теплопередачи, представленные на рис. 2.9.1, относятся только к условиям «спокойного воздуха».

В таблице 2.9.2 показаны коэффициенты умножения, которые необходимо применять к этим значениям, если учитывается скорость воздуха. Однако, если поверхность хорошо изолирована, скорость воздуха вряд ли увеличит потери тепла более чем на 10 % даже в открытых условиях.

Таблица 2.9.2 Влияние движения воздуха на теплопередачу

Скорость (м/с) 0 1 2 4 6 8 10 12 14 16
Скорость (км/ч) 0 3,6 7,2 14,4 21,6 28,8 36 43,2 50,4 57,6
Фактор Х 1 1,4 1,7 2,4 3 3,6 4. 1 4,5 4,9 5,2

Скорость менее 1 м/с можно рассматривать как защищенные условия, в то время как 5 м/с можно рассматривать как слабый ветер (около 3 баллов по шкале Бофорта), 10 м/с — как свежий ветер (5 баллов по шкале Бофорта), а 16 м/с, умеренный шторм (7 баллов по шкале Бофорта).

Для резервуаров для хранения нефти можно использовать общие коэффициенты теплопередачи, указанные в таблице 2.9.3.

Таблица 2.9.3 Суммарные коэффициенты теплопередачи маслобаков

Позиция бака
∆T между маслом и воздухом
Общий коэффициент теплопередачи (Вт/м 2 °C)
Без задержки Запаздывающий
Защищенный До 10 °C 6,8 1,7
До 27 °C 7,4 1,8
До 38 °C 8 2
Открытый До 10 °C 8 2
До 27 °C 8,5 2. 1
До 38 °C 9.1 2,3
Подземный Любая температура 6,8

Резервуары для воды: теплоотдача с поверхности воды в атмосферу

На рис. 2.9.2 теплоотдача с поверхности воды соотносится со скоростью воздуха и температурой поверхности. На этой диаграмме считается, что «неподвижный» воздух имеет скорость 1 м/с, резервуары в защищенных местах на открытом воздухе считаются со скоростью около 4 м/с, в то время как резервуары в открытых местах на открытом воздухе считаются со скоростью около 8 м/с.

На этой диаграмме представлены потери тепла в Вт/м², а не в единицах общего коэффициента теплопередачи Вт/м² °C. Это означает, что это значение необходимо умножить на площадь поверхности, чтобы обеспечить скорость теплопередачи, поскольку разница температур воды и воздуха уже учтена.

Потери тепла с поверхности воды, как показано на рис. 2.9.2, не зависят от влажности воздуха. Полный диапазон влажности, который может встречаться на практике, охватывается толщиной кривой. Однако на графике учтены потери тепла при температуре воздуха 15,6 °С и влажности воздуха 55 %. Различные условия можно рассчитать в Центре инженерной поддержки на веб-сайте Spirax Sarco.

Для определения тепловых потерь по диаграмме необходимо выбрать температуру поверхности воды по верхней шкале. Затем линия должна быть спроецирована вертикально вниз на (выделено жирным шрифтом) кривую потерь тепла.
Для закрытых резервуаров линия должна быть проецирована горизонтально от точки пересечения до левой шкалы.

Для наружных резервуаров горизонтальная линия должна быть проецирована либо влево, либо вправо, пока она не пересечет требуемое место, защищенное или открытое. Затем проекция вертикально вниз покажет потери тепла на нижней шкале.

В большинстве случаев потеря тепла с поверхности жидкости, вероятно, является наиболее значительным элементом потери тепла. Там, где это целесообразно, потери тепла можно ограничить, покрыв поверхность жидкости слоем полистироловых сфер, которые образуют изолирующее «одеяло». Любое решение по снижению тепловых потерь становится еще более важным, когда резервуары расположены снаружи на открытых местах, как показано на графике на рисунке 2.9.2

.
Пример 2.9.1

Для бака, показанного на рис. 2.9.3, определить:

Часть 1. Средняя скорость теплопередачи, необходимая при пуске.

Часть 2. Максимальная скорость теплопередачи, необходимая во время работы.

 

  • Резервуар без кожуха и с открытым верхом расположен на бетонном полу внутри завода.
    Длина 3 м, ширина 3 м, высота 2 м.
    Общая площадь резервуара = 24 м² (без учета основания).
    Коэффициент теплопередачи бак/воздух, U1 = 11 Вт/м² °C.
    Резервуар на 2/3 заполнен слабым раствором кислоты (cp = 3,9кДж/кг °C), который имеет ту же плотность, что и вода (1 000 кг/м³)
  • Резервуар изготовлен из листовой мягкой стали толщиной 15 мм. (Плотность = 7 850 кг/м³, cp = 0,5 кДж/кг °C)
  • Резервуар используется через день, когда необходимо поднять температуру раствора с самой низкой из рассматриваемых 8 °C до 60 °C за 2 часа и поддерживать эту температуру в течение дня.
  • Когда резервуар прогрет до нужной температуры, стальной предмет массой 500 кг следует окунать каждые 20 минут, не допуская переполнения резервуара. (cp = 0,5 кДж/кг °C
  • г.
Часть 1. Определение средней скорости теплопередачи, необходимой во время Q̇M (пуск)

Это сумма:

A1. Нагрев жидкости Q̇ M (жидкость)

A2. Нагрев материала бака Q̇ M (бак)

A3. Потери тепла со стороны резервуара Q̇ M (бока)

A4. Потери тепла с поверхности жидкости Q̇ M (поверхность)

Часть 1. 1 Нагревание o C

Превышение температуры ∆T = 60 – 8

Превышение температуры ∆T = 52

Масса жидкости m = 12 000 кг

Удельная теплоемкость C p = 3,9 кДж/кг o C

Время нагрева t = 2 часа

t = 7 200 секунд

Часть 1.2 Нагрев материала бака Q̇M (бак)

Часть 1.3 Потери тепла со стенок резервуара Q̇M (стороны)

Часть 1.4 Потери тепла с поверхности жидкости Q̇M (поверхность)

Часть 1.5 Общая средняя потребность в теплопередаче Q̇M (пуск)

Часть 2. Определите рабочую нагрузку, то есть максимальную скорость теплопередачи, необходимую во время работы Q̇(эксплуатация)

В рабочих условиях жидкость и бак (A1 и A2, стр. 2.9.6) уже прогреты до рабочей температуры, поэтому нагревательные элементы = 0.

В рабочих условиях потери тепла жидкостью и баком (A3 и A4) будет больше. Это происходит из-за большей разницы между температурами жидкости и бака и окружающей среды.

Очевидно, что целью процесса является погружение изделия в жидкость, поэтому необходимо рассчитать эту тепловую нагрузку и прибавить ее к тепловым потерям при текущей нагрузке.

Часть 2.1 Потери тепла со стенок резервуара

Часть 2.2 Потери тепла с поверхности жидкости Q̇(поверхность)

Часть 2.3 Нагрев стальных изделий, погруженных в резервуар Q̇(статья)

Часть 2.4 Суммарные средние требования к теплопередаче Q̇(поверхность) (рабочая нагрузка)

Обратите внимание, что потребность в энергии при работе (59 кВт) значительно меньше, чем потребность в энергии при запуске (367 кВт). Это типично, и, по возможности, период запуска может быть продлен.

Это приводит к снижению максимального расхода энергии и имеет преимущества, заключающиеся в выравнивании нагрузки на котел и снижении нагрузки на систему контроля температуры.

Для резервуаров, которые должны работать непрерывно, часто необходимо только рассчитать эксплуатационные требования, т. е. расчеты в Части 2.

Начало страницы

Предыдущий — Температурный рейтинг Далее — Отопление с помощью змеевиков и кожухов

Динамика огня | NIST

Динамика пожара

Динамика пожара — это исследование того, как химия, наука о пожаре, материаловедение и машиностроительные дисциплины гидромеханики и теплообмена взаимодействуют, чтобы влиять на поведение огня. Другими словами, Fire Dynamics — это изучение того, как возникают, распространяются и развиваются пожары. Но что такое огонь?

Определение огня

Огонь можно описать по-разному — вот некоторые из них:

  • NFPA 921: « Процесс быстрого окисления, представляющий собой химическую реакцию, приводящую к выделению света и тепла различной интенсивности».
  • Словарь Вебстера: «Огонь — это экзотермическая химическая реакция с выделением тепла и света»

Огонь также можно объяснить с точки зрения Тетраэдра Огня — геометрического представления того, что требуется для существования огня, а именно: топливо , окислитель , тепло , и неингибируемая химическая реакция .

Измерение огня

Тепловая энергия представляет собой форму энергии, характеризующуюся вибрацией молекул и способную инициировать и поддерживать химические изменения и изменения состояния (NFPA 921). Другими словами, это энергия, необходимая для изменения температуры объекта — добавить тепла, температура увеличивается; отводят тепло, температура снижается. Тепловая энергия измеряется в джоулях (Дж), однако ее также можно измерять в калориях (1 калория = 4,184 Дж) и БТЕ (1 БТЕ = 1055 Дж).

Температура является мерой степени молекулярной активности материала по сравнению с контрольной точкой. Температура измеряется в градусах Фаренгейта (температура таяния льда = 32 ºF, точка кипения воды = 212 ºF) или градусах Цельсия (температура таяния льда = 0 ºC, температура кипения воды = 100 ºC).

Температура

°С (°F)

Ответ

37,0 °С (98,6 °F)

Средняя нормальная температура рта/тела человека 1

38 °С (101 °F)

Типичная внутренняя температура тела работающего пожарного 2

43 °С (109 °F)

Температура тела человека, которая может привести к смерти 3

44 °С (111 °F)

Температура кожи человека при ощущении боли 4

48°С (118°F)

Температура кожи человека, вызывающая ожог первой степени 4

54 °С (130 °F)

Горячая вода вызывает ошпаривание при 30-секундном воздействии 5

55 °С (131 °F)

Температура кожи человека с образованием пузырей и ожогом второй степени 4

62°С (140°F)

Температура, при которой обожженные ткани человека немеют 4

72 °С (162 °F)

Температура кожи человека, при которой ткань мгновенно разрушается 4

100 °С (212 °F)

Температура, при которой вода закипает и образуется пар 6

250 °С (482 °F)

Температура начала обугливания натурального хлопка

>300°С (>572°F)

Современные синтетические ткани для защитной одежды начинают обугливаться 7

≥400 °C (≥752 °F)

Температура газов в начале перекрытия помещения 8

≈1000°С (≈1832°F)

Температура внутри помещения, где происходит перекрытие 8

. 85.
2 Вейт, Джеймс Х., доктор философии, «Физиологическая реакция пожарных, носящих структурную и защитную одежду», Вторая ежегодная конференция по защитной одежде, Университет Клемсона, май 1988 г.
3 Хак, Дженис, «Оценка теплового стресса, вызванного защитной одеждой», Первая ежегодная конференция по защитной одежде, Университет Клемсона, май 1987 г.
4 Американское общество по испытаниям и материалам, ASTM C1055, Стандартное руководство по условиям поверхности нагреваемых систем, вызывающим контактные ожоги, 4:6, ASTM West Conshohocken, PA, 1997.
5 Bynum Jr., D. Dr., Petri, V.J., et. Ал.; Иски об ожогах горячей водой для бытовых нужд – кто, что, когда, почему, где и как; Ежегодное собрание ASPE; Индианаполис, Индиана, 25-28 октября 1998 г.
6 Шугар, Г.Дж., Шугар, Р.А., Лоуренс, Б., «Готовый справочник для техников-химиков», McGraw-Hill Book Company, Нью-Йорк, 1973.
7 Красны, Джон Ф., Селло, Стивен Б., «Волокна и текстиль. Справочник по противопожарной защите», 16-е издание, 1986 г. NFPA, стр. 5-27.
8 Фанг, Дж. Б., и Бриз, Дж. Н., «Развитие пожара в жилых подвальных помещениях», Национальное бюро стандартов (в настоящее время NIST), NBSIR 80-2120, Gaithersburg, MD, 1980.

 

Скорость выделения тепла (HRR) — это скорость, с которой огонь выделяет энергию, также известная как мощность . ЧСС измеряется в ваттах (Вт), что является единицей международной системы, равной одному джоулю в секунду. В зависимости от размера пожара HRR также измеряется в киловаттах (соответствует 1000 ватт) или мегаваттах (соответствует 1 000 000 ватт).

 

 

Тепловой поток — скорость передачи тепловой энергии на единицу площади поверхности, кВт/м 2 .

Тепловой поток (кВт/м 2 )
Пример
1
Солнечный день
2,5
Типичное воздействие пожарного
3-5
Боль на коже в течение нескольких секунд
20
Пороговый поток на пол при перекрытии
84
Испытание теплозащитных характеристик (NFPA 1971)
60 — 200
Пламя над поверхностью

Температура в зависимости от скорости тепловыделения

Одна свеча против десяти свечей — та же температура пламени, но в 10 раз больше скорость тепловыделения!

 

HRR: ~ 80 Вт Температура:

500°С — 1400°С
(930°F — 2500°F)
 
HR: ~ 800 Вт


Теплопередача

Теплопередача является основным фактором воспламенения, роста, распространения, распада и тушения пожара. Важно отметить, что тепло составляет всегда передается из более горячий объект в более холодный объект тепловая энергия, передаваемая объекту и, увеличивает температуру объекта, а тепловая энергия, передаваемая от объекта и, снижает температуру объекта.

ПРОВОДИМОСТЬ

Теплопроводность – передача тепла внутри твердых тел или между контактирующими твердыми телами.

 

Основное уравнение теплопередачи теплопроводностью:

Где T — температура (в градусах Кельвина), A — площадь воздействия (метры в квадрате), L — глубина твердого тела (метры), а k — константа, уникальная для разных материалов. известна как теплопроводность и имеет единицы измерения (Ватт/метр*Кельвин).

Теплопроводность обычных материалов

Медь = 387
Гипс = 0,48
Сталь = 45,8
Дуб = 0,17
Стекло = 0,76
Сосна = 0,14
Кирпич = 0,69
СИЗ = 0,034 — 0,136
Вода = 0,58
Воздух = 0,026


КОНВЕКЦИЯ

Конвекция — это передача тепла движением жидкостей или газов.

 

Основное уравнение теплопередачи конвекцией:

Где T — температура (в Кельвинах), A — площадь воздействия (в квадратных метрах), а h — постоянная, уникальная для различных материалов, известная как коэффициент конвективной теплопередачи , с единицами Вт/м 2 *К. Эти значения находятся эмпирически , или опытным путем. Для свободной конвекции значения обычно находятся в диапазоне от 5 до 25. Но для принудительной конвекции значения могут варьироваться от 10 до 500.

ИЗЛУЧЕНИЕ

Излучение — передача тепла электромагнитными волнами.

 

Основное уравнение теплопередачи излучением:

Где T — температура (в градусах Кельвина), A — площадь воздействия (в квадратных метрах), α — коэффициент температуропроводности (показатель того, насколько быстро материал адаптирует свою температуру к окружающей среде, в метрах квадрат в секунду), а ε — излучательная способность (мера способности поверхности материала излучать энергию за счет излучения).

Явления пожара

Развитие пожара является функцией многих факторов, включая: свойства топлива, количество топлива, вентиляцию (естественную или механическую), геометрию отсека (объем и высоту потолка), местонахождение пожара и условия окружающей среды ( температура, ветер и др.).

Традиционная пожарная разработка
Традиционная кривая развития пожара показывает временную историю пожара с ограниченным количеством топлива. Другими словами, рост пожара не ограничивается недостатком кислорода. По мере того, как в огонь вовлекается все больше топлива, уровень энергии продолжает увеличиваться до тех пор, пока все доступное топливо не сгорит (полностью не выработается). Затем, когда топливо сгорает, уровень энергии начинает снижаться. Суть в том, что кислород можно смешать с нагретыми газами (топливом), чтобы обеспечить завершение огненного треугольника и выработку энергии.

Часы

Windows: традиционная разработка пожарной безопасности в пожарном отсеке

Mac: традиционная разработка огня в отсеке Fire

Поведение при пожаре в конструкции
Кривая «Поведение пожара в конструкции» демонстрирует временную историю пожара, ограниченного вентиляцией. В этом случае возгорание начинается в конструкции с закрытыми дверями и окнами. На ранней стадии развития пожара имеется достаточное количество кислорода для смешивания с нагретыми газами, что приводит к пламенному горению. По мере того, как уровень кислорода внутри конструкции истощается, огонь затухает, тепловыделение от огня уменьшается и, как следствие, снижается температура. Когда вентиляционное отверстие открывается, например, когда пожарные входят в дверь, вводится кислород. Кислород смешивается с нагретыми газами в структуре, и уровень энергии начинает увеличиваться. Это изменение вентиляции может привести к быстрому росту пожара, что потенциально может привести к перекрытию (полностью развившемуся пожару в отсеке).