Схема отопления частного двухэтажного дома с двухконтурным котлом: Схема отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом

Схема отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом







Обычная схема отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом ничем не отличается от такой же схемы с одноконтурным теплогенератором, если дело касается только обогрева помещений. Что же касается ГВС, то схема отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом имеет свои особенности.Схема отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом 1В первую очередь, это добавление к обвязке теплогенератора в виде подводящего и отводящего трубопровода ГВС. Подводится холодная вода, а отводится, соответственно, горячая. При этом схема отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом будет иметь также отличия от ГВС в одноэтажном доме. В чем отличия? Схема отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом 2Во-первых, вся система горячего водоснабжения, равно как и система отопления, в одноэтажном доме проходит по 1 уровню. В двухэтажном доме вы должны формировать 2 ветки отопления и 2 ветки ГВС – на первом и на втором этаже. Схема отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом 3Во-вторых, при использовании двухконтурного котла, особенно газового, неразумно использовать для нагрева воды электрические бойлеры. Это значит, что после узла нагрева вы должны делать точки водоразбора по всему дому, на 1 и 2 этаже, на минимальном расстоянии от котла. И если раньше вы могли разместить 2 бойлера – на первом и втором этаже, то теперь у вас один узел нагрева – в котельной. Схема отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом 4В-третьих, раз вы используете двухконтурный котел для производства ГВС, то вам стоит подумать над тем, чтобы размещать санузлы, кухню на первом этаже поблизости от котельной. А санузел второго этажа – обустроить прямо над котельной, блокируя его, например, с прачечной. Схема отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом 5Некоторые хозяева прачечную размещают в подвале. Однако удобнее всего, когда прачечная располагается рядом со спальнями – поверьте слову практика. Но про прачечные и ГВС – подробно в другом материале.Схема отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом 6





Двухконтурная система отопления частного дома и ее схема

Двухконтурная система отопления для частного дома имеет более сложное строение, чем классическая одноконтурная. При этом преимущества таких систем неоспоримы. Представляет собой два замкнутых контура, одним из которых осуществляется подача теплоносителя к радиаторам, а другим – возвращение его в котел.

Применяется двухконтурное отопление для всех типов зданий.

Преимущества:

  • Практически полностью отсутствуют потери теплоносителя при подаче к радиаторам.
  • Обеспечивается подача теплоносителя с одинаковой температурой ко всем радиаторам системы.
  • Использование труб малого диаметра сокращает материальные затраты.
  • Высокая надежность.
  • Большой КПД установки.
  • Возможность установки регулирующей арматуры на каждый радиатор, т.е. температуру каждого нагревательного элемента можно регулировать отдельно от других.
  • Низкий расход воды и электроэнергии.
  • Отсутствие громоздких конструкций – лучшее решение для современных интерьеров.
  • Простота внедрения в существующий дом.

Типы системы относительно оси расположения трубопровода:

  • Горизонтальные. Устанавливается в одноэтажных домах большой площади.
  • Вертикальные. Возможно применение в многоэтажных домах. Контур каждого этажа врезается в общий стояк системы. Преимуществом является отсутствие завоздушивания системы – воздух выходит из системы через расширительный бак.

В обоих случаях необходима балансировка. Для вертикального типа балансировка производится по стояку.

Преимуществом обоих систем является большая теплоотдача и высокая гидравлическая устойчивость.

Типы разводки:

  1. Верхняя. Разводка труб осуществляется в верхней точке трубопровода. Расширительный бак располагается там же.
    Данный тип не может быть установлен в домах без чердака.
  2. Нижняя. Разводка труб осуществляется в подвале или цокольном этаже. При этом следует учитывать, что трубы обратного контура должны быть заложены еще ниже подающий. Поэтому допускается укладка труб в подполе.

Содержание

Схема с принудительной циркуляцией

Является наиболее простой системой, т.к. схема содержит минимальное количество элементов.

Состав оборудования при принудительной схеме:

  • Котел.
  • Измерительные приборы.
  • Радиаторы.
  • Трубопровод.
  • Предохранительный клапан.
  • Циркуляционный насос.
  • Расширительный бак.

Схема с принудительной циркуляцией

Принцип работы системы:

  • Подготовленный теплоноситель с рабочими параметрами насосом подается в верхнюю точку системы.
  • За счет гравитации жидкость двигается по трубопроводам и наполняет радиаторы последовательно (так как на разработанной схеме).
  • По обратному контуру вода циркуляционным насосом поступает обратно в котел для дальнейших циклов.

Преимущества:

  • Минимальное количество узлов в схеме.
  • Относительно высокий КДП.
  • Равномерный нагрев радиаторов.
  • Низкая стоимость строительно-монтажных работ и оборудования.
  • Возможность работы в режиме естественной циркуляции – при отключении от электросети насоса вода в системе циркулирует самотеком.

Недостатки:

  • Малая эффективность системы в домах с большой площадью.

Схема с естественной циркуляцией

Данный вид отопления аналогичен системе с принудительной циркуляцией.
Отличием в работе является отсутствие циркуляционного насоса. Для повышения эффективности схемы используют гладкие трубы большого диаметра.

Преимущества:

  • Низкая стоимость монтажных работ и оборудования.
  • Отсутствие затрат на электроэнергию (в том случае, если котел газовый).
  • Лучший вариант для домов, удаленных от городской черты. Система не использует электроэнергию для циркуляции теплоносителя по контурам.
  • Возможность работы на любом виде топлива.
  • Длительный срок эксплуатации. Возможна работа до 40 лет без проведения капительных ремонтов.

Недостатки:

  • Небольшой радиус действия (не более 30м).
  • Медленный прогрев комнат.
  • Большие затраты топлива на запуск системы.
  • Невозможность регулировки температуры теплоносителя.
  • Частые завоздушивания радиаторов.
  • При установке расширительного бака в неотапливаемом помещении существует вероятность его промерзания.

Состав оборудования при естественной схеме:

  • Котел.
  • Радиаторы.
  • Предохранительный клапан.
  • Система труб (прямая и обратная).
  • Расширительный бак. Обеспечивает постоянное давление в системе.

Схема с естественной циркуляцией

Принцип работы системы:

  • При повышении температуры давление теплоносителя изменяется.
  • Холодные слои выталкивают горючую жидкость в систему.
  • По достижении самой высокой точки системы вода самотеком пускается по трубопроводам.
  • Охлажденный теплоноситель также самотеком поступает в котел по обратному контуру.
  • Благодаря трубам, расположенным с уклоном обеспечивается естественная циркуляция теплоносителя.

Обратите внимание! Уклон прямого контура идет по направлению к радиатору, для обратки уклон устанавливается в сторону котла. Правильно выполненные уклоны обеспечиваю отвод пузырьков воздуха в расширительном бачке.

Меры для обеспечения стабильной работы системы

  • Уклон горизонтальных участков должны быть большими из-за малой разности плотностей горячей и остывшей воды.
  • Котел должен быть заглублен для того, чтобы выдержать оптимальный уклон обратного контура.
  • Расширительный бак должен быть только открытого типа, т.к. для работы в системе не должно создаваться избыточное давление.

Различают два типа схем с естественной циркуляцией

  • С верхней разводкой. Котел должен быть установлен в центре, разводка выполняется в обе стороны.
    Следует сооружать контуры длинно не более 20м для обеспечения высокой теплоотдачи.
  • С нижней разводкой. В этом случае трубы подачи должны быть заложены рядом с обраткой, обеспечивая движение теплоносителя снизу вверх к радиаторам.

Для повышения КПД в схему включают воздушные трубопроводы для отведения воздуха из системы.

Для двухэтажного дома

Для двухэтажной застройки необходимо применение более сложных отопительных схем. Эффективно построенная система позволяет поддерживать уютную и комфортную атмосферу в доме.

При минимальных теоретических знаниях и практических навыках ремонтных работ возможно самостоятельно соорудить двухконтурную систему отопления в двухэтажном доме.

Схема с естественной циркуляцией для двухэтажного дома

Коллекторная

Преимущества двухконтурных коллекторных систем для коттеджей

  • Равномерное распределение теплоносителя в радиаторы непосредственно из котла.
  • Минимальные потери давления и температуры.
  • Возможность использовать мощные циркуляционные насосы.
  • Осуществление настройки и ремонта отдельных элементов без отрицательного влияния на всю систему.

Недостатки

  • Большой расход материалов.

Важно знать! Подключение дополнительных элементов («теплый пол», полотенцесушители, массажные ванны) возможно, как во время монтажа основной части, так и при очередном ремонте. Наиболее целесообразным является проектирование системы отопления при возведении дома, т.к. в этом случае сеть отопления имеет самый высокий КПД (выбирается наиболее удачное место расположения котла, радиаторов и трубопровода).

Составные части коллекторной системы:

  • Котел.
  • Радиаторы.
  • Автовоздушник
  • Балансировочный, предохраниельный и термостатический клапан.
  • Мембранный расширительный бачок.
  • Запорная арматура.
  • Механический фильтр.
  • Манометр
  • Циркуляционный насос.

Особенностью отопления, как и в одноэтажных постройках, является наличие двух контуров – подающего и обратного трубопроводов. Подключение радиаторов происходит параллельно. Наиболее целесообразно подвод осуществлять в верхней части, а отвод – в нижней. Направление жидкости по диагонали создает равномерный прогрев и большую теплоотдачу теплоносителя.

Пример собранного коллектора

Для регулировки температуры используют также термостатические клапаны, расположенные на радиаторах. С их помощью легко ограничить температуру в отдельной комнате или перекрыть подачу тепла вовсе. Исключение таким образом радиатора не влияет на эффективность работы системы в общем.

Для равномерности потока теплоносителя на радиаторах устанавливают балансировочные клапаны.

Предохранительный клапан, при возникновении избыточного давления, сбрасывает жидкость в расширительный бак. При значительном снижении напора в системе происходит забор рабочей жидкости из мембранного бачка.

Циркуляционный насос включен в схему для поддержания необходимой скорости потока теплоносителя.

Принцип работы системы

  • Рабочая жидкость поступает в подающий трубопровод.
  • После удаления избытка воздуха (посредством автоматического клапана) подогревается и подается в вертикальные стояки. Где происходит разделение подачи для первого и второго этажей.
  • После прохождения через радиаторы возвращается по обратному контуру к котлу.

Важно знать! Обратка (обратный трубопровод) подключается к другому входу котла. Разделяется аналогично подающему контуру.

Данная схема может применяться в системе с искусственной и естественной циркуляцией при использовании дополнительного оборудования: насосов, теплообменников, расширительных бачков.

Двухтрубная система при внедрении коллекторной схемы является лучшим решением для отопления двухэтажных домов. Несмотря на трудоемкость и высокие финансовые затраты такое отопление окупается за несколько сезонов.

Схемы двухконтурного отопления двухэтажного частного дома котлом

Содержание статьи:

В связи с тем, что теплоносителю в двухэтажных домах необходимо подниматься на несколько метров выше, двухконтурное отопление в двухэтажном доме нужно проектировать особенно придирчиво.

Из всех существующих типов разводки для двухконтурного отопления частного дома с отапливаемой площадью выше 110 кв. метров лучше всего монтировать двухтрубную систему.

Отопительная система включает:

  • Котел;
  • Труботрассу;
  • Батареи;
  • Фитинг;
  • Датчики;
  • Клапана.

Схемы отопления частного дома

Схема двухконтурной системы отопления через котел

Схема двухконтурной системы отопления через котел

Схемы двухконтурной системы отопления делятся на:

  • Двухтрубные и однотрубные;
  • С верхней разводкой или с нижней;
  • С вертикальными стояками или горизонтальными;
  • С магистральной подачей воды или тупиковой;
  • С естественной циркуляцией или принудительной.

Лучшим типом отопления частного дома двухконтурным котлом является система с принудительным движением теплоносителя, включающая котел, коллектор, труботрассу, расширительный бачок, батареи. Вода приводится в движение с помощью насоса.

Разводка труб отопления

Двухконтурная система отопления частного дома может быть с однотрубной, коллекторной или двухтрубной системой развязки. Двухтрубная система более практична, она позволяет отключить при необходимости любое количество радиаторов. Кроме этого, к двухтрубной системе можно подсоединить теплые полы, полотенцесушители. Расширительный бак можно установить на втором этаже.
Согласно схеме двухконтурной системы отопления, стояки, подающие теплоноситель на второй этаж желательно устанавливать возле котла.

Выбираем трубы для системы

Стальные трубы для прокладки теплотрасс не подходят, они быстро начинают ржаветь.

Самые дорогостоящие трубы для двухконтурного отопления в двухэтажном доме – это медные. Они не ржавеют, очень устойчивы к температурам и давлению. Медные трубы спаивают между собой. Менять их не придется ближайшие лет 50, поэтому их можно спрятать в стены. Минус такой проводки – они очень дороги.

При отоплении частного дома двухконтурным котлом чаще всего устанавливают металлопластовые или полимерные трубы. Они легко монтируются, выдерживают высокую температуру и давление. Но могут деформироваться в процессе эксплуатации и начать пропускать.

Иногда в двухконтурной системе отопления частного дома применяются трубы из нержавеющей стали или оцинковки. Их монтируют на резьбе, но чтобы провести такую трассу, необходимо умение и опыт.

Расположение котла отопления

Котел можно подвесить на стену в кухне или кладовке. В таком случае необходимо иметь в виду, что работая, оборудование издает небольшой гул. При монтаже двухконтурного отопления частного дома котел можно установить на пол подсобного помещения.

Двухконтурное отопление (двухтрубное) частного дома: схема, разводка

Существует множество вариантов реализации системы отопления в частном доме. Не имеет значения, рассматриваем мы конструкцию одноэтажного, двухэтажного или многоэтажных зданий, в любом случае мы сможет подобрать идеальное решение, обеспечивающее наши потребности.

Простейший котел для двухконтурного отопления

В этой статье мы расскажем вам про двухконтурное отопление, о том, как такое решение работает и как сделать расчет и монтаж водяного двухконтурного отопления своими руками.

Содержание   

Особенности и нюансы

В начале следует разобраться в том, что же представляет собой двухконтурная система отопления, и чем она отличается от одноконтурной.

Как мы уже отметили выше, способов организовать обогрев одноэтажного или двухэтажного дома есть довольно много. Каждый вариант предполагает свои преимущества и недостатки.

Система обогрева может быть однотрубной или двухтрубной (для многоэтажного дома предпочтителен второй вариант, а для одноэтажного или двухэтажного — первый), она может быть прямоточной или форсированной.

С разводкой тоже есть нюансы, так как трубопроводы отопления с горизонтальной разводкой и трубопроводы отопления с вертикальной разводкой серьезно отличаются друг от друга. Однако самые серьезные отличия касаются одно и двухконтурных трубопроводов.

Схема двухтрубной системы отопления предполагает, что единственный в доме котел работает сразу на два направления.

Первое — обогрев дома с помощью водяного носителя, который гоняют по трубам. Второе – обеспечение работоспособности систем горячего водоснабжения.

Бойлерная с котлом двухконтурного отопления

В таком случае котел и вся отопительная схема является своего рода кластером, обеспечивающим здание теплом от начала и до конца.

Расчет показывает, что хороший двухконтурный обогреватель способен сэкономить вам немало средств. Его также гораздо проще контролировать, так как все агрегаты находятся в одном месте и, как часто бывает, управляются с одной единственной панели.

Двухтрубная система отопления частного дома предполагает, что комнаты полностью обеспечены трубной разводкой.

Одна ветка занимается постоянным прогоном теплого носителя по трубам и радиатором внутри одноэтажного или двухэтажного дома, вторая обеспечивает сантехнические потребности, подавая горячую воду тогда, когда это необходимо.

Обе ветки направлены в котел либо бойлер, что впрочем, накладывает некоторые ограничения. Так, большинство котлов с нижней или верхней разводкой, способны прогревать только определенное количество жидкости. Следовательно, они не в состоянии выполнять две задачи с одинаковой эффективностью.

Если обогревателю нужно быстро прогреть воду для горячего водоснабжения, то эта операция ставится в приоритет, в ущерб нагреву носителя для труб отопления, что надо учитывать.

к меню ↑

Преимущества и недостатки

Становится, очевидно, что подобные решения – хоть и эффективны, но довольно неоднозначны. Для того чтобы понять, действительно ли вам подойдет именно этот вариант, нужен четкий расчет (причем расчет как экономический, так и гидравлический), а также понимание всех плюсов и минусов данного подхода.

Еще один пример бойлерной с двухконтурным котлом

Рассмотри основные плюсы и минусы, которые предоставляет нам двухконтурная система отопления частного дома. В качестве примера будем брать стандартные трубные разводки для одноэтажного или двухэтажного дома.

Расчет для них совершать куда проще, равно как и оценить основные плюсы и минусы. К тому же, именно оборудованием отопления одноэтажного или двухэтажного дома занимается большинство людей. Дома от трех этажей и выше – скорее исключение, следовательно, к их рабочим объемам нужен несколько иной подход.

Основные плюсы:

  • Один агрегат полностью обеспечивает здание теплой водой.
  • Схема настолько универсальна, что подходит для обеспечения как одноэтажного, так и многоэтажных зданий (хоть и с некоторыми отличиями).
  • Система замыкается в единственном месте, ее проще контролировать и обслуживать.
  • Эффективность обогрева для одноэтажного или двухэтажного дома вполне достаточна.
  • Меньшее количество оборудования – меньше денежных затрат.
  • При всем своем разнообразии двухконтурные решения не ограничивают вас в выборе схемы нижней или верхней разводки. Любой вариант будет работать.
  • При желании всю работу можно сделать своими руками.

Основные недостатки:

  • Для качественной организации трубопроводов необходим точный расчет тепловых потоков, гидравлический расчет, расчет спецификации трубопровода (сюда входит диаметр труб, диаметр входов, мощность и модель котла и т.д.). Расчет, к сожалению, своими руками человек в сантехнике несведущий выполнить качественно не в состоянии.
  • Котел может одновременно и эффективно греть всего один контур. На практике, приоритет отдается горячему водоснабжению.
  • Для монтажа отопительных приборов и узлов разводки необходимо выделить отдельную комнату.
  • Поломка котла или бойлера фактически приводит к остановке всей схемы отопления и горячего водоснабжения.

Стоит отметить, что далеко не все минусы здесь так страшны, как кажутся на первый взгляд. Так, проблема с невозможностью прогрева одновременно воды для водоснабжения и отопления вскрывается только при больших объемах.

И даже если котлу вдруг придется 2-3 часа подряд нагревать воду исключительно для труб водоснабжения, что бывает редко, температура в комнатах максимум опустится на 1-2 градуса.

к меню ↑

Схема разводки двухконтурной системы отопления

Основные особенности схемы разводки мы уже рассмотрели. Она представляет собой двухтрубную схему, где одна труба отведена на отопление, а вторая на горячее водоснабжение.

Схема двухконтурного отопления

Обе трубы в итоге подведены к котельной с единственным мощным котлом. Как правило, вода в нем проходят через одну камеру, где и происходит нагрев. В продвинутых моделях организовано что-то похожее на параллельный обогрев, когда остаточное тепло от первичного прогрева отдается в другую камеру, для поддержания температуры второстепенного потока.

Что касается конкретной схемы разводки, то тут у вас есть множество опций. Каждый контур – это фактически отдельный трубопровод, следовательно, его можно модифицировать так, как того требует ситуация.

Для одноэтажного или двухэтажного дома разводка бывает:

  • Горизонтальная;
  • Вертикальная.

Двухтрубная горизонтальная система отопления, предполагает, что мы прокладываем трубы в горизонтальной плоскости. Труба отопления или водоснабжения проходится по всем помещениям, подключаясь к каждому радиатору или выходному узлу, а в конце замыкается на котле либо смесительном узле.

Диаметр труб при этом должен быть достаточным, чтобы без проблем транспортировать большие количества носителя по горизонтальной плоскости.

Возможно, понадобится подключить несколько циркуляционных насосов, особенно если гидравлический расчет показывает, что вода без них будет застаиваться или диаметр труб слишком мал, что спровоцирует дополнительное трение.

Горизонтальная схема идеально подходит для одноэтажных зданий с крупной площадью.

Узел труб отопления с циркуляционном насосом

Она в свою очередь может быть оборудована нижней или верхней схемой подключения. При нижней схеме труба идет по самому низу, под радиаторами, подключаясь к ним в нижней части.

Верхняя схема подключения предусматривает соединение радиаторов не по нижней, а по верхней линии, что удобнее, так как тогда тепловой носитель перемещается естественным путем.

Вертикальная разводка характерна для двухэтажного или многоэтажного дома. Она предусматривает несколько иной подход. Вертикальная схема трубопроводов встречается в большинстве многоэтажных зданий. В них на каждый подъезд приходится несколько стояков. Стояк идет от первого этажа до последнего.

Такая вертикальная система подачи воды снизу вверх и является классическим решением. Впрочем, в малоэтажной застройке ею практически не пользуются по очевидным причинам.

к меню ↑

Схемы двухконтурной системы отопления (видео)

к меню ↑

Устройство своими руками

Осталось рассмотреть, как осуществляется монтаж двухтрубной системы отопления.

Этапы работы:

  1. Выбираем схему разводки, подбираем характеристики труб, их диаметр, выбираем отопительный агрегат.
  2. Осуществляем расчеты, убеждаемся, что решение жизнеспособно и эффективно.
  3. Закупаем материалы.
  4. Прокладываем трубы отопления.
  5. Прокладываем трубы водоснабжения.
  6. Подготавливаем бойлерную.
  7. Монтируем отопительные приборы, смесительные узлы, подключаем все оборудование к единому центру.
  8. При необходимости повышаем давление в трубах с помощью циркуляционных насосов Dab (справедливо для трубопроводов протяжностью от 100 метров).
  9. Тестируем систему.

Как видите, процесс это сложный и запутанный. От вас потребуется наличие огромного количества знаний и умений.

Самый серьезный этап — расчет оборудования. Нужно подобрать диаметр каждой трубы, убедиться, что диаметр достаточен для прогона нужного количества жидкости за единицу времени, что диаметр труб отвечает диаметр входа на контуре котла.

Провести гидравлический расчет, дабы избежать возможных прорывов из-за перепадов давления в системе Только после этого можно приступать к работе и поэтапно монтировать все необходимое оборудование.

Портал об отоплении » Водяное отопление

Двухконтурное отопление котлом двухэтажного частного дома. Схема отопления частного дома с газовым котлом. Нюансы и особенности установки

Цены на газ постоянно растут, но пока еще отопление этим видом топлива остается одним из самых недорогих. Но речь идет о ежемесячных расходах — современные котлы имеют высокий КПД — 95-98%, что сокращает расходы. Также популярности добавляет высокая степень автоматизации — можно оставлять дом на довольно продолжительные периоды без особого риска (если электричество не отключат). Именно поэтому многие рассматривают именно газовое отопление частного дома в первую очередь.

Газовое отопление частного дома, пока, все еще наиболее экономичное

Каким может быть газовое отопление


Для отопления можно использовать два вида газа — магистральный и сжиженный. Магистральный газ под определенным давлением подается по трубам к потребителям. Это единая централизованная система. Сжиженный газ может поставляться в баллонах разной емкости, но обычно в 50 литровых. Также его заливают в газгольдеры — специальные герметичные емкости для хранения этого вида топлива.

Более дешевое отопление — с использованием магистрального газа (не считая подключения), применение сжиженного газа лишь чуть дешевле чем использование жидких видов топлива. Это общая статистика, но конкретно надо считать по каждому региону — цены отличаются значительно.

Водяное отопление

Традиционно в частных домах делают водяную систему отопления. Она состоит из:

Это самое общее описание системы водяного газового отопления частного дома, ведь есть еще немало дополнительных элементов, обеспечивающих работоспособность и безопасность. Но схематично — это основные компоненты. В данных системах котлы отопления могут быть на природном или сжиженном газе. Некоторые модели напольных котлов могут работать с двумя этими видами топлива, причем есть такие, которые даже не требуют замены горелки.

Воздушный (конвекторный) обогрев

Кроме того сжиженный газ также может использоваться как топливо для специальных конвекторов. В этом случае помещения отапливают нагретым воздухом, соответственно отопление — воздушное. Не так давно на рынке появились конвектора которые могут работать от сжиженного газа. Они требуют перенастройки, но могут работать и на этом виде топлива.

Газовые конвекторы хороши, если надо быстро поднять температуру в помещении. Они начинают прогрев помещения сразу после включения, но также быстро он перестают греть — как только выключаются. Еще один недостаток — они сушат воздух и выжигают кислород. Потому в помещении требуется хорошая вентиляция, зато нет необходимости ставить радиаторы и сооружать трубопровод. Так что и в этом варианте есть свои плюсы.

Виды настенных котлов для отопления дома

В первую очередь стоит разделить газовое отопительное оборудование по функционалу: будет оно использоваться только для отопления или еще для подготовки горячей воды для технических нужд. Если предполагается подогрева воды, нужен двухконтурный котел, только на отопление работает одноконтурный.

Настенные газовые котлы — небольшой шкафчик, который модно установить на кухне

Далее следует определиться с типом отвода дыма. Есть газовые котлы с атмосферными дымоходами и открытыми камерами сгорания, есть с турбированными (камера сгорания у них закрытая). Атмосферные требуют наличия хорошего дымохода и тяги в нем, кислород для горения поступает из помещения в котором установлен агрегат, потому должен быть канал притока воздуха и исправный дымоход (при пуске системы все это проверяют).

Котлы с принудительной тягой (турбированные) можно ставить без дымохода. Дымовой выход котла через коаксиальную трубу (называют еще труба в трубе) может выводиться прямо в стену. При этом по одной трубе выходит дым (качается турбиной), по второй поступает воздух для горения прямо в камеру сгорания.

Этот тип оборудования всем хорош, кроме того, что зимой коаксиал зарастает инеем, что ухудшает тягу. При плохой тяге автоматика гасит котел — чтобы в помещение не поступали продукты сгорания. Включение возможно только при восстановлении тяги, то есть придется оббивать или каким-то другим способом удалять снежные наросты.

Также есть отдельный тип котлов — конденсационные. Они отличаются очень высокой эффективностью за счет того, что отбирается тепло у дымовых газов (конденсируют пары). Но высокая эффективность достигается только при работе в низкотемпературном режиме — в обратном трубопроводе теплоноситель не должен иметь температуру выше +40°C. Если температура будет еще ниже — еще лучше.

Такие условия подходят для отопления водяными теплыми полами. Так что если вы задумали такое газовое отопление частного дома — с теплыми полами, то конденсационный котел — это то что требуется. Минусов у него немного — высокая цена (по сравнению с обычными) и едкий конденсат, который предъявляет особые требования к качеству дымохода (из хорошей нержавейки).

Напольные газовые котлы

Если вам необходима большая мощность, настенный вариант не подойдет — у них максимальная производительность 40-50 кВт. В этом случае ставят напольный котел. Вот они есть больших мощностей, а еще есть модели, которые могут работать в каскаде. Так вообще можно отапливать большие площади.

Некоторые из напольных котлов могут работать не только от магистрального газа, но и от сжиженного. Некоторые могут еще работать и с жидким топливом. Так что это довольно удобные агрегаты. Корпус у них из ст

Что такое пароварка и как она работает? Интернет-магазинStore

WebstaurantStore /
Ресурсы общественного питания /
Блог

Паровые котлы — это обычное кухонное оборудование, но многие люди не знают, что это такое и для чего они используются. Пароварка, также известная как пароварка, используется для различных задач приготовления пищи, и они обычно используются в пекарнях и кафе для плавления и приготовления деликатных продуктов. Здесь мы разберем, что такое паровые котлы, для чего они используются, как они работают, и что вы можете сделать в пароварке.

Что такое паровой котел?

How to Use a Double Boiler to Melt Chocolate

Двойные котлы — это два котла, которые используют пар в качестве источника тепла для плавления или приготовления пищи. Они состоят из двух частей: большой кастрюли, которая наполнена горячей или кипящей водой, и меньшей кастрюли, которая помещается внутрь и использует пар от горячей воды для разогрева пищи. Поскольку тепло исходит от косвенного источника, паровые котлы идеально подходят для приготовления деликатных продуктов , таких как соусы и шоколад.

Двойные котлы могут также называться бри Мэри, что является французским термином для метода приготовления.Хотя названия могут быть разными, пароварки и пряники одинаковы, и они используются для приготовления одних и тех же продуктов с косвенным нагревом.

Как работают паровые котлы?

Двойные котлы работают с использованием пара из горячей воды в нижнем котле для нагрева верхнего котла. При использовании парового котла вы должны быть уверены, что верхняя кастрюля находится над горячей или кипящей водой, потому что, если кастрюля станет слишком горячей, это может привести к свертыванию или ожогу вашего продукта.

Для чего нужен пароварка?

Поскольку паровые котлы вырабатывают мягкое косвенное тепло, они идеально подходят для темперирования шоколада, создания заварных кремов или плавления сливочного масла.Кроме того, паровые котлы идеально подходят для создания соусов с яйцами, например, голландского соуса или английского крема, ведь тепло от

.

Что я могу заменить пароваркой?

Келли Пелоза / Demand Media

Вы пытаетесь приготовить рецепт, и вдруг вы понимаете, что он требует пароварки … а у вас ее нет. Может быть, вы даже не совсем уверены, что это такое. Не парься.

Несмотря на то, что никто не собирает статистику, подтверждающую это, можно с уверенностью сказать, что большинство домашних поваров не имеют пароварки. Его использование немногочисленно и специализировано, и вы можете легко имитировать эффекты одного с другими вещами, которые есть у вас на кухне.

Что такое паровой котел?

В основном, пароварка — это всего лишь две кастрюли. Один идет сверху, по краю другого, оставляя пещеру с пустым пространством в нижнем горшке. В некоторых моделях один горшок полегче другого, и он располагается сверху нижнего, немного опускаясь в него, но все еще оставляя пустое пространство между ними.

Вы кладете дюйм или два воды в нижнюю кастрюлю, которая находится на конфорке. Затем вы доведите воду до кипения, а затем уменьшите огонь до минимума.Ингредиенты, которые требуют особенно деликатного нагревания, поступают в верхнюю кастрюлю, которая не может касаться воды, и нагревается медленно и равномерно.

Для чего нужны пароварки?

Некоторые ингредиенты и препараты необходимо нагревать осторожно и постепенно, не вступая в прямой контакт с источником тепла. В противном случае они сгорают, разделяются, захватывают, свертываются, слипаются или иным образом разрушаются.

Расплавленный шоколад — наиболее распространенное применение для пароварки. Шоколад очень чувствителен к теплу, легко пригорает при прямом контакте с источником тепла.Если он слишком быстро нагревается, он также может схватиться, быстро превратившись из гладкой жидкости в непривлекательную густую комковатую пасту.

Некоторые соусы для яичных эмульсий, такие как Hollandaise, также готовятся в пароварке. Большинство основных заварных кремов, таких как крем-англез , также готовятся в одном.

Как сделать свой собственный двухконтурный котел

Если рецепт требует пароварки, не пытайтесь обойтись без него — у вас ничего не получится. Но вам не нужно бежать в магазин, потому что вы можете просто сделать свой собственный.Чтобы создать эффект пароварки, все, что вам нужно, — это два кастрюли или один котел и немного большая жаростойкая чаша. Что такое жаростойкая чаша? Подойдет любая кухонная металлическая, стеклянная или керамическая миска.

Один котел уходит на горелку. Верхняя кастрюля или миска должна находиться на краю нижней кастрюли с достаточным пространством, чтобы она не соприкасалась с водой на два дюйма (даже если вода кипит). Верхняя емкость или чаша также должны герметично закрывать нижнюю емкость, чтобы удерживать весь пар, вырабатываемый нагретой водой.

Доведите 1-2 дюйма воды до кипения в нижней кастрюле, прежде чем ставить верхнюю кастрюлю или миску. Затем убавьте огонь до минимума и поставьте верхний сосуд. Тогда поместите компоненты в это. Многие препараты пароварки требуют постоянного или почти постоянного перемешивания, как только они начинают нагреваться, поэтому прочитайте рецепт, чтобы знать, что делать, как только ингредиенты будут в вашем самодельном пароварке.

Опять же, верхний сосуд никогда не должен касаться воды в нижнем сосуде.Не позволяйте воде кипеть, когда ингредиенты находятся в верхней кастрюле или миске; это должно оставаться на медленном огне. Верхний сосуд станет горячим, поэтому, если у него нет ручки, используйте прихватки, чтобы переместить его, когда вы закончите.

Стоит ли покупать паровой котел?

Как видите, очень просто получить эффект пароварки с уже имеющимися у вас предметами. Поэтому нет необходимости тратить деньги на пароварку и жертвовать местом для хранения на вашей кухне. Но если вам нравится собирать кухонные гаджеты и часто плавить шоколад, делать яйца Бенедикт или готовить французские соусы, это полезный предмет — так что это ваш призыв.

Как установить два водонагревателя

Изображение большего размера
Изображение большего размера с более подробной сантехникой
Косвенный
Нагреватель и котел …
На рис. 1 показан обзор работы котла и косвенного отопителя. Цель:
отопление дома плюс горячая вода.

котел перегревает горячую воду с использованием газа или масла со скоростью
150 000-300 000 + БТЕ в час, создавая диапазон температур, который может
достичь почти кипящей воды 200F (смертельная температура для человека,
бактерии, омары и т. д.).

«Водонагреватель — это устройство для подачи горячей воды для бытового или коммерческого использования, кроме отопления помещений
.Максимальная температура воды на выходе для любого водонагревателя составляет 210F (98,5C). «Проектирование энергоэффективных коммерческих систем .pdf

Котел выполняет две функции.
1)
Нагреть жилое пространство, циркулируя 200 градусов воды в непрерывном цикле
(контур котла) от котла, через ряд труб и радиаторов
расположен в каждой комнате, и обратно в котел.
2) Подвести тепло
питьевая (питьевая) вода путем циркуляции 200-градусной воды в петле
от котла через теплообменник
внутри косвенный нагреватель, и обратно в котел.

При подключении к
типичный котел, косвенный нагреватель может поставлять супер большой объем
питьевая горячая вода (200-400 галлонов в час) в зависимости от рейтинга BTU
котел, технические характеристики системы, настройка термостата, температура
холодная вода, размер косвенного нагревателя и т. д.
Какой размер косвенного нагревателя необходим

Есть
различные типы косвенных конструкций водонагревателей, которые получают горячий
вода из внешнего источника тепла …. например, геотермальная петля,
солнечная система сбора на крыше, дровяная печь-котел и т. д.
Многие
конструкции не используют косвенный нагреватель, а вместо этого циркулируют питьевую воду
через источник тепла, а затем прямо обратно в обычный водонагреватель
или
резервуар.
Уход
должны быть приняты, чтобы не превышать пределы бака. Некоторые
Модели резервуара для хранения Marathon имеют рейтинг 170F. Солнечные резервуары
обычно рассчитан на температуру воды 180 градусов. Какой-то водонагреватель
вспомогательный
резервуары для хранения и некоторые коммерческие водонагреватели имеют рейтинг 180 + F
(необходимо проверить спецификацию), пока обычный жилой
танки
единообразно оценены 150, когда новый.Более высокие температуры повредят танк
по
ослабление целостности входных и выходных сварных швов и т. д. Для предотвращения повреждений,
водонагреватели для жилых помещений должны иметь правильную оценку
Клапан TP, который выпускает воду в 170F. Старые баки с ржавчиной
было бы небезопасно при высоких температурах и более вероятно разорваться
Бурно.
Ресурс:
Клапан TP, код

Для любой системы необходим косвенный водонагреватель.
который не циркулирует чистой питьевой водой, для
пример
солнечная система сбора на крыше, которая использует гликоль (смертельный антифриз)
в контуре циркуляции для предотвращения замерзания.Ресурс
Читайте о гликолевых водонагревателях
Гликоль, свинец и другие химические вещества никогда не могут быть введены в питьевую воду
питьевое водоснабжение.
Питьевая
вода не может проходить через любые трубы, которые используются или использовались для
котел из-за
химические вещества (хроматы, уплотнение котла и т. д.), обнаруженные в котельной системе, и
из-за опасно высоких температур и давлений котла
вода.
Использование
косвенный нагреватель гарантирует, что питьевая вода и вода из
Котел остается отдельным. Если теплообменник расположен внутри
косвенный нагреватель ломает или развивает трещину, косвенный нагреватель должен быть
заменены.

Косвенный
Нагреватель подает питьевую (питьевую) воду домой.
Как
это работает: косвенный нагреватель имеет термостат, который установлен
независимо от котла. Термостат управляет циркуляционным насосом.
Когда вода внутри косвенного нагревателя падает ниже заданного значения, насос
циркулирует горячая вода из
котел, через тепло
теплообменник, и обратно в котел в непрерывном цикле.
Когда вода
температура внутри косвенного нагревателя достигает заданного значения термостата,
например, 120F, циркуляционный насос выключается, а вода останавливается
двигаясь через теплообменник, пока термостат снова не нагреется.

Зачем использовать косвенный резервуар с теплообменником для подачи горячей воды в дом?

1)
Питьевая горячая вода должна быть безопасной для питья и не должна смешиваться с
горячая вода используется в котельной системе. Котел является закрытой системой, которая
рециркулирует ту же воду, в то время как питьевая вода должна быть введена свежей
с каждой ничьей.
2)
Супер
горячая вода из котла не допускается в бытовую воду
трубы, в которых давление может превышать номинальное значение трубы и температуры
может превышать рейтинг резервуара или превышать жилой стандарт безопасности для
Ошпаривание (максимум 150 для бытовых обогревателей).Очень горячая вода
(140-180F +) может убить и / или вызвать серьезные ожоги. типичный
температура душа в ванне составляет 104F и редко намного выше. типичный
настройка термостата на косвенном нагревателе может быть 120-135F, что означает, что
холодная вода смешивается с горячей водой на клапане душа для достижения 104F
температура. Каждый продукт руководство для бытовых водонагревателей
рекомендую 120 настроек термостата. Смесительный клапан должен быть установлен для
любая установка термостата выше 120F.
Ресурс:
Преимущества смесительного клапана
Контур котла представляет собой «закрытую систему»
и должны иметь гарантии для
минимизировать высокое давление и предотвратить взрыв резервуаров и
трубы, которые содержат перегретую горячую воду.Котел ДОЛЖЕН
быть установленным, поддержанным и т. д. лицензированным водопроводчиком с опытом работы с котлом
из-за высокого давления и температуры от котла …
Не сделай сам бытовой проект.
Ресурс
Схема труб для 3 котлов
Типовая
Руководство по косвенному обслуживанию котла:
Руководство по косвенному обслуживанию
Руководство по эксплуатации котла
Руководство по установке / обслуживанию котла
Установка / обслуживание коммерческого котла
Какой необходим косвенный нагреватель

Котел
косвенные — это действительно «бесконечный запас горячей воды»… способен
поставляя 400+ галлонов горячего при непрерывном розыгрыше, прежде чем стать слишком крутым
в
использовать.

Увеличить картинку
Конденсация
обогреватели …
Начиная с энергетического стандарта 2015 года, любое домашнее хозяйство нуждается в газе
нагреватель больше, чем 50 галлонов, следует обратить внимание на покупку двух нагревателей, или
рассмотрим конденсационный нагреватель.
Polaris относится к классу воды
нагреватели, называемые «конденсацией» из-за количества тепла, возвращаемого из
дымоход и полученный в результате конденсированный кислый водяной пар, который должен
быть направленным в сток в полу.

Polaris
нагреватель
… … ультранизкий nox, вентилируемый водонагреватель Polaris с
100 000–1 000 000 БТЕ в час горелки и 444 резервуара из нержавеющей стали и тепла
Обменник, не требует анодного стержня и поставляется в размере 34 и 50 галлонов.

Цель: поставлять большое количество питьевой воды с вторичной водой
Назначение отопления дома.
Polaris использовался много лет. Это не новое введение.
у Polaris выше
КПД (80%) по сравнению с обычным атмосферным или вентилируемым нагревателем (60%)
КПД).
Эффективность
комбинированная тепловая эффективность и стоимость в режиме ожидания нагревателя, включая любой
электричество необходимо для воздуходувки, заслонки дымохода и т. д., но не учитывает
цена покупки, долговечность, обслуживание, ремонт, стоимость монтажа,
изменения дома и т. д., а также не учитывать ущерб окружающей среде
домохозяйства с высоким потреблением.

Полярис 50 галлонов от 100 000 до 199 000 БТЕ в час
размером примерно с обычный водонагреватель
(22 «диаметр), но может поставить
больше горячей воды, чем 40000 БТЕ водонагревателей.

Например, 50
10000 БТЕ галлонов Polaris поставляет примерно 100 галлонов в первый час …
Это означает, что он доставит 100 галлонов горячей воды за один проход
до температуры воды
становится непригодным для использования. Восстановление 129 галлонов в час. (В зависимости от температуры
настройка подачи холодной воды и термостата).
50 галлонов 199 000 БТЕ Polaris может доставить около 170 галлонов в первый час.
Контраст с обычным 40-галлонным нагревателем бака с доставкой в ​​первый час
оцените пригодную для употребления горячую воду на 60 галлонов с восстановлением 40-50 галлонов в час в час

компромисс для конденсационных нагревателей, таких как Polaris, — более высокая стоимость, более дорогой ремонт, больший
газопровод и расход газа, более сложная установка (прямая вентиляция), необходимость
чистая электрическая мощность и выделенная цепь на 120 вольт, плюс защита от перенапряжения для защиты сложных электронных
регуляторы подвержены скачкам напряжения и т. д.

Конденсаторный обогреватель Polaris использует
воздуходувка для всасывания воздуха в горелку в нижней части водонагревателя
через впускную трубу с улицы. Поставка природного газа или пропана
газ
смешивается с воздухом внутри горелки, расположенной в нижней части водяного бака.После сжигания топлива воздуходувка выталкивает горячий побочный продукт сгорания.
через спиральный теплообменник, расположенный внутри бака перед выталкиванием выхлопных газов
побочный продукт из бака и вверх по вентиляционной трубе, выходящей через боковую стенку или
окончания на крыше. Вентиляционная труба типичная
2-3 «ПВХ, как указано в руководстве.

Полярис нагреватель может быть
встроенный вспомогательный накопительный нагреватель или встроенный воздух
погрузчик для отопления всего дома … или использованный отдельно для доставки
питьевая горячая вода большого объема.

Ресурсы:
Обзор Водонагреватель Polaris и изображения
Конденсатный нагреватель Vertex не может справиться с душем с высоким расходом
Эффективность: конденсационные нагреватели циркулируют горячую воду через спиральный теплообменник,
повышение тепловой эффективности. Polaris имеет тепловой КПД 94-96%.
Тепловой КПД — это процент тепла от горелки, который передается в
вода … добавить тепловую эффективность с расчетными потерями в режиме ожидания = общая эффективность.
Polaris имеет общую эффективность около 81%.
Эффективность обычного атмосферного бытового газового водонагревателя составляет около
60%. Помните, EF рейтинг обогревателя не является эффективностью … это
формула для расчета эффективности, которая вычитает процент бака
объем … с меньшими резервуарами, имеющими меньший объем, и немного выше
эффективность.
Токсичный
побочные продукты. По федеральному стандарту любой водонагреватель с 100 000 БТЕ должен
быть ультра низким nox. Polaris с горелкой от 100 000 до 199 000 БТЕ
является ультранизким NOX … выпуская 20 частей на миллион (частей на миллион) NOx.Контраст
с типичным резидентным обогревателем с ультранизким выбросом NOX на 40 000 БТЕ
14 стр / мин Типичный резидентный газ на 40 000 БТЕ
водонагреватель (если не рассчитан на низкий уровень NOX) около 54 промилле.

Этот термальный дом | Математика

Если вы хотите сделать свой дом более эффективным в отражении неприятностей на улице (жарко или холодно), что вы должны сделать в первую очередь? Утеплить стены? Изолировать потолок? Крыша? Лучше окна? Проект ликвидации? Что имеет самый большой эффект? Несмотря на то, что у меня, к сожалению, мало практического опыта по обустройству дома (это в моем списке ведра), я по крайней мере и понимаю теплопередачу с точки зрения физики / техники и могу пройти через некоторые проницательные вычисления.Итак, давайте построим фэнтезийный дом и оценим тепловые компромиссы на 1234 Теоретический переулок.

Тепловой транспорт

Существует только три пути перемещения тепла: с проводимостью , с конвекцией и с излучением . Других вариантов нет.

Проводимость

Мощность (энергия в единицу времени), протекающая по материалу посредством проводимости, заметно зависит от свойств материала (теплопроводность, к ), толщины материала, т , площади, A , участвующей в проводимости (между холодной и горячей средой) и разностью температур, ΔT .Не задумываясь, вы можете построить правильное соотношение для мощности, передаваемой по проводимости, выяснив, как она должна масштабироваться при изменении одной или другой переменной: P cond = κAΔT / t , где κ — это теплопроводность материала, принимая в единицах Вт / м / ° С в метрической системе. Для многих строительных материалов к находится в диапазоне 0,1–1 Вт / м / ° C. Лист фанеры, в нижней части диапазона ( к ≈ 0.12, размером 4 × 8 футов или 3 м²; т ( = 0,019 м (или 0,75 дюйма толщиной)) будет проводить около 19 Вт на градус Цельсия, представленный поперек.

R-значение

Строительная отрасль характеризует материалы по их R-значению, которое в США имеет неудачные единицы в фут ² ° F · ч / БТЕ. Эквивалент СИ — чуть более аккуратный м² · ° C / Вт. Значение R строит толщину, t , в меру, поэтому один и тот же материал с удвоенной толщиной получит двойное значение R.

Относительно внутренних свойств материала, к и т , R US = 5,7 × т / к в США, или, проще, R SI = т / к за рубежом. Наша фанера ранее была бы охарактеризована как R = 0,9 в США или 0,16 на международном уровне. Обратите внимание, что значение R не зависит от площади. Чтобы получить поток мощности через поверхность, в ваттах мы заменяем отношение двух абзацев на P cond = 5.7 × AΔT / R US или P cond = AΔT / R SI .

Конвекция

Конвекция в своей основе — это просто проводимость в движущуюся жидкость, которая затем уносит тепло, просто протягивая его вдоль. Рядом с любой поверхностью в потоке жидкости находится пограничный слой жидкости, который цепляется за поверхность, так что тепловой поток контролируется проводимостью через пограничный слой. Для воздуха κ ≈ 0,02 Вт / м / ° C, а толщина пограничного слоя часто находится в пределах нескольких миллиметров, в результате чего эффективное значение R (US) находится в районе 1.

За исключением пограничных слоев, конвекционная мощность должна быть пропорциональна площади, подвергаемой воздействию, и разнице температур между кожей и окружающим воздухом. Постоянная пропорциональности, ч. определяет, насколько сильна связь, и эффективно отражает физику пограничного слоя (который зависит от скорости потока, деталей поверхности и т. Д.). В любом случае мы получаем соотношение P conv = hAΔT . Типичные ситуации могут составлять ч ≈ 2 Вт / м² / ° C на внутренних поверхностях («неподвижный» воздух), ч ≈ 5 Вт / м² / ° C для легких атмосферных явлений на улице и, возможно, 10 или 20 в ветреную погоду.Если наш кусок фанеры площадью 3 м² находится при комнатной температуре (20 ° C) и помещен в мороз с силой ч , равной 5, каждая поверхность будет терять энергию со скоростью 300 Вт.

Обратите внимание, что мы можем связать ч со значением R в общем уравнении, которое выглядит как соотношение проводимости: P = hAΔT = 5.7 × AΔT / R US , и в этом случае мы можем идентифицировать h = 5,7 / R US = 1 / R SI . В этом случае светлые потоки наружного воздуха ( ч, = 5) могут быть связаны с R US ≈ 1.

Излучение

Каждый объект излучает электромагнитно. При знакомых температурах все это происходит в среднем инфракрасном диапазоне, достигая пика на длине волны 10 мкм и полностью исчезая на 2 мкм (при этом зрение человека составляет 0,4–0,7 мкм). Чистый поток, естественно, является горячим и холодным и подчиняется соотношению: P рад = ( ε ч T 4 ч ε c T 4 c ), где σ = 5.67 × 10 −8 Вт / м² / K 4 . Коэффициенты ε представляют собой значения коэффициента излучения в диапазоне от 0,0 (блестящий) до 1,0 (тусклый). Температуры должны быть выражены в в Кельвинах, так как количество радиации зависит от абсолютной температуры объекта . Индексы обозначают горячие и холодные предметы. Мы будем игнорировать осложнения из-за неоднородных сред.

Таким образом, наш кусок фанеры при комнатной температуре (293 K) в радиационном контакте с окружающим миром при 0 ° C (273 K) будет видеть, что около 300 Вт изливается с каждой поверхности, если предполагается, что излучательная способность равна почти 1.0. Очень похоже на конвекцию (хорошее эмпирическое правило).

Слово об излучательной способности. Большинство вещей имеют очень высокую излучательную способность. Все органическое (дерево, кожа, пластик, краска любого цвета) может иметь излучательную способность около 0,95. Равномерное стекло с полублестящей (частично отражающей) поверхностью составляет 0,87. Только блестящие металлы опускаются низко, поэтому воздуховоды, некоторые изоляционные материалы и термосы используют блестящие поверхности: чтобы выбить канал радиационных потерь тепла.

Как ни досадно, излучение не просто пропорционально ΔT , а вместо этого пропорционально разнице между четвертой степени температур.Однако для небольших разностей температур в абсолютном масштабе (к счастью, обычное явление) мы можем линеаризовать отношение (здесь предполагая излучательную способность единицы) к P рад 4AσT ³ ΔT , где T в куб. Термин является репрезентативной температурой, возможно, между горячей и холодной. Обратите внимание, что форма теперь выглядит как конвекция: 4 σT ³ заменяет ч . Для приведенных выше примеров, если мы выберем T = 283 K, мы найдем эквивалентное h -значение 4 σT ³ ≈ 5.1. Опять же, это иллюстрирует одинаковую величину излучения и конвекции в обычных обстоятельствах. В этом примере линеаризованное приближение находится в пределах процента от правильного ответа, когда в качестве «контрольной» температуры выбрана средняя точка, отклоняющаяся на ~ 10%, если вместо этого используется одна из конечных точек. Поскольку излучение может быть линеаризовано таким образом и выражено как значение ч , оно также может быть приведено в терминах эквивалентного R-значения.

вся энчилада

В реальной ситуации нам обычно приходится иметь дело со всеми тремя тепловыми путями одновременно.Итак, давайте рассмотрим стену, расположенную между жарким внутренним пространством и холодным свежим внешним видом. По опыту, стена будет немного прохладной на ощупь, поэтому мы получаем тепловой поток от комнаты к стене через конвекцию и излучение. Сама стена проводит тепло к внешней поверхности. Тогда конвекция и излучение отводят тепло оттуда. В равновесии (и поскольку тепловая энергия не создается и не разрушается в стене), мы имеем баланс уравнений, такой что P конв, в + P рад, в = P конд = P , выход + P рад, .

Если мы не хотим анализировать температуру поверхности стены внутри и снаружи, мы можем объединить все каналы в один объект. Это может помочь рассмотреть каждый путь с точки зрения сопротивления тепловому потоку (сам по себе похожий на ток в цепи). Это происхождение термина «R-значение» в первую очередь. Конвекция и излучение работают как два резистора параллельно, последовательно с токопроводящим элементом.

R-значения для конвекции, излучения и проводимости объединяются как резисторы в схеме, показанной здесь для проводящей настенной связи внутри и снаружи через конвекцию и излучение.Сумма двух входных мощностей равна проводимой мощности, которая равна сумме выходных мощностей.

Обратите внимание, что, когда два процесса работают параллельно, совместно используя одну и ту же область и ΔT , эффективное значение R задается как P tot = AΔT / R eff = P 1 + P 2 = AΔT (1 / R 1 + 1 / R 2 ), так что 1 / R eff = (1 / R 1 + 1 / R 2 ) ,И наоборот, когда два процесса идут последовательно, совместно используя один и тот же поток мощности и одну и ту же область, но кусочно-разные значения ΔT , мы получаем, что P = AΔT 1 / R 1 = AΔT 2 / R 2 , так что общее ΔT = ΔT 1 + ΔT 2 работает на P (R 1 + R 2 ) / A , или P = AΔT / (R 1 + R 2 ), так что R eff = (R 1 + R 2 ).Другими словами, значения R просто складываются последовательно, в то время как их инверсии складываются параллельно, как резисторы в электрической цепи. Обратите внимание, что ради аккуратности я исключил надоедливый коэффициент преобразования 5,7 в приведенных выше соотношениях, который при желании можно добавить обратно.

Для наглядного примера того, как все это работает, давайте построим стену из одного листа фанеры ( κ = 0,12 Вт / м / ° C; t = 0,019 м; поэтому R US = 0,9.У нас будет внутренняя среда с ч = 2 Вт / м² / ° C, T = 20 ° C, и предположим, что температура внутренней стенки близка к той же, так что я могу использовать T = 293 K в радиационном приближении. В этом случае я вычисляю значения R (US), равные 2,85 и 1 для конвекции и излучения соответственно (для неподвижного воздуха внутри излучение здесь является более важным каналом). Параллельно они увеличивают эффективное значение R до 0,74. Если внешняя сторона нашей «стены» близка к температуре окружающей среды, скажем, 273 К, и небольшой ветер дает нам ч. = 10 Вт / м² / ° C, у нас R-значения равны 0.57 и 1.2 для конвекции и излучения (обратите внимание на изменение роли в более активном воздухе, так что конвекция доминирует). Внешняя комбинация R = 0,39.

Таким образом, наша общая передача через стену имеет три значения R последовательно: 0,74, чтобы получить тепло в стену, 0,9, чтобы получить тепло через стену, и 0,39, чтобы отвести ее от внешней поверхности. Суммируя их, мы получаем R US ≈ 2,03. Для внутренней-наружной ΔT = 20 ° C каждый квадратный метр этой стены будет проводить 5.7 × 20 / 2,03 ≈ 56 Вт.

Get Real

Теперь, когда у нас есть некоторый смысл для того, как обращаться с проводимостью, конвекцией и излучением в контексте R-значения, мы можем найти и использовать соответствующие R-значения для обычных строительных материалов. Я получаю большую часть своей информации с этого очень полезного сайта, многие ценности также доступны на сайте Википедии.

Чтобы вычислить эффективное значение R для составной поверхности, такой как стена со шпильками внутри, просто объединяют пути параллельно, взвешенные по дробной площади каждого.Например, стена с шипами имеет 15% площади, покрытой шипами, с общим сквозным значением R (включая конвекцию / излучение, называемое «воздушной пленкой»), равным 7,1. Остальные 85% — это изолированный отсек с R-значением 15,7. Эффективное значение R задается как 1 / R = (0,15 / R , шип + 0,85 / R , отсек ), в расчете на R = 13,3. Если бы я не учел изоляцию, я бы заменил стеклопластиковый ватин с R = 13 двумя слоями «воздушной пленки» со значениями 0,68 (очень похоже на наше значение 0,74 сверху).В этом случае имеем 1 / R = (0,15 / 7,1 + 0,85 / 4,1) или R = 4,3. Обратите внимание, что для неизолированных стен шпильки более изолированы, чем воздушное пространство между ними.

Давайте теперь соберем таблицу значений для соответствующих строительных блоков. Разделите R US на 5,7, чтобы получить R SI .

Структура % Обрамление Элементы R US
неизолированная стена 15% воздух; гипсокартон; шпилька / залив; фанеры; сайдинг; воздух 4.1
Изолированная стена 15% заменить отсек с изоляцией 13,3
неизолированный потолок 8% воздух; гипсокартон; стропила / открыты; воздух 1,65
Изолированный потолок 8% заменить открытым с изоляцией 13,0
неизолированный пол 15% воздух; плитка; фанеры; перекрытия / открытые; воздух 2.5
Изолированный пол 15% заменить открытым с изоляцией 12,7
неизолированная крыша 8% воздух; кадрирование / открыть; фанеры; опоясывающий лишай; воздух 1,85
Изолированная крыша 8% заменить открытым с изоляцией 13,2
Однопанельное окно без покрытий 0,9
Окно с двумя стеклами полдюйма воздушного пространства 2.0
Лучшее окно подвесная пленка, низкая E 4,0
Дверь дерево, твердое ядро ​​ 3,0

Наш Скучный Дом

Ради простоты мы собираемся сделать одноэтажный дом с квадратной площадью. У нас будет скатная крыша с мансардным пространством, и мы рассмотрим поднятые фундаменты с ползком под ними, а также фундаментные плиты.Мы украсим каждую сторону дома двумя окнами среднего размера и передней и задней дверью. Что касается размеров, мы возьмем что-то, близкое к среднему американскому значению в 2700 футов², и воспользуемся возможностью перейти к метрике, сделав наш дом 15 м на стороне, в результате чего площадь составит 225 м² или 2422 фут². Стены будут иметь высоту 2,5 м (8 футов). Для окон мы сделаем каждое 1,5 м² (эквивалентно 16 футов 2 или 4 × 4 фута). Наши двери занимают 2 м² каждая.

Прекрасный дом для теоретика.

Общая площадь стен составляет 134 м², пол и потолок — 225 м², окна 12 м² и двери 4 м².

Мы вычислим теплоизоляцию дома в единицах W / ° C и назовем эту теплопроводность. Каждый компонент добавляет некоторый бит тепловой проницаемости в соответствии с Q = P / ΔT = 5,7 × A / R US . Затем они могут быть добавлены для каждого компонента дома.

Используя неизолированные значения для всего и однопанельных окон, я получаю значения Q в W / ° C для стен 186; потолок (предполагает достаточную вентиляцию на чердаке при температуре окружающей среды): 777; фальшпол: 513; однопанельные окна: 75; двери: 8.Всего 1560 Вт / ° C.

Давайте сделаем паузу, чтобы представить это число в перспективе. Для поддержания комнатной температуры, когда снаружи находится замерзание, потребуется 31 кВт мощности или 20 обогревателей. Печь мощностью 75 000 БТЕ / ч эквивалентна 22 кВт и не сможет поддерживать в рабочем состоянии. И мы еще даже не рассматривали черновики.

Теперь мы рассмотрим другую крайность и поместим изоляцию R-13 в стены, потолок, под пол и используем лучшие окна, которые мы можем купить. Мы снова дадим чердаку полностью вентилироваться и при температуре наружного воздуха.Теперь мы получаем стены: 57; потолок: 99; этаж: 103; окна: 17, а двери все еще в 4. Общее количество составляет 280 Вт / ° C, и примерно пятая часть того, что было ранее. Стоимость обогрева / охлаждения также улучшится по крайней мере в пять раз (не будет необходимости так часто в более мягких условиях). В нашем случае 53% улучшений произошло за счет утепления потолка, 32% от пола, 10% от стен и 5% от окон. Это предполагает порядок приоритетов. Конечно, при большем количестве изоляции возможны еще большие выгоды, пока не будут доминировать другие факторы.

Потеря пола здесь немного преувеличена, так как простые числа предполагают, что пространство для ползания холоднее, чем снаружи. В той степени, в которой это не так, цифры немного смягчаются пропорционально росту относительной температуры. Это также тот случай, когда воздух у пола, вероятно, будет холоднее, чем воздух у потолка, если воздух в помещении не будет хорошо перемешан. Это также уменьшает потери тепла через пол в случае, если на улице холоднее, чем внутри. Тем не менее, вполне вероятно, что изоляция пола принесет довольно заметное улучшение.

Соображения о крыше

Возможно предположение о полностью вентилируемом чердаке вызвало ужас. Если бы я предполагал закрытый чердак (другой край), потолок и крыша действовали бы последовательно, производя R-значение 3,5 в неизолированном случае или 26,2 в изолированном случае. Значения термической проницаемости при этом будут 366 Вт / ° С и 49 Вт / ° С соответственно. Наши итоги будут варьироваться от 1150 Вт / ° C до 232 Вт / ° C. Самым большим выигрышем тогда будет изоляция пола. Но на самом деле чердак, как правило, ближе к окружающей среде, чем к внутренней части, так что изоляция потолка, вероятно, останется самым важным шагом.

Если предположить, что чердак вентилируется, большая часть разницы температур внутри и снаружи будет появляться через потолок, придавая изоляционные свойства кровли второстепенной важности. Но это пренебрегает солнечной нагрузкой на крышу. Любой, кто сталкивался с горячим чердаком, знает, что вентиляция на чердаке не подходит для предотвращения нагрева крыши. Поэтому изоляция крыши может стать важным шагом в условиях, когда охлаждение является большой поглотителем энергии. В местах, где отопление важнее, чем охлаждение, на самом деле может быть лучше оставить утепление крыши, чтобы зимнее солнце давало некоторую выгоду от обогрева, немного нагревая чердак.

плиты перекрытий

Для плиточных полов оценка несколько сложнее, чем для фальшполов. Шестидюймовая бетонная плита имеет R-значение около 0,5. Но под плитой лежит грязь. Собирая воедино информацию из нескольких источников (здесь и здесь), я понимаю, что сухая почва имеет теплопроводность около 0,8 Вт / м / ° C и эффективную тепловую толщину (шкала длины, по которой существует градиент температуры) около 0,2 м. Это даст ему R-значение около 1,4 для комбинированного R-значения плиты-грунта 1.9 или 2,6 с учетом радиационной / проводящей связи. Но все это может не иметь значения, потому что температура грунта довольно стабильна в течение всего года и может достичь приблизительного равновесия с температурой вашего дома — по крайней мере, вдали от края плиты. Для устранения утечек из боковых сторон плиты (воздух и земля) участок штата Вашингтон предполагает коэффициент потерь 1,2 Вт / ° C на метр периметра или 72 Вт / ° C для нашего прекрасного дома, который не слишком отличается из того, что мы рассчитали для изолированного фальшпола.

Я чувствую тягу

Некоторое время назад я оценил тепловые характеристики своего дома (который составляет около двух третей размера плиты, которую мы рассматриваем в этом посте) в контексте отопления, и при этом рассчитал, что моему дому требуется 610 Вт. / ° С, чтобы нагреть. Чуть позже я посмотрел на производительность охлаждения и обнаружил недостаток в моем предыдущем методе анализа. В итоге более полный метод предложил 1465 Вт / ° C. Большая разница! Но не только это, кажется, что мой дом работает на хуже , чем наш примерный дом — несмотря на то, что он меньше, с изоляцией в стенах, различной степенью изоляции на потолке (некоторые очень старые и тонкие), а также с двойным стеклом окна практически везде.В моем случае неутешительные тепловые характеристики не приводят к потере энергии, поскольку я обычно не отапливаю и не охлаждаю дом. Но жилой дом будет более удобным. Так в чем же дело?

Подозреваю, сквозняки. У нас есть вентиляторы в нескольких комнатах с минимальной герметизацией, могут освещать весь потолок, возможно, протекают дверные рамы, и заслонка в нашем неиспользованном камине, который я только что проверил и обнаружил открытым — что, вероятно, так и было с тех пор, как мы купили дом несколько лет назад!

Насколько важными могут быть черновики? Воздух имеет теплоемкость около 1000 Дж / кг / ° С.Каждый кубический метр воздуха (1000 л) имеет около 1,25 кг массы и поэтому удерживает 1250 Дж энергии на градус разницы температур. Таким образом, если воздух поступит с перепадом температуры 10 ° C со скоростью 0,1 м³ / с (210 куб. Футов в минуту или кубических футов в минуту), соответствующая скорость теплопередачи составит 1250 Вт.

Рекомендованные скорости потока требуют более 4 воздухообменов в час. В нашем притворном доме это означает 225 × 2,5 × 4 = 2250 м³ на 3600 секунд или 0,625 м³ / с, что составляет около 0.8 кг / с или 780 Вт / ° С. Это много! Другой источник рекомендует минимальный расход 1 куб. Фут / мин на 100 кв. Футов жилой площади, плюс еще 7,5 куб. Для нашего модельного дома, предполагающего три спальни, мы получаем минимальное требование в 54 кубических фута в минуту, что составляет всего 0,026 м³ / с или один полный обмен каждые шесть часов. Сейчас мы находимся при 32 Вт / ° C и конкурируем с нашими изолированными стенами и т. Д. Я считаю, что последний источник более вероятен.

Я нашел следующую информацию с этого сайта очень полезной:

В среднем по стране частота смены воздуха для существующих домов составляет от одного до двух в час и снижается из-за ужесточения строительных норм и более строгих строительных норм и правил.Стандартные дома, построенные сегодня, обычно имеют коэффициент воздухообмена от 0,5 до 1,0. Чрезвычайно плотная новая конструкция может достигать скорости воздухообмена 0,35 или меньше. Большинство домов с такими низкими скоростями воздухообмена имеют некоторую форму механической вентиляции для подачи свежего наружного воздуха и обмена теплом между двумя воздушными потоками.

Чтобы получить представление о том, какой может быть скорость обмена воздуха в вашем доме, учтите, что плотный, хорошо закрытый недавно построенный дом обычно обеспечивает 0,6 смены воздуха в час или меньше.Достаточно плотный, хорошо построенный старый дом обычно имеет скорость обмена воздуха около 1 в час. В довольно свободном старом доме без штормовых окон и герметика, пропущенного в местах, скорость воздухообмена составляет около 2. В довольно рыхлом, сухом доме без замазки или уплотнителей и используемых входов скорость воздухообмена может достигать 4, а очень ветхий, ветхий дом может иметь скорость воздухообмена до 8.

Уклонение от уклонения

Я заинтересован в том, чтобы провести тест на приточную дверь, чтобы проверить черновой вариант моего дома.Идея состоит в том, чтобы запечатать дом, установить большой вентилятор на входной двери, который вытягивает воздух из дома, и измерить разницу в давлении в зависимости от скорости выпуска воздуха. Кроме того, когда на дом оказывается отрицательное давление, на утечки можно выискивать, прислушиваясь к свисту или шипению, используя источник дыма, и разделяя его, поочередно закрывая / герметизируя части дома, чтобы изолировать, где находятся самые большие проблемы. Как это , а не может быть весело ?!

Еще одна техника, о которой стоит упомянуть, заключается в том, что после обустройства дома все равно можно обеспечить достаточную вентиляцию, не подвергаясь полному тепловому удару, используя вентилятор с рекуперацией тепла.Идея состоит в том, чтобы пропускать входящий воздух через выходящий в теплообменнике (например, воздух отделяется тонкой металлической мембраной). К тому времени, когда воздух выходит с любой стороны, поступающий воздух уже приобрел температуру окружающего воздуха в доме, в то время как отработанный воздух становится очень похожим на наружный воздух до выхода. При таком подходе тепловые потери, связанные с воздухообменом, можно сократить в четыре или более раз. Это снизит ранее рассчитанную 32 Вт / ° C до уровня, значительно меньшего 10, и приведет к тому же значению, что и высокопроизводительные окна.

усвоенных уроков

Тепловые характеристики дома — это не , что трудно понять, учитывая немного предыстории и некоторые соответствующие цифры. Инструменты, разработанные здесь, позволяют исследовать относительные преимущества новых окон, проектов изоляции, управления вентиляцией и т. Д. Первостепенное значение имеет способность объединить все три тепловых пути в структуру R-значения, чтобы можно было оценивать и сравнивать композитные конструкции. Принимая единицы W / ° C, мы можем быстро понять требования к нагреву для данной разницы температур или просто использовать число в качестве показателя качества тепла.

Я призываю вас попытаться вычислить тепловую пропускную способность вашего дома , учитывая его геометрию и конструкцию. Если вы знаете, сколько киловатт-часов или терм в день вы используете для поддержания определенного значения ΔT , вы можете сравнить теоретическую производительность с измеренной реальностью.

Конечно, на практике никогда не бывает так просто, как на Теоретическом переулке. Мой дом, например, кажется в три раза хуже, чем значение, которое я вычисляю по незнанию вентиляции. Воздушный поток здесь подстановочный знак, и он действительно может объяснить расхождение в моем случае — что-то, что я должен отслеживать.

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о