Зима. Мороз. Аварийно отключено водяное отопление. Сколько времени есть на ремонт и восстановление работоспособности системы отопления без слива до размораживания? За какое время воздух в помещении остынет до критичной температуры, при которой возникнет.
. опасность замерзания воды в трубах?
Критичным значением температуры внутреннего воздуха помещений принято считать +8°C. Подразумевается, что при всем этом в подвалах, технических помещениях, на лестничных клеточках температура возможно окажется уже отрицательной, и последствия могут быть трагическими.
На скорость остывания дома оказывают влияние огромное количество причин: температура и влажность внешнего воздуха, скорость и направление ветра, уровень и длительность инсоляции, наличие либо отсутствие других внутренних источников тепла (включая людей и животных), инфильтрация, вентиляция.
В расчете, представленном дальше, будет учитываться только температура внешнего воздуха. Данный факт не добавляет точности, делая расчет, на самом деле, оценочным, зато значительно его упрощает.
Следует увидеть, что наука предлагает более высокоточные методы расчета скорости остывания дома (к примеру: docplayer.ru/44638823-K-teorii-matematicheskogo-modelirovaniya-teplovogo-rezhima-zdaniy.html). Но вся их точность нивелируется сложностью корректного определения фактических значений бессчетных начальных данных. А так как начальных характеристик много, то некорректности их значений в итоге вычислений скапливаются в одной большой погрешности конечного результата.
Теория.
По традиционному закону Ньютона-Рихмана время нагрева (остывания) тела в среде с неизменной температурой определяется по формуле:
z=(LN (Абс (tн-t1)) -LN (Абс (tн-t2)))·c·ρ·V/(α·F), с (1)
- tн — температура среды, °C
- t1 — исходная температура тела, °C
- t2 — температура тела по истечении времени z, °C
- c — удельная теплоемкость тела, Дж/(кг·К)
- ρ — плотность тела, кг/м3
- V — объем тела, м3
- α — коэффициент теплопотери на границе кожа — среда, Вт/(м2·К)
- F — площадь коже, м2
Выделим правую часть формулы и обозначим β:
β=c·ρ·V/(α·F), с (2)
β имеет размерность времени — секунда:
В строительной теплотехнике величину β принято именовать коэффициентом аккумуляции тепла строения и считать не в секундах, а в часах.
Более надежным, довольно четким и обычным методом определения коэффициента аккумуляции строения β является практический застыл температуры воздуха в помещении (обычно, в угловом) при отключенном отоплении и довольно размеренной внешней температуре при облачной штилевой погоде без осадков.
Если температура воздуха в точке замера снизится с t1 до t2 за z часов, то согласно этим же формулам (1) и (2):
β=z/LN ((t1-tн)/(t2-tн)), час (3)
Для некоторых типов построек значения β приведены в таблице:
* МДС 41-6.2000, Таблица 2, создатель таблицы: к.т.н. Брайнина Е.Ю.
** Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление, Москва, Стройиздат, 1991, стр. 81
Зная коэффициент аккумуляции β, можно довольно просто смоделировать процесс остывания, вычислив время и среднюю скорость остывания дома:
z=β·LN ((t1-tн)/(t2-tн)), час (4)
Расчет в Excel скорости и времени остывания помещения.
На снимках экрана дальше представлен пример выполнения расчета, реализованного в Excel, с интерактивным отображением графика остывания помещения.
Задав начальные данные, вписав их в ячейки со светло-зеленой и светло-бирюзовой заливкой, юзер получает автоматом вычисленные время z и скорость остывания v в ячейках листа Excel со светло-желтой заливкой фона.
Меняя шаг времени (в примере задан шаг два часа), можно зрительно оценить темп остывания в различные по длине периоды времени.
В примере на снимках экрана воздух в некоем помещении с коэффициентом аккумуляции β=20 часов остывает с t1=20°C до t2=8°C при температуре внешнего воздуха tн=-10°C. Расчет в Excel указывает, что этот процесс по времени займет z=10,2 часа.
Средний темп падения температуры либо скорость остывания в течение этого промежутка времени составит v=1,2°C/час. Наибольшая скорость остывания будет в 1-ый час после отключения отопления: vmax=1,4°C/час.
Беглого взора на график довольно, дабы осознать, что отрицательной температура воздуха в помещении станет через 20 два часа.
Программку можно применять для расчета коэффициента аккумуляции β либо температуры воздуха в помещении t2 по известному времени остывания z с помощью сервиса Excel «Подбор параметра».
Заключение.
Скорость остывания дома при выключении отопления зависит прежде всего при отсутствии инфильтрации от коэффициента аккумуляции строения и от различия между внутренней и наружной температурой воздуха.
Большей способностью аккумулировать (припасать и сохранять) тепло владеют томные мощные кирпичные старенькые строения с металлическими радиаторами и огромным объемом воды в системе отопления. У таких домов коэффициент аккумуляции β добивается иногда 100 20 часов.
С повышением в здании количества и размеров окон, с уменьшением толщины стенок в связи с широким внедрением легких теплоизоляторов, с распространением конвекторов, обуславливающих относительно маленький объем теплоносителя в системе современные легкие дома плохо аккумулируют тепло. У таких построек β может быть 40-20 часов и даже меньше.
Для 1-го и такого же строения коэффициент аккумуляции угловых помещений верхних этажей меньше чем у срединных помещений средних этажей в 1,5-2 раза.
Прошу уважающих труд создателя закачивать файл с программкой расчетов после подписки на новости статей!
Лето наготове
Зимой в особенности ценишь комфорт. И даже если в свой пригородный дом мы выбираемся не почаще, чем на выходные, охото, дабы в нем было комфортабельно и тепло. Как летом.
Как сохранить в зимнем доме температуру, комфортабельную для проживания, при всем этом не расходуя лишнюю энергию и, соответственно, средства во время отсутствия владельцев? В поисках ответа на этот вопрос, конечно, сначала нужно учесть, какая отопительная система вначале предусмотрена в доме.
Все более либо наименее современные варианты предугадывают возможность автономного функционирования, и дом всегда готов обеспечить для вас летнее настроение.
Напольный котел VAILLANT
Огнь, вода, металлопластиковые трубы
Самое обычное для нас отопление – водяное. Источником тепла в данном случае служит котел того либо другого вида, который нагревает водянистый теплоноситель (специально приготовленную воду или антифриз), поступающий потом по трубам (идеальнее всего – металлопластиковым) к комнатным радиаторам. Протекающий по радиатору теплоноситель отдаёт часть тепла в комнату, потом ворачивается назад в котёл.
Более действенный термообмен достигается в системах, где предусмотрена принудительная циркуляция при помощи циркуляционного насоса.
Горючее выбирается зависимо от способностей и событий. Если к вашему участку подведен газопровод – очень отлично, голубое горючее недорого и комфортно в эксплуатации. В тех районах, куда газ не подведён, можно тормознуть на горючем твёрдом (дрова, уголь, кокс), водянистом (к примеру, солярке) либо электричестве.
Тепловый насос, использующий бесплатную термическую энергию окружающей среды для отопления дома – надежное средство для неизменного поддержания комфортабельной температуры в доме. VIESSMANN
Для вас кажется, древняя хорошая металлическая батарея уже не животрепещуща, и навряд ли чем поможет в нашем случае, когда дом эксплуатируется в полную силу только пару дней в неделю? Без современной автоматики это вправду так. Зато при наличии датчиков комнатной температуры, да еще с терморегуляторами, – уже такая отопительная система будет полностью конкурентоспособна.
Хозяева могут задавать нужные температурные характеристики на деньки, недели и даже месяцы вперед.
Устройства регулирования в состоянии управлять системой отопления зависимо от конфигурации температуры внешнего воздуха, поддерживать во время вашего отсутствия плюсовую температуру, тем предохраняя систему от замерзания, и устанавливать комфортабельную «погоду в доме» к моменту приезда владельцев. Если дом применяется для проживания только два-три денька в неделю, а в остальное время поддерживается в «щадящем» режиме, то экономия за счет средств автоматики может добиться 20–25%.
Бесспорное преимущество электрических котлов в том, что им не жутки краткосрочные отключения электроэнергии, настолько пользующиеся популярностью в наших широтах. Сходу после включения электричества они вновь начинают работать – без вмешательства человека. Хотя, если энергопитание исчезает нередко, лучше все-же обезопасить свой дом с помощью других источников электричества – к примеру, генератора либо аккума.
Система воздушного отопления позволяет поднять температуру воздуха на 30 и поболее градусов наименее чем за час. GOODWIN
Воздушный бой
Битву за сознание потребителей у водяного отопления в последние годы все почаще одерживает отопление воздушное – и не случаем. Эти системы ординарны и надежны, они состоят из 1-го либо нескольких воздухонагревателей, воздуховодов из покрытого цинком железа и особых решеток, через которые воздух подается в помещение, а потом по оборотным воздуховодам поступает в теплообменник воздухонагревателя. Процесс можно обозначить одним вместительным словом – рециркуляция.
Недочетов водяных систем они лишены, а преимуществами богаты.
Воды нет – замерзнуть нечему; не нужно строить котельные, бойлерные и т.д., так как нет котлов, а все тепло идет конкретно в жилые помещения, не тратясь на посредника-теплоноситель. КПД воздушных систем может превысить 90%!
А ах так насчет эксплуатации без роли человека?
Система воздушного отопления на сто процентов автоматизирована, что устраняет от необходимости в ее неизменном контроле. При достижении подходящей температуры в помещении воздухонагреватель автоматом отключается, не сжигая зря газ, а низкая инерционность системы позволяет стремительно перебегать с 1-го температурного режима на другой (с дневного на ночной, с летнего – на зимний). Не считая того, может быть программирование режимов работы системы на всю неделю и персональная установка температур в каждом из помещений.
И даже если ваш приезд для отопительной системы дома стал приятной неожиданностью, она окажет для вас теплый прием: за 30-40 минут система воздушного отопления позволяет поднять температуру воздуха в доме с –10 до +22 градусов по Цельсию. Дальше врубается автоматика, которая при неплохой термоизоляции дома работает в сверхэкономичном режиме для поддержания данной температуры. Воздухонагреватель в течение суток врубается всего 3-4 раза на 10-15 минут.
Достоинства систем инфракрасного отопления
- Температура воздуха ниже за счет эффекта нагрева только поверхностей, а не объема воздуха. Соответственно, энергозатраты меньше, чем при классическом воздушном отоплении.
- Отсутствуют сквозняки и движение пыли в воздухе, что не уникальность при разных технологических процессах (в том числе, в системах воздушного отопления), за счет чего улучшаются условия комфортности в помещении.
- В обычных системах воздушного отопления неоднородность (слоистость) воздушной массы и огромные теплоотдачи через кровлю и высшую часть внешних стенок являются предпосылкой большего расхода тепла. При инфракрасном отоплении тепло направляется конкретно в нижнюю зону помещения. Тепло распределяется по помещению умеренно, утраты тепла малы.
- Система инфракрасного отопления просит наименьшего времени для приведения ее в рабочий режим, из-за этого эксплуатационные расходы ниже, чем для классической системы. Прогрев помещения осуществляется всего за 15-30 минут.
- Подогрев поверхностей, а не объемов воздуха позволяет обогревать отдельные зоны либо рабочие места без необходимости обогревать полностью все помещение, давая возможность поддерживать различную температуру в разных зонах, что нереально в системах конвекционного подогрева.
- Системы инфракрасного отопления очень легки в обслуживании и установке, которая, за счет способности резвого монтажа, демонтажа и переноса устройств может занимать от 2-ух дней.
Солнце красное-инфракрасное
Еще резвее и еще экономичнее действуют инфракрасные обогреватели. Принцип деяния тут кардинально отличается от обрисованных выше. Термическое излучение, подобно обыкновенному солнечному свету, не поглощается воздухом, а передается окружающим поверхностям.
Вся энергия без утрат передается находящимся в помещении людям и предметам.
При всем этом температура в помещении может быть даже ниже хорошей на 2-3 градуса, но людям в нем все равно будет комфортабельно: инфракрасные обогреватели дают умопомрачительно ровненькое и мягкое тепло.
Невзирая на то, что почаще инфракрасные обогреватели применяются на промышленных объектах либо спортивных сооружениях, их использование может быть и в личных пригородных домах и даже квартирах. Единственное условие – высота потолков не должна быть ниже 2,5 метров.
В качестве инфракрасных излучателей применяются железные, глиняние, стеклокерамические, также кварцевые элементы и галогенные лампы.
Инфракрасные обогреватели выпускаются в виде напольных, потолочных либо стенных блоков и в состоянии обеспечивать как общее, так и зональное отопление, при всем этом в последнем случае посодействуют значительно сберечь.
Подход с разумом
Каким бы ни было отопление у вас на дому – воздушным, водяным, электрическим либо инфракрасным – внедрение его в экономном режиме во время отсутствия жителей может быть и уместно.
Понижение температуры воздуха в доме лишь на один градус уже приводит к экономии порядка 6% энергоэлементов.
Так что даже покупка простого комнатного термостата сбережет для вас солидные средства. Но лучше, если вопрос автоматизации отопления будет решен еще на стадии проектирования.
Если инфракрасное тепло способно прогреть помещение стремительно, но не заблаговременно, то система «умного дома» сама предусмотрит все мелочи по настройке климата: во времени и пространстве. И, очевидно, позаботиться о том, дабы система отопления работала очень экономно. Круглосуточный контроль над системой отопления исключает появление и развитие аварийных ситуаций, делает нужные температурные условия.
Программка задается не только лишь с учетом времени суток, сезона, даты, но и зависимо от того, находятся в помещении люди либо нет. Система «умного дома» оснащается вблизи датчиков, благодаря которым происходит учет огромного количества характеристик – погодные условия, конфигурации температуры, влажности и т.д., исходя из которых система автоматом включает «теплые полы» и/либо систему отопление, прогревая дом, как это нужно.
Котел Elitec c погодозависимой автоматикой регулирует свою работу, зависимо от внешней температуры воздуха. De Dietrich
Выход из строя 1-го из узлов системы отопления не воздействует на общую безопасность. Подача воды в батареи прекращается в случае прорыва труб, а в случае с электрическими полами происходит полное их обесточивание. Остановка систем отопления сопровождается оповещением об аварийной ситуации.
Благодаря шлюзу в сеть Internet, вы в хоть какой момент из хоть какой точки мира, имея при для себя всего только мобильный телефон с функцией GPRS/WAP сможете выслеживать температурный режим у вас на дому и изменять те либо другие характеристики.