Как произвести расчет платы за отопление в квартире

Тела, температура которых отличается, могут обмениваться тепловой энергией. То есть, между телами будет происходить теплообмен. Самостоятельно тепловая энергия переходит от более нагретых тел к менее нагретым.

Исходные данные

Имеем шкаф из окрашенной листовой стали с габаритами (В×Ш×Г) 2×1×0,6 м, стоящий в ряду. В шкафу установлены два ПЧ, два сетевых фильтра и два выходных синусных фильтра, а также элементы коммутации, но ввиду их малой рассеиваемой мощности по отношению к указанному оборудованию ими можно пренебречь. Окружающая температура в помещении может изменяться в диапазоне –10…+32 °C. Относительная влажность 70%. Допустимая максимальная температура внутри шкафа +40 °C. Минимальная допустимая температура в шкафу во избежание образования конденсата должна быть не менее точки росы, т. е. в нашем случае +26 °C (табл. 1).

Тепловыделения от человека

Нагрузка Пример Мощность тепловыделения Вт.
Сидя Кино, театр, кафе 100
Сидячая работа Работа за компьютером, Контрольная в школе 120
Офисная работа Ресепшн, кассир, секретарь 130
Стоячая работа В лаборатории, продавец-консультант 130
Прогулка Хождение по корридорам 150
Умеренная нагрузка Официант, парикмахер 160
Работа на конвеере Механическое производство 220
Современные танцы Вечеринка, отдых в клубе 250
Быстрая ходьба Прогулка в горах 300
Тяжелая работа Атлетика, работа грузчика 430

Зимой более актуальными являются потери тепла, которые происходят через следующие источники: 

  • окна и двери;
  • стены;
  • пол;
  • крыша;
  • вентиляция.

Определение прикидочных теплопотерь по объему помещения, Вт/м3

Расчет водяного отопления: пример … Расчет водяного отопления: пример … Расчет водяного отопления: пример … Расчет водяного отопления: пример …

Постройки Количество наружных перегородок Назначение помещений
Старые окна Современные окна Ванная комната Котельная
Современные 1 30 25 50 23
2 37 35 60
3 50 40
Старые 1 40 33 65 30
2 48 45 80
3 65 52

Чтобы провести примерный, ориентировочный расчет теплопотерь здания, а также требуемое количество тепла, учитывают следующее:

  • дома, построенные по новым технологиям с использованием утеплителей требуют 60-70 Вт/м2 тепла;
  • для более старых зданий мощность системы отопления должна быть несколько выше — 100 Вт/м2.

Также расчет теплопотерь ориентировочно проводят не только по площади, но и объему (табл. 3.2), чтобы узнать требуемую мощность отопительных приборов.

Как начисляется оплата без приборов учета

Сезонная плата за отопление сказывается на величине коммунальных платежей. Вопрос, как проверить правильность начисления, интересует многих владельцев жилья, особенно тех, у кого нет выделенных счетчиков.

В соответствии с Федеральным законом «О теплоснабжении» №190-ФЗ от , теплоэнергия, поставляемая по договору оказания услуг, должна подлежать коммерческому учету. Общедомовые счетчики сейчас устанавливаются на все вводимые в эксплуатацию теплопроводные коммуникации. Однако на отопительных сетях домов, построенных более 10 лет назад, подобное оборудование может отсутствовать. Для таких объектов коммерческий учет расхода тепла осуществляется расчетным путем.

Формула оплаты по нормативам потребления

Чтобы проверить счет за отопление, нужно знать значения составляющих схемы расчета, а именно:

  • П – площадь;
  • Т – стоимость 1 Гкал энергии по тарифу региона. Это официальная информация, которую можно найти на сайте УК, обслуживающей дом;
  • Н – норма тепла для обогрева 1м2 жилплощади (Гкал/м2). Показатель зависит от погодных условий региона, года постройки жилища и материала стен;
  • О – сумма платежа за обогрев.

Внимание! Тарифные ставки устанавливаются Государством, а нормы расхода – специальной комиссией.

Схема расчета платы за отопление:

О=П x Н x T

Пример

Для примера расчета оплаты возьмем однокомнатную квартиру со следующими параметрами*:

*расчеты по другим схемам оплаты отопления будут производиться на этом же примере.

Внимание! Если возможна установка приборов коммерческого учета тепла, но собственник или УК отказывается это делать, при выставлении счета за тепло возможно применение повышающего коэффициента.

Pr = k · A · ∆T [Ватт], где

  • k [Вт/м2 K] — коэффициент теплоотдачи.

  • A [м2] — эффективная площадь электротехнического шкафа.

  • ∆T [K] — разница температур воздуха внутри и снаружи шкафа.

Коэффициент теплоотдачи — мощность излучения на 1 м2 площади поверхности. Является постоянной величиной и зависит от материала:

Материал

Коэффициент теплоотдачи

Листовая сталь

5,5 Вт/м2 K

Нержавеющая сталь

5,5 Вт/м2 K

Алюминий

12,0 Вт/м2 K

Пластмасса

3,5 Вт/м2 K

Эффективная площадь поверхности электрошкафа измеряется в соответствии со спецификациями VDE 0660, часть 500. Расчет зависит от расположения шкафа:

Один шкаф, свободно стоящий A = 1,8·H · (W + D) + 1,4 · W · D

Один шкаф, монтируемый на стену A = 1,4 · W · (H + D) + 1,8 · D · H

Крайний шкаф свободно стоящего ряда A = 1,4 · D · (H + W) + 1,8 · W · H

Крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену A = 1,4 · H · (W + D) + 1,4 · W · D

Не крайний шкаф свободно стоящего ряда A = 1,8 · W · H + 1,4 · W · D + D · H

Не крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену A = 1,4 · W · (H + D) + D · H

Не крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену, под козырьком A = 1,4 · W · H + 0,7 · W · D + D · H

где W — ширина шкафа, H — высота шкафа, D — глубина шкафа, измеряемые в метрах.

Разницу температур воздуха внутри и снаружи шкафа принято измерять в градусах Кельвина (разница температур в Кельвинах равна разнице температур в Цельсиях).

Разницу находят, вычитая из температуры внутри шкафа температуру окружающей среды:

Уравнение теплового баланса и сохранение тепловой энергии

Когда тело остывает, оно отдает тепловую энергию (теплоту).  Утерянное количество теплоты Q имеет знак «минус».

А когда тело нагревается – оно получает тепловую энергию. Приобретенное количество теплоты Q имеет знак «плюс».

Эти факты отражены на рисунке 2.

Рис. 2. Полученное количество теплоты имеет знак «+», а отданное Q – знак «-»

Закон сохранения тепловой энергии: Количество теплоты, отданное горячим телом равно количеству теплоты, полученному холодным телом.

Примечание: Существует и другая формулировка закона сохранения энергии: Энергия не появляется сама собой и не исчезает бесследно. Она переходит из одного вида в другой.

Уравнение теплового баланса

Тот факт, что тепловая энергия сохраняется, можно записать с помощью математики в виде уравнения. Такую запись называют уравнением теплового баланса.

Запишем уравнение теплового баланса для двух тел, обменивающихся тепловой энергией:

\[\large \boxed{ Q_{\text{остывания горяч}} + Q_{\text{нагревания холод}} = 0 }\]

\(\large Q_{\text{остывания горяч}} \left( \text{Дж} \right) \) – это количество теплоты горячее тело теряет.

\(\large Q_{\text{нагревания холод}} \left( \text{Дж} \right) \) – это количество теплоты холодное тело получает.

В левой части уравнения складываем количество теплоты каждого из тел, участвующих в теплообмене.

Записываем ноль в правой части уравнения, когда теплообмен с окружающей средой отсутствует. То есть, теплообмен происходит только между рассматриваемыми телами.

В некоторых учебниках применяют сокращения:

\[\large Q_{1} + Q_{2} = 0 \]

Примечание: Складывая два числа мы получим ноль, когда эти числа будут:

  • равными по модулю и
  • имеют различные знаки (одно число — знак «плюс», а второе – знак «минус»).

Если несколько тел участвуют в процессе теплообмена

Иногда в процессе теплообмена участвуют несколько тел. Тогда, для каждого тела нужно записать формулу количества теплоты Q. А потом все количества теплоты подставить в уравнение для теплового баланса:

\[\large \boxed{ Q_{1} + Q_{2} + Q_{3} + \ldots + Q_{n} = 0 } \]

При этом:

  • Q для каждого нагреваемого тела будет обладать знаком «+»,
  • Q для каждого охлаждаемого тела — знаком «-».

Детальный расчет водяного теплого пола

При составлении расчетов, обратите внимание, что максимально оптимальной температурой поверхности пола будет являться значение в 28 градусов. В случае превышения данного значения может появиться дискомфорт. В тех местах, где пол граничит с окнами или дверьми и наружными стенами, температура может быть выше до +35°С, а в ванных комнатах до +33°С.

Читайте также:  Ка выбрать водонагреватель для дома: обзор видов, советы специалистов

Обращайте внимание так же на покрытие, которое собираетесь использовать, так как у каждого покрытия есть свое сопротивление теплопередачи. Рекомендованное значение не должно превышать 0,15 М2К/Вт

При расчете водяного теплого пола обращайте внимание, что максимальная температура теплоносителя не должна превышать значение в 55 градусов. Оптимальные потери на контуре составляют обычно 10 градусов. То есть если подача у вас составляет 50 градусов, то обратка будет в районе 40 градусов

   Плотность потока тепла на 1 м2 рассчитывается следующим образом:

q=Q/F, где: Q – суммарное значение теплопотерь в помещении, (Вт); F — площадь пола, (м2); q — плотность потока тепла, (Вт/м2).

Используя полученное значение плотности теплового потока (q), температуру помещения и температуру на поверхности пола, производим расчет необходимой разности температур носителя тепла и шага раскладывания трубы, используя соответствующую таблицу (приложены в примере). Далее, пользуясь формулами G=3,6*Q/4,187*(tz-tp ) и L=F/b рассчитываем необходимый расход воды через систему отопления пола и длину укладываемой трубы, где:

G – количество расходуемой воды, (л/час); tz – входная температура, (°С); tp – выходная температура, (°С); b — шаг раскладывания трубы, (м); F — площадь пола, (м2).

Типовое задание

Явление теплового баланса используется как в изучении процессов при переходе из одного агрегатного состояния в другое, так и для твёрдых или жидких тел, не изменяющих решётку. Существуют типовые задания, входящие в школьную программу. Ученик, решая их, научится находить удельные параметры и сможет понять всю важность выражения теплового баланса.

В латунный котёл массой 128 граммов, содержащий 240 граммов воды, при 8,4 градусах опущено металлическое тело массой 192 грамма, нагретое до 120 градусов Цельсия. Окончательная установившаяся температура составила 21,5 градус. Определить удельную теплоёмкость рассматриваемого тела. Для решения задачи необходимо из справочника взять значение энергетической теплоёмкости латуни. Она составляет 400 Дж/ кг *С0. При этом нужно учитывать, что котёл теплоизолирован.

Температуру, которая установилась через время, обозначают буквой θ. Решение подобных задач начинают с установления количества тел, участвующих в теплообмене. В этом примере их три: вода, котёл, испытываемое тело. Количество тепла, полученное всеми тремя объектами, согласно закону, будет равняться нулю: Qв + Qк +Qт = 0. Теперь следует каждое слагаемое расписать отдельно:

  1. Qв = mв * cв * Св (θ — Tв).
  2. Qк = mк * cл * (θ — Tв).
  3. Qт = mт * cт * (θ — Tк).

Полученные формулы нужно подставить в исходное уравнение. При этом следует обратить внимание, что при подстановке образуется общий множитель (θ — T в), который можно вынести за скобки: (m в * c в + m к * c л) * (θ — T в) + m т * c т * (θ — T к) = 0.

Из условия задачи известно, что у тела температура 100 градусов, а равновесная температура меньше. Поэтому последняя скобка будет отрицательной. Значит, есть смысл перенести это слагаемое вправо, поменяв местами вычитаемое и уменьшаемое: (m в * c в + m к * c л) * (θ — T в) = m т * c т * (T к — θ). Отсюда можно выразить удельную теплоёмкость массы тела. Она будет равняться: C т = (m в * c в + m к * c л) * (θ — T в) / m т * (T к — θ) .

Все данные, используемые в формуле, известны. Остаётся только провести расчёты, подставив значения: Cт = (0,24 кг * 4,2 кДж/кг*С + 0,128 кг * 0,4 кДж/кг*С *(21,5 — 8,4) С) / 0,192 кг * (100 — 21,5)С = 0,921 кДж/ кг *С0. Полученное вещество является алюминием.

Советы и рекомендации

Чтобы получить максимально точные расчёты, целесообразно обратиться за консультацией профессионалов, специализирующихся на выполнении монтажа внутренних инженерных коммуникаций.

Допускается использование онлайн-калькулятора, который облегчит расчёты, но даст весьма приблизительные вычисления, представляющие общую информацию о масштабах предстоящих монтажных работ.

Пример расчета водяного теплого пола

Для обогрева старых и ветхих сооружений, не обладающих качественным утеплением, нецелесообразно использовать систему тёплых водяных полов в качестве единственного отопительного элемента, что обусловлено низкой степенью эффективности и высоким уровнем энергозатрат.

Читайте также:  Группа безопасности для отопления: ее предназначение и монтаж

Уровень технической грамотности всех выполненных расчётов оказывает непосредственное влияние на качественные характеристики монтируемой отопительной системы. Правильные расчёты позволяют оптимизировать финансовые затраты не только на процесс установки водяного обогрева полов, но и минимизировать расходы во время эксплуатации и обслуживания всей отопительной системы.

Видео — Расчет теплого пола водяного (часть 1)

Расчет тепловой производительности котельной установки

Итак, вы решили создавать однотрубную систему отопления частного дома своими руками. Первое, что нужно сделать, чтобы узнать искомую величину мощности теплогенератора – это произвести расчет теплопотерь каждого отапливаемого помещения. Как известно, основные потери тепла исходят от:

  • Наружных стен.
  • Потолка.
  • Пола.
  • Окон.

На примере рассмотрим теплопотери угловой комнаты, с размерами 6 х 3 метра, двумя окнами 1,5 х 1,2 м, и высотой потолков 2,5 м.

  1. Наружные стены (S1) = (6 х 2,5)+(3 х 2,5)-2 (1,5 х 1,2); S1= 15+7,5-3,6=18,9 м2
  2. Окна (S2) = 2(1,5 х 1,2)= 3,6 м2
  3. Пол (S3) = 18 м2
  4. Потолок (S4) =18 м2

Применяем формулу расчета теплопотерь (Q) = k; для наружных стен k = 62; для окон k = 135; для пола k = 35; для потолка k = 27. Подставляем необходимые значения.

  1. Q1 = 18,9 х 62 = 1171,8 Вт или 1,172 кВт;
  2. Q2 = 3,6 х 135 = 486 Вт или 0,486 кВт;
  3. Q3 = 18 х 35 = 630 Вт или 0,63 кВт
  4. Q4 = 18 х 27 = 486 Вт или 0,486 кВт;

Теперь суммируем все теплопотери для выявления необходимого количества тепла, которого необходимо для конкретного помещения = 2,774 кВт;

Те же действия необходимы для каждого отдельного помещения. Суммируя теплопотери можно сделать вывод о необходимой производительности котельной установки. Есть методика менее точная, но достаточно надежная и быстрая: необходимо использовать удельную мощность котлоагрегата рекомендованную в зависимости от региона.

Тепловую производительность котельной установки можно высчитать, используя Wк = Wуд х S/10; где:

Wк = мощность котлоагрегата;

Wуд = рекомендованная удельная мощность, представленная на рис.;

S/10 = площадь обогреваемого помещения на 10 м3.

Теперь, когда, есть данные о мощности котлоагрегата, необходимого для обогрева дома, можно приступать к чертежам контура отопительной системы, прикидывать место размещения радиаторов отопления.

Теплопоступления от людей

Количество тепла, выделяемое людьми в помещении, всегда положительно. Оно зависит от числа людей, находящихся в помещении, выполняемой ими работы и параметров воздуха (температуры и влажности).

Кроме ощутимого (явного) тепла, которое организм человека передает окружающей среде путем конвекции и лучистой энергии, выделяется еще и скрытое тепло. Оно тратится на испарение влаги поверхностью кожи человека и легкими.

От рода занятий человека и параметров воздуха зависит соотношение явной и скрытой выделяемой теплоты. Чем интенсивнее физическая нагрузка и выше температура воздуха, тем больше доля скрытого тепла, при температуре воздуха выше 37 градусов все тепло, выработанное организмом, выделяется путем испарения.

  • При любом виде деятельности — от сна до тяжелой работы — тепловыделение больше при низкой температуре окружающей среды.
  • Чем выше температура воздуха, тем больше скрытое тепловыделение и меньше явное тепловыделение.

При расчете тепловыделения от людей нужно принять во внимание, что в помещении не всегда будет находиться максимальное число людей. Среднее число людей, которые обычно будут находиться в помещении, определяют на основании опыта (например, число посетителей в магазине), или с помощью установленных коэффициентов (например, в учреждениях — от общего числа сотрудников).

Таблица тепловыделения от людей в зависимости от температуры среды и физической нагрузки

Температура внешней среды Тепловыделение в состоянии покоя, Вт Тепловыделение при легкой нагрузке, Вт Тепловыделение при тяжелой нагрузке, Вт
10 130 156 290
14 118 138 263
18 104 133 250
22 102 132 249
26 102 132 249
30 100 130 246
32 98 128 244

Замечание: приведены средние данные для взрослых мужчин. Считается, что женщины выделяют 85%, а дети — 75% теплоты и влаги, выделяемых мужчинами.