Obliczanie obciążenia grzewczego budynku. Obliczanie obciążenia cieplnego do ogrzewania budynku

Aby dowiedzieć się, ile mocy powinien mieć sprzęt ciepłowniczy w prywatnym domu, konieczne jest określenie całkowitego obciążenia systemu grzewczego, dla którego wykonywane są obliczenia termiczne. W tym artykule nie będziemy mówić o powiększonej metodzie obliczania powierzchni lub kubatury budynku, ale przedstawimy dokładniejszą metodę stosowaną przez projektantów, tylko w uproszczonej formie dla lepszej percepcji. Tak więc na system grzewczy domu spadają 3 rodzaje obciążeń:

• kompensacja utraty energii cieplnej odchodzącej konstrukcja budowlana(ściany, podłogi, zadaszenie);
• ogrzewanie powietrza potrzebnego do wentylacji pomieszczeń;
• woda grzewcza na potrzeby CWU (gdy jest w to zaangażowany kocioł, a nie oddzielny podgrzewacz).

Wyznaczanie strat ciepła przez ogrodzenia zewnętrzne

Najpierw przedstawmy wzór z SNiP, który wylicza energię cieplną traconą przez konstrukcje budowlane oddzielające wnętrze domu od ulicy:

Q \u003d 1 / R x (tv - tn) x S, gdzie:

• Q to zużycie ciepła wychodzącego przez konstrukcję, W;
• R - odporność na przenikanie ciepła przez materiał ogrodzenia, m2ºС / W;
• S to powierzchnia tej konstrukcji, m2;
• tv - temperatura, która powinna być w domu, ºС;
• tn to średnia temperatura zewnętrzna dla 5 najzimniejszych dni, ºС.

Na przykład. Zgodnie z metodyką kalkulację strat ciepła wykonuje się osobno dla każdego pomieszczenia. W celu uproszczenia zadania proponuje się objęcie budynku całością, zakładając dopuszczalną średnią temperaturę 20-21 ºС.

Powierzchnia dla każdego rodzaju ogrodzenia zewnętrznego jest obliczana osobno, dla której mierzone są okna, drzwi, ściany i podłogi z dachem. Dzieje się tak, ponieważ są wykonane z różne materiały inna grubość. Czyli obliczenia będą musiały być wykonane osobno dla wszystkich typów konstrukcji, a następnie wyniki zostaną zsumowane. Prawdopodobnie z praktyki znasz najzimniejszą temperaturę na ulicy w swojej okolicy zamieszkania. Ale parametr R trzeba będzie obliczyć osobno zgodnie ze wzorem:

R = δ / λ, gdzie:

• λ jest współczynnikiem przewodności cieplnej materiału ogrodzenia, W/(mºС);
• δ to grubość materiału w metrach.

Notatka. Wartość λ jest wartością referencyjną, łatwo ją znaleźć w każdej literaturze referencyjnej, a w przypadku okien plastikowych producenci podają ten współczynnik. Poniżej znajduje się tabela ze współczynnikami przewodności cieplnej niektórych materiałów budowlanych, a do obliczeń konieczne jest przyjęcie wartości operacyjnych λ.

Jako przykład obliczmy, ile ciepła zostanie stracone o 10 m2 ceglana ściana Grubość 250 mm (2 cegły) przy różnicy temperatur na zewnątrz i wewnątrz domu 45 ºС:

R = 0,25 m / 0,44 W / (m ºС) = 0,57 m2 ºС / W.

Q \u003d 1 / 0,57 m2 ºС / W x 45 ºС x 10 m2 \u003d 789 W lub 0,79 kW.

Jeśli ściana składa się z różnych materiałów ( materiał konstrukcyjny plus izolacja), należy je również obliczyć osobno według powyższych wzorów, a wyniki podsumować. Okna i pokrycia dachowe są obliczane w ten sam sposób, ale inaczej jest w przypadku podłóg. Przede wszystkim musisz narysować plan budynku i podzielić go na strefy o szerokości 2 m, jak pokazano na rysunku:

Teraz powinieneś obliczyć obszar każdej strefy i naprzemiennie zastąpić go główną formułą. Zamiast parametru R należy przyjąć standardowe wartości​​dla stref I, II, III i IV, wskazane w poniższej tabeli. Na końcu obliczeń wyniki są sumowane i otrzymujemy całkowitą utratę ciepła przez podłogi.

Zużycie ogrzewania powietrza wentylacyjnego

Osoby niedoinformowane często nie biorą pod uwagę, że powietrze nawiewane w domu również musi być ogrzane, a to obciążenie termiczne dotyczy również systemu grzewczego. Zimne powietrze wciąż dostaje się do domu z zewnątrz, czy nam się to podoba, czy nie, a do jego ogrzania potrzeba energii. Co więcej, w prywatnym domu z reguły powinna funkcjonować pełnoprawna wentylacja nawiewno-wywiewna z naturalnym impulsem. Wymianę powietrza tworzy przeciąg w przewodach wentylacyjnych i kominie kotła.

Proponowane w dokumentacja normatywna Metoda określania obciążenia cieplnego z wentylacji jest dość skomplikowana. Dość dokładne wyniki można uzyskać, jeśli to obciążenie zostanie obliczone przy użyciu dobrze znanego wzoru na podstawie pojemności cieplnej substancji:

Qvent = cmΔt, tutaj:

• Qvent - ilość ciepła potrzebna do podgrzania powietrza nawiewanego, W;
• Δt - różnica temperatur na ulicy i w domu, ºС;
• m masa mieszanki powietrza pochodzącej z zewnątrz, kg;
• c to pojemność cieplna powietrza, przyjęta jako 0,28 W / (kg ºС).

Złożoność obliczenia tego typu obciążenia cieplnego polega na prawidłowym określeniu masy ogrzanego powietrza. Trudno zorientować się, ile dostaje się do domu przy naturalnej wentylacji. Dlatego warto odnieść się do norm, ponieważ budynki budowane są według projektów, w których przewidziana jest wymagana wymiana powietrza. A przepisy mówią, że w większości pomieszczeń środowisko powietrza powinno zmieniać się 1 raz na godzinę. Następnie bierzemy kubatury wszystkich pomieszczeń i dodajemy do nich natężenia przepływu powietrza dla każdej łazienki - 25 m3/h i kuchni kuchenka gazowa– 100 m3/h.

Aby obliczyć obciążenie cieplne ogrzewania z wentylacji, wynikową objętość powietrza należy przeliczyć na masę, poznając jej gęstość w różnych temperaturach z tabeli:

Załóżmy, że całkowita ilość powietrza nawiewanego wynosi 350 m3/h, temperatura na zewnątrz to minus 20 ºC, a temperatura wewnątrz plus 20 ºC. Wtedy jego masa wyniesie 350 m3 x 1,394 kg / m3 = 488 kg, a obciążenie cieplne systemu grzewczego wyniesie Qvent = 0,28 W / (kg ºС) x 488 kg x 40 ºС = 5465,6 W lub 5,5 kW.

Obciążenie cieplne z podgrzewu CWU

Aby określić to obciążenie, możesz użyć tego samego prostego wzoru, tylko teraz musisz obliczyć energię cieplną zużytą na ogrzewanie wody. Jego pojemność cieplna jest znana i wynosi 4,187 kJ/kg °С lub 1,16 W/kg °С. Biorąc pod uwagę, że czteroosobowa rodzina potrzebuje na 1 dzień 100 litrów wody podgrzanej do 55°C, na wszystkie potrzeby podstawiamy te liczby do wzoru i otrzymujemy:

QDHW \u003d 1,16 W / kg ° С x 100 kg x (55 - 10) ° С \u003d 5220 W lub 5,2 kW ciepła na dzień.

Notatka. Domyślnie przyjmuje się, że 1 litr wody to 1 kg, a temperatura zimna woda z kranu równy 10°C.

Jednostką mocy sprzętu jest zawsze 1 godzina, a wynikowe 5,2 kW - doba. Ale nie da się tej liczby podzielić przez 24, bo chcemy jak najszybciej otrzymać ciepłą wodę, a do tego kocioł musi mieć rezerwę mocy. Oznacza to, że ten ładunek musi zostać dodany do reszty bez zmian.

Wniosek

To obliczenie obciążeń ogrzewania domu da znacznie dokładniejsze wyniki niż tradycyjna metoda według obszaru, chociaż będziesz musiał ciężko pracować. Ostateczny wynik należy pomnożyć przez współczynnik bezpieczeństwa – 1,2, a nawet 1,4 i wybrać zgodnie z obliczoną wartością wyposażenie kotła. Inny sposób na powiększenie obliczeń obciążeń termicznych zgodnie z normami pokazano na filmie:

Jak zoptymalizować koszty ogrzewania? To zadanie można rozwiązać tylko dzięki zintegrowanemu podejściu, które uwzględnia wszystkie parametry systemu, budynek i cechy klimatyczne regionu. Jednocześnie najważniejszym elementem jest obciążenie cieplne ogrzewania: obliczenia wskaźników godzinowych i rocznych są zawarte w systemie obliczania wydajności systemu.

Dlaczego musisz znać ten parametr?

Jakie jest obliczenie obciążenia cieplnego do ogrzewania? Określa optymalną ilość energii cieplnej dla każdego pomieszczenia i budynku jako całości. Zmienne to moc urządzeń grzewczych - kotłów, grzejników i rurociągów. Uwzględniane są również straty ciepła w domu.

Idealnie moc grzewcza System grzewczy musi kompensować wszelkie straty ciepła i jednocześnie utrzymywać komfortowy poziom temperatury. Dlatego przed obliczeniem rocznego obciążenia grzewczego należy określić główne czynniki wpływające na to:

• Charakterystyka elementów konstrukcyjnych domu. Ściany zewnętrzne, okna, drzwi, system wentylacji wpływać na poziom strat ciepła;
• Wymiary domu. Logiczne jest założenie, że im większe pomieszczenie, tym intensywniej powinien działać system grzewczy. Ważnym czynnikiem w tym przypadku jest nie tylko całkowita objętość każdego pomieszczenia, ale także powierzchnia ścian zewnętrznych i konstrukcji okien;
• klimat w regionie. Przy stosunkowo niewielkich spadkach temperatury zewnętrznej potrzebna jest niewielka ilość energii, aby skompensować straty ciepła. Tych. maksymalne godzinowe obciążenie grzewcze zależy bezpośrednio od stopnia obniżenia temperatury w określonym przedziale czasu oraz średniej rocznej wartości dla sezon grzewczy.

Biorąc pod uwagę te czynniki, zestawiono optymalny termiczny tryb pracy systemu grzewczego. Podsumowując wszystkie powyższe, możemy powiedzieć, że określenie obciążenia cieplnego do ogrzewania jest konieczne, aby zmniejszyć zużycie energii i utrzymać optymalny poziom ogrzewania pomieszczeń domu.

Aby obliczyć optymalne obciążenie grzewcze według zagregowanych wskaźników, musisz znać dokładną kubaturę budynku. Należy pamiętać, że ta technika została opracowana dla dużych konstrukcji, więc błąd obliczeniowy będzie duży.

Wybór metody obliczania

Przed obliczeniem obciążenia grzewczego za pomocą wskaźników zagregowanych lub z większą dokładnością konieczne jest ustalenie zalecanych warunków temperaturowych dla budynku mieszkalnego.

Podczas obliczania charakterystyk grzewczych należy kierować się normami SanPiN 2.1.2.2645-10. Na podstawie danych w tabeli w każdym pomieszczeniu domu konieczne jest zapewnienie optymalnego reżimu temperaturowego do ogrzewania.

Metody, za pomocą których dokonuje się obliczenia godzinowego obciążenia grzewczego, mogą mieć różny stopień dokładności. W niektórych przypadkach zaleca się stosowanie dość skomplikowanych obliczeń, w wyniku których błąd będzie minimalny. Jeśli optymalizacja kosztów energii nie jest priorytetem przy projektowaniu ogrzewania, można zastosować mniej dokładne schematy.

Przy obliczaniu godzinowego obciążenia grzewczego należy wziąć pod uwagę dobową zmianę temperatury ulicy. Aby poprawić dokładność obliczeń, musisz znać charakterystykę techniczną budynku.

Proste sposoby obliczania obciążenia cieplnego

Wszelkie obliczenia obciążenia cieplnego są potrzebne, aby zoptymalizować parametry systemu grzewczego lub poprawić właściwości termoizolacyjne domu. Po jego wdrożeniu wybiera się pewne metody regulacji obciążenia grzewczego ogrzewania. Rozważ nie pracochłonne metody obliczania tego parametru systemu grzewczego.

Zależność mocy grzewczej od powierzchni

W przypadku domu o standardowych rozmiarach pomieszczeń, wysokości stropu i dobrej izolacji termicznej można zastosować znany stosunek powierzchni pomieszczenia do wymaganej mocy cieplnej. W takim przypadku na 10 m² potrzebny będzie 1 kW ciepła. Do uzyskanego wyniku należy zastosować współczynnik korygujący w zależności od strefy klimatycznej.

Załóżmy, że dom znajduje się w regionie moskiewskim. Jego Powierzchnia całkowita wynosić 150 m². W takim przypadku godzinowe obciążenie cieplne ogrzewania będzie równe:

15*1=15 kWh

Główną wadą tej metody jest duży błąd. Obliczenia nie uwzględniają zmian czynników atmosferycznych, a także cech budynku - odporności ścian i okien na przenikanie ciepła. Dlatego nie zaleca się stosowania go w praktyce.

Rozszerzone obliczenia obciążenia cieplnego budynku

Powiększone obliczenia obciążenia grzewczego charakteryzują się dokładniejszymi wynikami. Początkowo służył do wstępnego obliczenia tego parametru, gdy nie było możliwe określenie dokładnej charakterystyki budynku. Ogólna formuła do określenia obciążenia cieplnego na ogrzewanie przedstawiono poniżej:

Gdzie q°- specyficzna charakterystyka cieplna konstrukcji. Wartości należy pobrać z odpowiedniej tabeli, a- współczynnik korygujący, o którym wspomniano powyżej, Vn- kubatura zewnętrzna budynku, m³, Telewizja oraz Tnro– wartości temperatur wewnątrz domu i na zewnątrz.

Załóżmy, że konieczne jest obliczenie maksymalnego godzinowego obciążenia grzewczego w domu o kubaturze ściany zewnętrznej 480 m³ (powierzchnia 160 m², dwupiętrowy dom). W takim przypadku charakterystyka cieplna będzie równa 0,49 W / m³ * C. Współczynnik korygujący a = 1 (dla regionu moskiewskiego). Optymalna temperatura w mieszkaniu (Tvn) powinna wynosić + 22 ° С. Temperatura na zewnątrz wyniesie -15°C. Do obliczenia godzinowego obciążenia grzewczego używamy wzoru:

Q=0,49*1*480(22+15)=9.408 kW

W porównaniu z poprzednim obliczeniem wynikowa wartość jest mniejsza. Uwzględnia jednak ważne czynniki - temperaturę wewnątrz pomieszczenia, na ulicy, całkowitą kubaturę budynku. Podobne obliczenia można wykonać dla każdego pomieszczenia. Metoda obliczania obciążenia ogrzewania według zagregowanych wskaźników umożliwia określenie optymalnej mocy dla każdego grzejnika w jednym pomieszczeniu. Aby uzyskać dokładniejsze obliczenia, musisz znać średnie wartości temperatury dla określonego regionu.

Ta metoda obliczeniowa może być wykorzystana do obliczenia godzinowego obciążenia cieplnego do ogrzewania. Uzyskane wyniki nie dadzą jednak optymalnie dokładnej wartości strat ciepła budynku.

Dokładne obliczenia obciążenia cieplnego

Jednak to obliczenie optymalnego obciążenia cieplnego ogrzewania nie zapewnia wymaganej dokładności obliczeń. Nie uwzględnia najważniejszego parametru – charakterystyki budynku. Głównym z nich jest materiał odporny na przenoszenie ciepła, poszczególne elementy domy - ściany, okna, sufit i podłoga. Określają stopień zachowania energii cieplnej otrzymanej z nośnika ciepła systemu grzewczego.

Co to jest odporność na przenikanie ciepła? R)? Jest to odwrotność przewodności cieplnej ( λ ) - zdolność struktury materiału do przenoszenia energii cieplnej. Tych. im wyższa wartość przewodności cieplnej, tym większe straty ciepła. Ta wartość nie może być wykorzystana do obliczenia rocznego obciążenia grzewczego, ponieważ nie uwzględnia grubości materiału ( d). Dlatego eksperci posługują się parametrem oporu przenikania ciepła, który jest obliczany według następującego wzoru:

Obliczenia dla ścian i okien

Istnieją znormalizowane wartości oporu przenikania ciepła ścian, które bezpośrednio zależą od regionu, w którym znajduje się dom.

W przeciwieństwie do rozszerzonego obliczenia obciążenia grzewczego, najpierw należy obliczyć opór przenikania ciepła dla ścian zewnętrznych, okien, podłogi pierwszego piętra i poddasza. Weźmy za podstawę następujące cechy Domy:

• Powierzchnia ściany - 280 m². Zawiera okna 40 m²;
• Materiał ściany - lita cegła (λ=0,56). Grubość ścian zewnętrznych 0,36 m². Na tej podstawie obliczamy rezystancję transmisji telewizyjnej - R=0,36/0,56= 0,64 m²*S/W;
• W celu poprawy właściwości termoizolacyjnych zainstalowano izolację zewnętrzną - styropian o grubości 100 mm. Dla niego λ=0,036. Odpowiednio R \u003d 0,1 / 0,036 \u003d 2,72 m² * C / W;
• Ogólna wartość R do ścian zewnętrznych 0,64+2,72= 3,36 co jest bardzo dobrym wskaźnikiem izolacyjności cieplnej domu;
• Odporność okien na przenikanie ciepła - 0,75 m²*S/W(podwójna szyba z wypełnieniem argonowym).

W rzeczywistości straty ciepła przez ściany będą:

(1/3,36)*240+(1/0,75)*40= 124 W przy różnicy temperatur 1°C

Wskaźniki temperatury przyjmujemy tak samo, jak w przypadku powiększonego obliczenia obciążenia grzewczego + 22 ° С w pomieszczeniu i -15 ° С na zewnątrz. Dalsze obliczenia należy wykonać według następującego wzoru:

124*(22+15)= 4,96 kWh

Obliczenie wentylacji

Następnie musisz obliczyć straty przez wentylację. Całkowita objętość powietrza w budynku wynosi 480 m³. Jednocześnie jego gęstość jest w przybliżeniu równa 1,24 kg / m³. Tych. jego masa wynosi 595 kg. Średnio powietrze jest odnawiane pięć razy dziennie (24 godziny). W takim przypadku, aby obliczyć maksymalne godzinowe obciążenie ogrzewania, należy obliczyć straty ciepła na wentylację:

(480*40*5)/24= 4000 kJ lub 1,11 kWh

Podsumowując wszystkie uzyskane wskaźniki, można znaleźć całkowitą utratę ciepła w domu:

4,96+1,11=6,07 kWh

W ten sposób określane jest dokładne maksymalne obciążenie grzewcze. Wynikowa wartość zależy bezpośrednio od temperatury na zewnątrz. Dlatego, aby obliczyć roczne obciążenie systemu grzewczego, konieczne jest uwzględnienie zmiany warunki pogodowe. Jeżeli średnia temperatura w sezonie grzewczym wynosi -7°C, to łączne obciążenie grzewcze będzie równe:

(124*(22+7)+((480*(22+7)*5)/24))/3600)*24*150(dni w sezonie grzewczym)=15843 kW

Zmieniając wartości temperatury, możesz dokładnie obliczyć obciążenie cieplne dla dowolnego systemu grzewczego.

Do uzyskanych wyników należy dodać wartość strat ciepła przez dach i podłogę. Można to zrobić przy współczynniku korekcji 1,2 - 6,07 * 1,2 \u003d 7,3 kW / h.

Otrzymana wartość wskazuje na rzeczywisty koszt nośnika energii podczas pracy systemu. Istnieje kilka sposobów regulowania obciążenia grzewczego ogrzewania. Najskuteczniejszym z nich jest obniżenie temperatury w pomieszczeniach, w których nie ma stałej obecności mieszkańców. Można to zrobić za pomocą regulatorów temperatury i zainstalowanych czujników temperatury. Ale jednocześnie w budynku musi być zainstalowany dwururowy system grzewczy.

Aby obliczyć dokładną wartość strat ciepła, możesz skorzystać ze specjalistycznego programu Valtec. Film pokazuje przykład pracy z nim.

Zapytaj dowolnego specjalistę, jak właściwie zorganizować system grzewczy w budynku. Nie ma znaczenia, czy jest to budynek mieszkalny czy przemysłowy. A profesjonalista odpowie, że najważniejsze jest dokładne wykonanie obliczeń i prawidłowe wykonanie projektu. Mówimy w szczególności o obliczaniu obciążenia cieplnego przy ogrzewaniu. Od tego wskaźnika zależy wielkość zużycia energii cieplnej, a co za tym idzie paliwa. Tj wskaźniki ekonomiczne stoją obok specyfikacji technicznych.

Wykonywanie dokładnych obliczeń pozwala uzyskać nie tylko pełna lista dokumentację niezbędną do prac instalacyjnych, ale także do doboru niezbędnego sprzętu, dodatkowych komponentów i materiałów.

Obciążenia cieplne - definicja i charakterystyka

Co zwykle oznacza termin „obciążenie cieplne ogrzewania”? Tyle ciepła wydzielają wszystkie zainstalowane w budynku urządzenia grzewcze. Aby uniknąć niepotrzebnych wydatków na produkcję pracy, a także zakupu zbędnych urządzeń i materiałów, konieczne jest wstępne obliczenie. Dzięki niemu możesz dostosować zasady instalacji i dystrybucji ciepła do wszystkich pomieszczeń, a to można zrobić ekonomicznie i równomiernie.

Ale to nie wszystko. Bardzo często eksperci dokonują obliczeń, opierając się na dokładnych wskaźnikach. Dotyczą one wielkości domu i niuansów konstrukcyjnych, które uwzględniają różnorodność elementów budowlanych oraz ich zgodność z wymogami izolacyjności termicznej i nie tylko. To właśnie dokładne wskaźniki umożliwiają prawidłowe wykonanie obliczeń i, odpowiednio, uzyskanie opcji dystrybucji energii cieplnej w pomieszczeniach tak blisko ideału, jak to tylko możliwe.

Ale często występują błędy w obliczeniach, co prowadzi do nieefektywnego działania ogrzewania jako całości. Czasami konieczne jest przerobienie podczas pracy nie tylko obwodów, ale także części systemu, co prowadzi do dodatkowych kosztów.

Jakie parametry wpływają ogólnie na obliczanie obciążenia cieplnego? Tutaj konieczne jest podzielenie ładunku na kilka pozycji, które obejmują:

• System centralnego ogrzewania.
• System ogrzewania podłogowego, jeśli jest zainstalowany w domu.
• System wentylacji - zarówno wymuszonej jak i naturalnej.
• Zaopatrzenie budynku w ciepłą wodę.
• Oddziały na dodatkowe potrzeby gospodarstwa domowego. Na przykład sauna lub wanna, basen lub prysznic.

Główna charakterystyka

Profesjonaliści nie tracą z oczu żadnych drobiazgów, które mogą wpłynąć na poprawność obliczeń. Stąd dość obszerna lista cech systemu grzewczego, które należy wziąć pod uwagę. Oto tylko kilka z nich:

1. Przeznaczenie nieruchomości lub jej rodzaj. Może to być budynek mieszkalny lub budynek przemysłowy. Dostawcy ciepła mają normy, które są podzielone według typu budynku. Często stają się podstawą w przeprowadzaniu obliczeń.
2. Część architektoniczna budynku. Może to obejmować elementy obudowy (ściany, dachy, stropy, podłogi), ich gabaryty, grubość. Pamiętaj, aby wziąć pod uwagę wszystkie rodzaje otworów - balkony, okna, drzwi itp. Bardzo ważne jest, aby wziąć pod uwagę obecność piwnic i strychów.
3. Reżim temperaturowy dla każdego pomieszczenia osobno. To bardzo ważne, ponieważ Ogólne wymagania do temperatury w domu nie dają dokładnego obrazu rozkładu ciepła.
4. Powołanie lokalu. Dotyczy to głównie zakładów produkcyjnych, które wymagają ściślejszego przestrzegania reżimu temperaturowego.
5. Dostępność specjalnych pomieszczeń. Na przykład w prywatnych domach mieszkalnych mogą to być łaźnie lub sauny.
6. Stopień wyposażenia technicznego. Uwzględnia się obecność systemu wentylacji i klimatyzacji, zaopatrzenie w ciepłą wodę i rodzaj zastosowanego ogrzewania.
7. Liczba punktów, przez które odbywa się pobieranie próbek gorąca woda. A im więcej takich punktów, tym większe obciążenie cieplne, na jakie narażony jest system grzewczy.
8. Liczba osób na stronie. Od tego wskaźnika zależą kryteria, takie jak wilgotność i temperatura w pomieszczeniu.
9. Dodatkowe wskaźniki. W lokalach mieszkalnych wyróżnić można ilość łazienek, oddzielne pokoje, balkony. W budynkach przemysłowych - liczba zmian pracowników, liczba dni w roku, w których sam warsztat pracuje w łańcuchu technologicznym.

Co obejmuje obliczanie obciążeń

Schemat ogrzewania

Obliczenia obciążeń termicznych ogrzewania przeprowadza się na etapie projektowania budynku. Ale jednocześnie należy wziąć pod uwagę normy i wymagania różnych standardów.

Na przykład utrata ciepła przez otaczające elementy budynku. Ponadto wszystkie pokoje są brane pod uwagę osobno. Co więcej, jest to moc potrzebna do podgrzania chłodziwa. Dodajemy tutaj ilość energii cieplnej potrzebnej do ogrzewania wentylacja nawiewna. Bez tego obliczenia nie będą bardzo dokładne. Dodajemy również energię, która jest zużywana na podgrzanie wody do kąpieli lub basenu. Specjaliści muszą wziąć pod uwagę dalszy rozwój systemu grzewczego. Nagle za kilka lat zdecydujesz się urządzić łaźnię turecką we własnym prywatnym domu. Dlatego konieczne jest dodanie kilku procent do obciążeń - zwykle do 10%.

Rekomendacje! Konieczne jest obliczenie obciążeń termicznych z „marginesem” dla wiejskie domy. Jest to rezerwa, która pozwoli w przyszłości uniknąć dodatkowych kosztów finansowych, które często określane są kwotami kilku zer.

Funkcje obliczania obciążenia cieplnego

Parametry powietrza, a raczej jego temperatura, są pobierane z GOST i SNiP. Tutaj wybierane są współczynniki przenikania ciepła. Nawiasem mówiąc, dane paszportowe wszystkich rodzajów urządzeń (kotły, grzejniki itp.) Są brane pod uwagę bezbłędnie.

Co zwykle obejmuje tradycyjne obliczanie obciążenia cieplnego?

• Po pierwsze, maksymalny przepływ energii cieplnej pochodzącej z urządzeń grzewczych (grzejników).
• Po drugie maksymalne zużycie ciepła na 1 godzinę pracy systemu grzewczego.
• Po trzecie, całkowity koszt ciepła przez określony czas. Zwykle obliczany jest okres sezonowy.

Jeśli wszystkie te obliczenia zostaną zmierzone i porównane z powierzchnią wymiany ciepła systemu jako całości, uzyska się dość dokładny wskaźnik wydajności ogrzewania domu. Ale musisz liczyć się z małymi odchyleniami. Na przykład zmniejszenie zużycia ciepła w nocy. Do obiekty przemysłowe Należy również wziąć pod uwagę weekendy i święta.

Metody wyznaczania obciążeń termicznych

Projekt ogrzewania podłogowego

Obecnie eksperci stosują trzy główne metody obliczania obciążeń termicznych:

1. Obliczanie głównych strat ciepła, z uwzględnieniem tylko wskaźników zagregowanych.
2. Uwzględniane są wskaźniki oparte na parametrach otaczających struktur. Zwykle dodaje się to do strat związanych z ogrzewaniem powietrza wewnętrznego.
3. Obliczane są wszystkie systemy wchodzące w skład sieci ciepłowniczych. To jest zarówno ogrzewanie, jak i wentylacja.

Istnieje inna opcja, która nazywa się powiększoną kalkulacją. Zwykle stosuje się go, gdy nie ma podstawowych wskaźników i parametrów budynku wymaganych do standardowych obliczeń. Oznacza to, że rzeczywiste cechy mogą różnić się od projektu.

W tym celu eksperci stosują bardzo prostą formułę:

Q max z. \u003d α x V x q0 x (tv-tn.r.) x 10 -6

α jest współczynnikiem korygującym zależnym od regionu budowy (wartość z tabeli)
V - kubatura budynku na płaszczyznach zewnętrznych
q0 - charakterystyka systemu grzewczego według określonego wskaźnika, zwykle określanego przez najzimniejsze dni w roku

Rodzaje obciążeń termicznych

Obciążenia cieplne, które są wykorzystywane w obliczeniach systemu grzewczego i doborze sprzętu, mają kilka odmian. Na przykład obciążenia sezonowe, dla których nieodłączne są następujące cechy:

1. Zmiany temperatury zewnętrznej przez cały sezon grzewczy.
2. Meteorologiczne cechy regionu, w którym wybudowano dom.
3. Wskakuje w obciążenie systemu grzewczego w ciągu dnia. Ten wskaźnik zwykle należy do kategorii „drobnych obciążeń”, ponieważ elementy otaczające zapobiegają dużemu naciskowi na ogrzewanie jako całość.
4. Wszystko związane z energią cieplną związaną z systemem wentylacji budynku.
5. Obciążenia cieplne ustalane przez cały rok. Na przykład zużycie ciepłej wody w sezonie letnim zmniejsza się tylko o 30-40% w porównaniu z zimowy czas roku.
6. Duchota. Ta cecha jest nieodłączna w domowych systemach grzewczych, w których brana jest pod uwagę dość duża liczba wskaźników. Na przykład liczba okien i drzwi, ilość osób mieszkających lub na stałe w domu, wentylacja, wymiana powietrza przez różne szczeliny i szczeliny. Do określenia tej wartości służy suchy termometr.
7. Ukryty energia cieplna. Istnieje również taki termin, który jest definiowany przez parowanie, kondensację i tak dalej. Do określenia wskaźnika służy termometr z termometrem mokrym.

Kontrolery obciążenia termicznego

Sterownik programowalny, zakres temperatur - 5-50 C

Nowoczesny jednostki grzewcze i urządzenia są wyposażone w zestaw różnych regulatorów, za pomocą których można zmieniać obciążenia cieplne, aby uniknąć spadków i skoków energii cieplnej w systemie. Praktyka pokazała, że ​​za pomocą regulatorów można nie tylko zmniejszyć obciążenie, ale także doprowadzić system grzewczy do racjonalne wykorzystanie paliwo. I to jest czysto ekonomiczna strona problemu. Dotyczy to zwłaszcza obiektów przemysłowych, gdzie za nadmierne zużycie paliwa trzeba zapłacić dość wysokie kary.

Jeśli nie masz pewności co do poprawności swoich obliczeń, skorzystaj z usług specjalistów.

Przyjrzyjmy się jeszcze kilku wzorom, które odnoszą się do różne systemy. Na przykład systemy wentylacji i ciepłej wody. Tutaj potrzebujesz dwóch formuł:

Qin. \u003d qin.V (tn.-tv.) - dotyczy to wentylacji.
Tutaj:
tn. i tv - temperatura powietrza na zewnątrz i wewnątrz
rzecz. - specyficzny wskaźnik
V - kubatura zewnętrzna budynku

Qgvs. \u003d 0,042rv (tg.-tx.) Pgav - dla zaopatrzenia w ciepłą wodę, gdzie

tg.-tx - temperatura gorącej i zimna woda
r - gęstość wody
Jeżeli chodzi o maksymalne obciążenie do średniej określonej przez GOST
P - liczba konsumentów
Gav - średnie zużycie ciepłej wody

Złożona kalkulacja

W połączeniu z kwestiami rozliczeniowymi koniecznie przeprowadza się badania porządku termotechnicznego. W tym celu stosuje się różne urządzenia, które dają dokładne wskaźniki do obliczeń. Na przykład w tym celu sprawdzane są otwory okienne i drzwiowe, sufity, ściany itp.

To właśnie to badanie pomaga określić niuanse i czynniki, które mogą mieć znaczący wpływ na utratę ciepła. Na przykład diagnostyka termowizyjna dokładnie pokaże różnicę temperatur, gdy pewna ilość energii cieplnej przejdzie przez 1 metr kwadratowy otaczająca struktura.

Dlatego przy obliczeniach niezbędne są praktyczne pomiary. Dotyczy to zwłaszcza wąskich gardeł w strukturze budynku. W związku z tym teoria nie będzie w stanie pokazać dokładnie, gdzie i co jest nie tak. A praktyka pokaże gdzie aplikować różne metody ochrona przed utratą ciepła. A same obliczenia w tym zakresie stają się coraz dokładniejsze.

Wniosek na ten temat

Szacowane obciążenie cieplne jest bardzo ważnym wskaźnikiem uzyskiwanym w procesie projektowania systemu ogrzewania domu. Jeśli mądrze podejdziesz do sprawy i poprawnie wykonasz wszystkie niezbędne obliczenia, możesz zagwarantować, że system grzewczy będzie działał idealnie. Jednocześnie będzie można zaoszczędzić na przegrzaniu i innych kosztach, których można po prostu uniknąć.

Niezależnie od tego, czy jest to budynek przemysłowy, czy budynek mieszkalny, musisz wykonać kompetentne obliczenia i sporządzić schemat obwodu systemu grzewczego. Na tym etapie eksperci zalecają zwrócenie szczególnej uwagi na obliczenie możliwego obciążenia cieplnego obiegu grzewczego, a także ilości zużytego paliwa i wytworzonego ciepła.

Obciążenie termiczne: co to jest?

Termin ten odnosi się do ilości wydzielanego ciepła. Wstępne obliczenie obciążenia cieplnego pozwoliło uniknąć niepotrzebnych kosztów zakupu elementów systemu grzewczego i ich instalacji. Obliczenia te pomogą również w prawidłowym rozłożeniu ilości wytwarzanego ciepła w sposób ekonomiczny i równomierny w całym budynku.

W tych obliczeniach jest wiele niuansów. Na przykład materiał, z którego zbudowany jest budynek, izolacja termiczna, region itp. Specjaliści starają się uwzględnić jak najwięcej czynników i cech, aby uzyskać dokładniejszy wynik.

Obliczenie obciążenia cieplnego z błędami i niedokładnościami prowadzi do nieefektywnej pracy systemu grzewczego. Zdarza się nawet, że trzeba przerobić sekcje już działającej struktury, co nieuchronnie prowadzi do nieplanowanych wydatków. Tak, a organizacje mieszkaniowe i komunalne obliczają koszt usług na podstawie danych o obciążeniu cieplnym.

Główne czynniki

Idealnie obliczona i zaprojektowana instalacja grzewcza musi utrzymywać zadaną temperaturę w pomieszczeniu i kompensować wynikające z tego straty ciepła. Przy obliczaniu wskaźnika obciążenia cieplnego systemu grzewczego w budynku należy wziąć pod uwagę:

Przeznaczenie budynku: mieszkalny lub przemysłowy.

Charakterystyka elementów konstrukcyjnych konstrukcji. Są to okna, ściany, drzwi, dach oraz system wentylacji.

Wymiary obudowy. Im jest większy, tym mocniejszy powinien być system grzewczy. Należy wziąć pod uwagę obszar otwory okienne, drzwi, ściany zewnętrzne i kubaturę każdej przestrzeni wewnętrznej.

Obecność pomieszczeń do celów specjalnych (wanna, sauna itp.).

Stopień wyposażenia w urządzenia techniczne. Oznacza to obecność ciepłej wody, systemów wentylacyjnych, klimatyzacji i rodzaju systemu grzewczego.

Za pokój jednoosobowy. Na przykład w pomieszczeniach przeznaczonych do przechowywania nie jest konieczne utrzymywanie komfortowej temperatury dla osoby.

Liczba punktów z doprowadzeniem ciepłej wody. Im ich więcej, tym bardziej obciążony jest system.

Powierzchnia przeszklonych powierzchni. Pomieszczenia z francuskimi oknami tracą znaczną ilość ciepła.

Dodatkowe warunki. W budynki mieszkalne może to być liczba pokoi, balkonów i loggii oraz łazienek. W przemyśle - liczba dni roboczych w roku kalendarzowym, zmiany, łańcuch technologiczny proces produkcji itp.

Warunki klimatyczne regionu. Przy obliczaniu strat ciepła brane są pod uwagę temperatury uliczne. Jeśli różnice są nieznaczne, na rekompensatę zostanie wydana niewielka ilość energii. Natomiast przy -40°C za oknem będzie to wymagało znacznych nakładów.

Cechy istniejących metod

Parametry uwzględnione w obliczeniach obciążenia cieplnego znajdują się w SNiP i GOST. Posiadają również specjalne współczynniki przenikania ciepła. Z paszportów urządzeń wchodzących w skład systemu grzewczego pobierane są charakterystyki cyfrowe dotyczące konkretnego grzejnika, kotła itp. A także tradycyjnie:

Zużycie ciepła brane do maksimum przez godzinę pracy instalacji grzewczej,

Maksymalny przepływ ciepła z jednego grzejnika,

Całkowite koszty ciepła w określonym okresie (najczęściej - sezon); jeśli potrzebujesz godzinowej kalkulacji obciążenia na sieć ciepłownicza, to obliczenia należy przeprowadzić z uwzględnieniem różnicy temperatur w ciągu dnia.

Wykonane obliczenia są porównywane z powierzchnią wymiany ciepła całego systemu. Indeks jest dość dokładny. Zdarzają się pewne odchylenia. Np. w przypadku budynków przemysłowych konieczne będzie uwzględnienie zmniejszenia zużycia energii cieplnej w weekendy i święta, a w budynkach mieszkalnych – w nocy.

Metody obliczania systemów grzewczych mają kilka stopni dokładności. Aby zredukować błąd do minimum, konieczne jest stosowanie dość skomplikowanych obliczeń. Mniej dokładne schematy stosuje się, jeśli celem nie jest optymalizacja kosztów systemu grzewczego.

Podstawowe metody obliczeń

Do tej pory obliczenia obciążenia cieplnego ogrzewania budynku można przeprowadzić na jeden z następujących sposobów.

Trzy główne

1. Do obliczeń brane są zagregowane wskaźniki.
2. Za podstawę przyjmuje się wskaźniki elementów konstrukcyjnych budynku. Tutaj również ważne będzie obliczenie wewnętrznej objętości powietrza, które ma się ogrzać.
3. Wszystkie obiekty wchodzące w skład systemu grzewczego są obliczane i sumowane.

Jeden przykładowy

Istnieje również czwarta opcja. Ma dość duży błąd, ponieważ wskaźniki brane są bardzo przeciętnie lub nie wystarczają. Oto wzór - Q z \u003d q 0 * a * V H * (t EH - t NPO), gdzie:

• q 0 - specyficzna charakterystyka cieplna budynku (najczęściej określana przez najzimniejszy okres),
• a - współczynnik korygujący (zależny od regionu i pobierany z gotowych tabel),
• V H to objętość obliczona z płaszczyzn zewnętrznych.

Przykład prostego obliczenia

Dla budynku o standardowych parametrach (wysokość stropu, wielkość pomieszczeń i dobra) właściwości termoizolacyjne) można zastosować prosty stosunek parametrów, skorygowany o współczynnik zależny od regionu.

Załóżmy, że budynek mieszkalny znajduje się w obwodzie archangielskim, a jego powierzchnia wynosi 170 metrów kwadratowych. m. Obciążenie cieplne wyniesie 17 * 1,6 \u003d 27,2 kW / h.

Taka definicja obciążeń termicznych nie uwzględnia wielu ważnych czynników. Na przykład, cechy konstrukcyjne budynki, temperatury, liczbę ścian, stosunek powierzchni ścian do otworów okiennych itp. Dlatego takie obliczenia nie nadają się do poważnych projektów systemów grzewczych.

To zależy od materiału, z którego są wykonane. Najczęściej dziś używa się bimetalu, aluminium, stali, znacznie rzadziej grzejniki żeliwne. Każdy z nich ma swój własny wskaźnik przenikania ciepła (moc cieplna). Grzejniki bimetaliczne przy odległości między osiami 500 mm mają średnio 180 - 190 watów. Grzejniki aluminiowe mają prawie taką samą wydajność.

Przenikanie ciepła opisanych grzejników jest obliczane dla jednej sekcji. Grzejniki płytowe są nierozłączne. Dlatego ich przenikanie ciepła jest określane na podstawie wielkości całego urządzenia. Na przykład moc cieplna grzejnika dwurzędowego o szerokości 1100 mm i wysokości 200 mm wyniesie 1010 W, a grzejnika płytowego o szerokości 500 mm i wysokości 220 mm wyniesie 1644 W.

Obliczenie grzejnika według powierzchni obejmuje następujące podstawowe parametry:

Wysokość stropu (standard - 2,7 m),

Moc cieplna (na m2 - 100 W),

Jedna zewnętrzna ściana.

Obliczenia te pokazują, że na każde 10 mkw. m wymaga 1000 W mocy cieplnej. Wynik ten jest podzielony przez moc cieplną jednej sekcji. Odpowiedź to wymagana ilość sekcje grzejników.

Dla południowych regionów naszego kraju, jak i dla północnych opracowano współczynniki malejące i rosnące.

Średnia kalkulacja i dokładna

Biorąc pod uwagę opisane czynniki, średnie obliczenia przeprowadza się zgodnie z następującym schematem. Jeśli na 1 mkw. m wymaga 100 W przepływu ciepła, a następnie pomieszczenie o powierzchni 20 metrów kwadratowych. m powinien otrzymać 2000 watów. Grzejnik (popularny bimetaliczny lub aluminiowy) o ośmiu sekcjach przydziela około 2000 na 150, otrzymujemy 13 sekcji. Ale jest to raczej rozszerzone obliczenie obciążenia cieplnego.

Dokładny wygląda trochę onieśmielająco. Właściwie nic skomplikowanego. Oto wzór:

Q t \u003d 100 W / m 2 × S (pokoje) m 2 × q 1 × q 2 × q 3 × q 4 × q 5 × q 6 × q 7, gdzie:

• q 1 - rodzaj oszklenia (zwykłe = 1,27, podwójne = 1,0, potrójne = 0,85);
• q 2 - izolacja ścian (słaba lub nieobecna = 1,27, ściana 2-ceglana = 1,0, nowoczesna, wysoka = 0,85);
• q 3 - stosunek całkowitej powierzchni otworów okiennych do powierzchni podłogi (40% = 1,2, 30% = 1,1, 20% - 0,9, 10% = 0,8);
• q 4 - temperatura zewnętrzna (przyjmowana jest wartość minimalna: -35 o C = 1,5, -25 o C = 1,3, -20 o C = 1,1, -15 o C = 0,9, -10 o C = 0,7);
• q 5 - liczba ścian zewnętrznych w pomieszczeniu (wszystkie cztery = 1,4, trzy = 1,3, pomieszczenie narożne = 1,2, jedna = 1,2);
• q 6 - rodzaj pomieszczenia obliczeniowego nad pomieszczeniem obliczeniowym (zimny strych = 1,0, ciepły strych = 0,9, ogrzewane pomieszczenie mieszkalne = 0,8);
• q 7 - wysokość stropu (4,5 m = 1,2, 4,0 m = 1,15, 3,5 m = 1,1, 3,0 m = 1,05, 2,5 m = 1,3).

Za pomocą dowolnej z opisanych metod można obliczyć obciążenie cieplne budynku mieszkalnego.

Przybliżone obliczenia

To są warunki. Minimalna temperatura w zimnych porach roku - -20 o C. Pokój 25 m2 m z potrójnym przeszkleniem, oknami dwuskrzydłowymi, wysokość stropu 3,0 m, ściany z dwóch cegieł i poddasze nieogrzewane. Kalkulacja będzie następująca:

Q \u003d 100 W / m2 × 25 m2 × 0,85 × 1 × 0,8 (12%) × 1,1 × 1,2 × 1 × 1,05.

Wynik 2 356,20 dzieli się przez 150. W rezultacie okazuje się, że w pomieszczeniu o określonych parametrach trzeba zainstalować 16 sekcji.

Jeśli wymagane są obliczenia w gigakaloriach

W przypadku braku licznika energii cieplnej w otwartym obwodzie grzewczym obliczenie obciążenia cieplnego do ogrzewania budynku oblicza się według wzoru Q \u003d V * (T 1 - T 2) / 1000, gdzie:

• V - ilość wody zużytej przez system grzewczy, obliczona w tonach lub m 3,
• T 1 - liczba przedstawiająca temperaturę ciepłej wody mierzoną w o C, a do obliczeń przyjmuje się temperaturę odpowiadającą określonemu ciśnieniu w układzie. Ten wskaźnik ma swoją własną nazwę - entalpia. Jeśli nie jest możliwe praktyczne usunięcie wskaźników temperatury, uciekają się do średniego wskaźnika. Mieści się w zakresie 60-65 o C.
• T 2 - temperatura zimnej wody. Zmierzenie tego w systemie jest dość trudne, dlatego opracowano stałe wskaźniki zależne od reżimu temperaturowego na ulicy. Na przykład w jednym z regionów, w zimnych porach roku, wskaźnik ten jest równy 5, latem - 15.
• 1000 to współczynnik uzyskania natychmiastowego wyniku w gigakaloriach.

W przypadku obiegu zamkniętego obciążenie cieplne (gcal/h) oblicza się inaczej:

Q z \u003d α * q o * V * (t in - t n.r.) * (1 + K n.r.) * 0.000001, gdzie

Obliczenie obciążenia cieplnego okazuje się nieco rozszerzone, ale to ten wzór jest podany w literaturze technicznej.

Coraz częściej, w celu zwiększenia wydajności systemu grzewczego, uciekają się do budynków.

Prace te prowadzone są w nocy. Aby uzyskać dokładniejszy wynik, należy obserwować różnicę temperatur między pomieszczeniem a ulicą: musi wynosić co najmniej 15 o. Lampy fluorescencyjne i żarowe są wyłączone. Wskazane jest, aby maksymalnie usunąć dywany i meble, powalają one urządzenie, dając pewien błąd.

Badanie przeprowadzane jest powoli, dane są starannie rejestrowane. Schemat jest prosty.

Pierwszy etap prac odbywa się w pomieszczeniu. Urządzenie przesuwa się stopniowo od drzwi do okien, dając Specjalna uwaga narożniki i inne połączenia.

Drugi etap - inspekcja kamerą termowizyjną ściany zewnętrzne Budynki. Połączenia są nadal dokładnie badane, zwłaszcza połączenie z dachem.

Trzeci etap to przetwarzanie danych. Najpierw urządzenie to robi, a następnie odczyty są przesyłane do komputera, gdzie odpowiednie programy kończą przetwarzanie i podają wynik.

Jeśli ankieta została przeprowadzona przez licencjonowaną organizację, wyda raport z obowiązkowymi zaleceniami na podstawie wyników pracy. Jeśli praca została wykonana osobiście, musisz polegać na swojej wiedzy i ewentualnie na pomocy Internetu.

Tematem tego artykułu jest określenie obciążenia cieplnego do ogrzewania i innych parametrów, dla których należy obliczyć. Materiał skierowany jest przede wszystkim do właścicieli prywatnych domów, dalekich od ciepłownictwa i potrzebujących najprostszych formuł i algorytmów.

Więc chodźmy.

Naszym zadaniem jest nauczenie się obliczania głównych parametrów ogrzewania.

Redundancja i dokładne obliczenia

Warto od samego początku określić jedną subtelność obliczeń: absolutnie dokładne wartości Straty ciepła przez podłogę, sufit i ściany, które system grzewczy musi kompensować, są prawie niemożliwe do obliczenia. Można mówić tylko o takim lub innym stopniu wiarygodności szacunków.

Powodem jest to, że zbyt wiele czynników wpływa na utratę ciepła:

• Opór cieplny ścian głównych i wszystkich warstw materiałów wykończeniowych.
• Obecność lub brak zimnych mostków.
• Róża wiatrów i położenie domu na terenie.
• Praca wentylacji (która z kolei ponownie zależy od siły i kierunku wiatru).
• Stopień nasłonecznienia okien i ścian.

Istnieje również dobre wieści. Prawie wszystkie nowoczesne kotły grzewcze i rozproszone systemy grzewcze (ciepłe podłogi, konwektory elektryczne, gazowe itp.) wyposażone są w termostaty mierzące zużycie ciepła w zależności od temperatury w pomieszczeniu.

Z praktycznego punktu widzenia oznacza to, że nadmiar mocy cieplnej wpłynie tylko na tryb pracy grzania: powiedzmy, że 5 kWh ciepła zostanie oddane nie w ciągu jednej godziny ciągłej pracy z mocą 5 kW, ale w 50 minutach pracy. praca z mocą 6 kW. Kolejne 10 minut kocioł lub inne urządzenie grzewcze spędzi w trybie czuwania, nie zużywając prądu ani nośnika energii.

Dlatego: w przypadku obliczania obciążenia cieplnego naszym zadaniem jest określenie jego minimalnej dopuszczalnej wartości.

Jedyny wyjątek od główna zasada związane z eksploatacją klasycznych kotłów na paliwo stałe oraz ze względu na to, że spadek ich mocy cieplnej wiąże się z poważnym spadkiem sprawności z powodu niepełnego spalania paliwa. Problem rozwiązuje się, instalując w obwodzie akumulator ciepła i dławiąc urządzenia grzewcze głowicami termicznymi.

Kocioł po rozpaleniu pracuje z pełną mocą iz maksymalną wydajnością do całkowitego wypalenia się węgla lub drewna opałowego; następnie ciepło nagromadzone przez akumulator ciepła jest oddawane w celu utrzymania optymalna temperatura w pokoju.

Większość innych parametrów, które należy obliczyć, również pozwala na pewną redundancję. Jednak więcej na ten temat w odpowiednich sekcjach artykułu.

Lista parametrów

Co więc właściwie musimy wziąć pod uwagę?

• Całkowite obciążenie cieplne do ogrzewania domu. Odpowiada minimum wymagana moc kotła lub sumarycznej mocy urządzeń w rozproszonym systemie grzewczym.
• Zapotrzebowanie na ciepło w oddzielnym pomieszczeniu.
• Liczba sekcji grzejnika sekcyjnego i wielkość rejestru odpowiadająca pewna wartość moc cieplna.

Uwaga: w przypadku gotowych urządzeń grzewczych (konwektory, grzejniki płytowe itp.) producenci zwykle podają całkowitą moc cieplną w dołączonej dokumentacji.

• Średnica rurociągu zdolna do zapewnienia niezbędnego przepływu ciepła w przypadku podgrzewania wody.
• Opcje pompa obiegowa, który wprawia w ruch płyn chłodzący w obwodzie o zadanych parametrach.
• Rozmiar zbiornik wyrównawczy, który kompensuje rozszerzalność cieplną chłodziwa.

Przejdźmy do formuł.

Jednym z głównych czynników wpływających na jego wartość jest stopień izolacji domu. SNiP 23-02-2003, który reguluje ochronę termiczną budynków, normalizuje ten czynnik, wyprowadzając zalecane wartości oporu cieplnego konstrukcji otaczających dla każdego regionu kraju.

Podamy dwa sposoby wykonywania obliczeń: dla budynków zgodnych z SNiP 23-02-2003 oraz dla domów o niestandardowej odporności termicznej.

Znormalizowany opór cieplny

Instrukcja obliczania mocy cieplnej w tym przypadku wygląda tak:

• Wartość bazowa to 60 watów na 1 m3 całkowitej (łącznie ze ścianami) kubatury domu.
• Do tej wartości dodawane jest dodatkowe 100 watów ciepła dla każdego okna.. Za każde drzwi prowadzące na ulicę - 200 watów.

• Dodatkowy współczynnik służy do kompensacji strat, które rosną w zimnych regionach.

Jako przykład przeprowadźmy obliczenia dla domu o wymiarach 12 * 12 * 6 metrów z dwunastoma oknami i dwojgiem drzwi na ulicę, znajdującego się w Sewastopolu (średnia temperatura w styczniu to + 3C).

1. Ogrzewana objętość to 12*12*6=864 metrów sześciennych.
2. Podstawowa moc cieplna to 864*60=51840 watów.
3. Okna i drzwi nieznacznie go zwiększą: 51840+(12*100)+(2*200)=53440.
4. Wyjątkowo łagodny klimat ze względu na bliskość morza wymusi na nas zastosowanie współczynnika regionalnego 0,7. 53440 * 0,7 = 37408 W. To na tej wartości możesz się skupić.

Nieoceniona odporność termiczna

Co zrobić, jeśli jakość ocieplenia domu jest zauważalnie lepsza lub gorsza niż zalecana? W takim przypadku, aby oszacować obciążenie cieplne, można użyć wzoru Q=V*Dt*K/860.

W tym:

• Q to ceniona moc cieplna w kilowatach.
• V - podgrzewana objętość w metrach sześciennych.
• Dt to różnica temperatur między ulicą a domem. Zwykle przyjmuje się deltę między wartością zalecaną przez SNiP dla przestrzenie wewnętrzne(+18 - +22С) i średnia minimalna temperatura zewnętrzna w najzimniejszym miesiącu w ciągu ostatnich kilku lat.

Wyjaśnijmy: w zasadzie słuszniejsze jest liczyć na absolutne minimum; będzie to jednak oznaczać nadmierne koszty kotła i urządzeń grzewczych, których pełna moc będzie potrzebna tylko raz na kilka lat. Ceną lekkiego niedoszacowania obliczonych parametrów jest nieznaczny spadek temperatury w pomieszczeniu w szczycie mrozów, który łatwo skompensować włączając dodatkowe grzejniki.

• K to współczynnik izolacji, który można pobrać z poniższej tabeli. Wartości współczynników pośrednich są uzyskiwane przez przybliżenie.

Powtórzmy obliczenia dla naszego domu w Sewastopolu, podając, że jego ściany są murowane o grubości 40 cm ze skały muszlowej (porowatej skały osadowej) bez wykończenie zewnętrzne, a przeszklenia stanowią okna jednokomorowe z podwójnymi szybami.

1. Przyjmujemy współczynnik izolacji równy 1,2.
2. Obliczyliśmy objętość domu wcześniej; równa się 864 m3.
3. Przyjmiemy temperaturę wewnętrzną równą zalecanej SNiP dla regionów o niższej temperaturze szczytowej powyżej -31C - +18 stopni. Informacje o średnim minimum uprzejmie podpowiada znana na całym świecie encyklopedia internetowa: wynosi ona -0,4C.
4. Obliczenia będą zatem wyglądać tak, jak Q \u003d 864 * (18 - -0,4) * 1,2 / 860 \u003d 22,2 kW.

Jak łatwo zauważyć, obliczenie dało wynik odbiegający od tego otrzymanego przez pierwszy algorytm o półtora raza. Powodem jest przede wszystkim to, że stosowane przez nas średnie minimum znacznie różni się od minimum absolutnego (około -25C). Wzrost delty temperatury o półtora raza spowoduje wzrost szacowanego zapotrzebowania na ciepło budynku dokładnie taką samą liczbę razy.

gigakalorie

Przy obliczaniu ilości energii cieplnej otrzymanej przez budynek lub pomieszczenie wraz z kilowatogodzinami stosuje się inną wartość - gigakaloria. Odpowiada to ilości ciepła potrzebnej do podgrzania 1000 ton wody o 1 stopień przy ciśnieniu 1 atmosfery.

Jak zamienić kilowaty mocy cieplnej na gigakalorie zużytego ciepła? To proste: jedna gigakaloria to 1162,2 kWh. Zatem przy mocy szczytowej źródła ciepła 54 kW maksymalne godzinowe obciążenie grzewcze wyniesie 54/1162,2=0,046 Gcal*h.

Przydatne: dla każdego regionu kraju władze lokalne normalizują zużycie ciepła w gigakaloriach na metr kwadratowy powierzchni w ciągu miesiąca. Średnia wartość dla Federacji Rosyjskiej wynosi 0,0342 Gcal/m2 miesięcznie.

Pokój

Jak obliczyć zapotrzebowanie na ciepło dla oddzielnego pomieszczenia? Zastosowano tutaj te same schematy obliczeniowe, co w przypadku domu jako całości, z jedną poprawką. Jeżeli do pomieszczenia przylega ogrzewane pomieszczenie bez własnych urządzeń grzewczych, jest to uwzględniane w obliczeniach.

Tak więc, jeśli korytarz o wymiarach 1,2 * 4 * 3 metry sąsiaduje z pomieszczeniem o wymiarach 4 * 5 * 3 metry, moc cieplna grzejnika jest obliczana dla objętości 4 * 5 * 3 + 1,2 * 4 * 3 \u003d 60 + 14, 4=74,4 m3.

Urządzenia grzewcze

Grzejniki sekcyjne

W ogólnym przypadku informacje o strumieniu ciepła na sekcję można zawsze znaleźć na stronie internetowej producenta.

Jeśli nie jest to możliwe, możesz skupić się na następujących przybliżonych wartościach:

• Sekcja żeliwna - 160 watów.
• Sekcja bimetaliczna - 180 W.
• Sekcja aluminiowa - 200W.

Jak zawsze istnieje wiele subtelności. W przypadku bocznego podłączenia grzejnika z 10 lub więcej sekcjami, rozpiętość temperatur pomiędzy sekcją najbliższą wlotową i końcową będzie bardzo znacząca.

Jednak: efekt zostanie zniwelowany, jeśli eyelinery zostaną połączone ukośnie lub od dołu do dołu.

Ponadto zwykle producenci urządzeń grzewczych podają moc dla bardzo określonej delty temperaturowej między grzejnikiem a powietrzem, równej 70 stopni. Zależność strumienia ciepła od Dt jest liniowa: jeśli akumulator jest o 35 stopni gorętszy od powietrza, moc cieplna akumulatora będzie równa dokładnie połowie deklarowanej.

Powiedzmy, że przy temperaturze powietrza w pomieszczeniu równej +20C i temperaturze chłodziwa +55C, moc sekcji aluminiowej standardowy rozmiar będzie równa 200/(70/35)=100 watów. Do uzyskania mocy 2 kW potrzeba 2000/100=20 sekcji.

Rejestry

Własne rejestry wyróżniają się na liście urządzeń grzewczych.

Na zdjęciu - rejestr ogrzewania.

Producenci z oczywistych względów nie mogą określić swojej mocy cieplnej; jednak łatwo to obliczyć samodzielnie.

• W przypadku pierwszej sekcji rejestru (rury poziomej o znanych wymiarach) moc jest równa iloczynowi jej średnicy zewnętrznej i długości w metrach, delty temperatury między chłodziwem a powietrzem w stopniach oraz stałego współczynnika 36,5356.
• Dla kolejnych odcinków znajdujących się w górnym strumieniu ciepłego powietrza stosuje się dodatkowy współczynnik 0,9.

Weźmy inny przykład - oblicz wartość strumienia ciepła dla rejestru czterorzędowego o średnicy przekroju 159 mm, długości 4 metrów i temperaturze 60 stopni w pomieszczeniu o temperaturze wewnętrznej +20C.

1. Delta temperatury w naszym przypadku to 60-20=40C.
2. Przelicz średnicę rury na metry. 159 mm = 0,159 m.
3. Obliczamy moc cieplną pierwszej sekcji. Q \u003d 0,159 * 4 * 40 * 36,5356 \u003d 929,46 watów.
4. Dla każdej kolejnej sekcji moc będzie równa 929,46 * 0,9 = 836,5 watów.
5. Całkowita moc wyniesie 929,46 + (836,5 * 3) \u003d 3500 (zaokrąglone) watów.

Średnica rurociągu

Jak określić minimalną wartość średnicy wewnętrznej rury napełniającej lub zasilającej nagrzewnicę? Nie wdawajmy się w dżunglę i korzystajmy z tabeli zawierającej gotowe wyniki dla różnicy między podażą a zwrotem 20 stopni. Ta wartość jest typowa dla systemów autonomicznych.

Maksymalne natężenie przepływu chłodziwa nie powinno przekraczać 1,5 m/s, aby uniknąć hałasu; częściej kierują się prędkością 1 m/s.

Średnica wewnętrzna, mm	Moc cieplna obwodu, W przy natężeniu przepływu, m/s
	0,6	0,8	1
8	2450	3270	4090
10	3830	5110	6390
12	5520	7360	9200
15	8620	11500	14370
20	15330	20440	25550
25	23950	31935	39920
32	39240	52320	65400
40	61315	81750	102190
50	95800	127735	168670

Powiedzmy, że dla kotła 20 kW minimum wewnętrzna średnica wypełnienie przy natężeniu przepływu 0,8 m / s będzie równe 20 mm.

Uwaga: średnica wewnętrzna jest zbliżona do DN (średnica nominalna). Plastikowe i rury metalowo-plastikowe są zwykle oznaczone średnicą zewnętrzną większą o 6-10 mm od średnicy wewnętrznej. Tak więc rura polipropylenowa o rozmiarze 26 mm ma średnicę wewnętrzną 20 mm.

Pompa cyrkulacyjna

Ważne są dla nas dwa parametry pompy: jej ciśnienie i wydajność. W prywatnym domu, przy dowolnej rozsądnej długości obwodu, minimalne ciśnienie 2 metrów (0,2 kgf / cm2) dla najtańszych pomp jest wystarczające: jest to wartość różnicy, która krąży w systemie grzewczym budynków mieszkalnych.

Wymaganą wydajność oblicza się ze wzoru G=Q/(1,163*Dt).

W tym:

• G - wydajność (m3/h).
• Q to moc obwodu, w którym zainstalowana jest pompa (KW).
• Dt to różnica temperatur między rurociągami bezpośrednimi i powrotnymi w stopniach (w systemie autonomicznym Dt = 20С jest typowe).

W przypadku obwodu o obciążeniu cieplnym 20 kilowatów, przy standardowej delcie temperatury, obliczona wydajność wyniesie 20 / (1,163 * 20) \u003d 0,86 m3 / h.

Zbiornik wyrównawczy

Jednym z parametrów, które należy obliczyć dla systemu autonomicznego, jest objętość zbiornika wyrównawczego.

Dokładne obliczenia opierają się na dość długiej serii parametrów:

• Temperatura i rodzaj chłodziwa. Współczynnik rozszerzalności zależy nie tylko od stopnia nagrzania akumulatorów, ale także od tego, czym są one wypełnione: mieszanki wody z glikolem bardziej się rozszerzają.
• Maksymalne ciśnienie robocze w układzie.
• Ciśnienie ładowania zbiornika, które z kolei zależy od ciśnienia hydrostatycznego obwodu (wysokość górnego punktu obwodu nad zbiornikiem wyrównawczym).

Jest jednak jedno zastrzeżenie, które znacznie upraszcza obliczenia. Jeśli zaniżona objętość zbiornika doprowadzi do: najlepszy przypadek do stałej pracy Zawór bezpieczeństwa, aw najgorszym - do zniszczenia obwodu, wówczas jego nadmiar objętości nic nie zaszkodzi.

Dlatego zwykle pobierany jest zbiornik o pojemności równej 1/10 całkowitej ilości chłodziwa w układzie.

Wskazówka: aby poznać objętość konturu, wystarczy napełnić go wodą i wlać do miarki.

Wniosek

Mamy nadzieję, że powyższe schematy obliczeniowe uprości życie czytelnikowi i uratują go przed wieloma problemami. Jak zwykle, dołączony do artykułu film dostarczy mu dodatkowych informacji.