Calcularea încărcării termice pe încălzire și cantitățile

Cum se calculează sarcina termică calculată la încălzire? Ce factori afectează nevoia căminului de căldură? Cum să alegeți dispozitivele optime de încălzire? În articol vom încerca să răspundem la aceste și la alte întrebări.

Mai ușor, chiar mai ușor

Faceți imediat o rezervare: acest articol este destinat proprietarilor de case particulare și apartamente cu încălzire independentă. Metodele de calculare a sistemelor de încălzire ale clădirilor cu mai multe apartamente sunt destul de complexe și trebuie să țină cont de o mulțime de factori: munca de ventilație, creșterea vântului, gradul de insolare a clădirii și multe altele.

În cazul în care este vorba de încălzirea unei case mici, este mai ușor să ridicați căldura cu o anumită marjă. Prețul mai multor secțiuni adiționale ale bateriei se pare că este ruinat pe fondul costului total al construcției.

Cu toate acestea, costurile de funcționare, cu o organizare adecvată, nu vor crește deloc: termostatele și jadurile vor limita capacitatea termică în zile calde, când nu vor fi în cerere.

Deci: obiectivul nostru este de a învăța cum să calculați sarcina pentru încălzire în moduri cele mai simple și mai ușor de înțeles pentru un non-specialist.

Ce credem noi

Trebuie să învățăm să numărăm:

• Puterea totală a căldurii (puterea totală a dispozitivelor de încălzire și, în cazul unui sistem autonom, puterea cazanului).
• Puterea separată a încălzitorului într-o singură cameră.

În plus, vom aborda mai multe valori corelate:

• Calcularea cantității de lichid de răcire și a volumului rezervorului de expansiune al sistemului de încălzire.

• Selectarea performanțelor pompei de circulație.
• Selectarea diametrului optim de umplere.

Puterea totală a căldurii

După zonă

Cu jumătate de secol în urmă, SNiPs oferă cea mai simplă schemă de calcul pe care mulți o folosesc până în prezent: 100 de căi de căldură sunt luate pe metru pătrat de spațiu încălzit. Pe o casă de 100 de pătrate este nevoie de 10 kW. Punct.

Simplu, ușor de înțeles și prea inexact.

Motivele?

1. SNiP-urile au fost dezvoltate pentru clădiri de locuințe. Căderile de căldură într-un apartament înconjurat de spații încălzite și într-o casă privată cu aer de gheață dincolo de pereți sunt incomparabile.
2. Calculul este corect pentru apartamente cu o înălțime a tavanului de 2,5 metri. Un plafon mai mare va crește volumul camerei și, în consecință, costul căldurii.

1. Prin ferestre și uși, se pierde mult mai multă energie termică decât prin pereți.
2. În cele din urmă, va fi logic să presupunem că pierderile de căldură din Sochi și Yakutsk vor varia foarte mult. Creșterea deltei de temperatură între cameră și stradă va dubla exact consumul de căldură pentru încălzire exact de două ori. Fizica, totuși.

Volum

Pentru spațiile cu rezistență termică standardizată a structurilor de închidere (pentru Moscova - 3,19 m2 * C / W), puteți utiliza calculul puterii termice volumetrice a camerei.

• Se iau 40 de wați de căldură pe metru cub de volum încălzit de apartament. Pentru un metru cub de volum dintr-o casă privată fără pereți obișnuiți cu clădiri încălzite vecine - 60.

• 100 de wați de energie termică sunt adăugate la valoarea de bază pentru fiecare fereastră. Pentru fiecare ușă care duce spre stradă - 200.
• Puterea primită se înmulțește cu coeficientul regional:

Să calculăm încă o dată necesitatea de încălzire a energiei termice pentru o casă cu o suprafață de 100 de pătrate, dar acum specificăm sarcina:

1. Înălțimea plafoanelor de 3,2 metri ne va da un volum interior al casei de 3,2 * 100 = 320 m3.
2. Puterea termică de bază va fi de 320 * 60 = 19200 wați.
3. Ferestrele și ușile vor face biți: 19200+ (100 * 8) + (200 * 2) = 20,400 de wați.
4. Frigul revigorant din ianuarie ne va forța să folosim un coeficient de climă de 1,7. 20400 * 1,7 = 34640 de wați.

Așa cum este ușor de văzut, diferența cu calculul conform primei scheme este nu numai mare - este izbitoare.

Ce se poate face dacă calitatea izolației casei este semnificativ mai bună sau mai slabă decât cerințele de construcție? Protecția termică a clădirilor?

Volumul și coeficientul de încălzire

Instrucțiunea pentru această situație se bazează pe folosirea unei formule a formulei Q = V * Dt * K / 860, în care:

• Q - indicatorul prețului energiei termice în kilowați.
• V - Volumul spațiului încălzit.
• Dt este delta temperaturilor dintre cameră și stradă, la vârful frigului.
• Coeficientul K în funcție de gradul de izolare a clădirii.

Două variabile necesită comentarii separate.

Temperaturile Delta se iau între temperatura de locuit prescrisă SNiP (+18 pentru regiunile cu temperaturi scăzute de iarnă până la -31 ° C și +20 pentru zonele cu înghețuri mai puternice) și un minim mediu pentru cea mai rece lună. Concentrarea pe minimul absolut nu merită: înregistrarea rece este rară și, îmi pare rău pentru jocul involuntar, vremea nu este.

Coeficientul de izolare termică poate fi obținut prin aproximarea datelor din tabelul următor:

Să facem încă o dată calculul încărcărilor termice pe încălzirea casei noastre din Tynda, precizând că este izolat cu un strat de plastic spumant de 150 mm grosime și protejat de vreme prin ferestre cu geam triplu.

De altfel, casele moderne în condițiile din Nordul Nordului nu sunt construite.

1. Temperatura din interiorul casei se presupune a fi de + 20 ° C.
2. Minimul mediu al lunii ianuarie va fi ajutat în mod util de binecunoscuta enciclopedie de internet. Este -33C.
3. Astfel, Dt = 53 de grade.
4. Luăm coeficientul de izolare termică egal cu 0,7: izolația termică descrisă de noi este aproape de limita superioară a eficienței.

Q = 320 * 53 * 0,7 / 860 = 13,8 kW. Această valoare merită să fie ghidată atunci când alegeți un cazan.

Selectarea puterii dispozitivului de încălzire

Cum se calculează sarcina termică pe secțiunea conturului care corespunde unei singure camere?

Pur și simplu: efectuați calculul pe unul dintre schemele de mai sus, dar pentru volumul camerei. De exemplu, o cameră de 10 m2 va avea exact 1/10 din cantitatea totală de căldură; conform calculului conform ultimelor scheme, este egal cu 1380 wați.

Cum de a alege un încălzitor cu caracteristicile dorite?

În general, pur și simplu prin examinarea documentației pentru radiator sau convector pe care l-ați observat. Producătorii indică de obicei valoarea fluxului de căldură pentru o singură secțiune sau pentru întregul instrument.

Nuance: fluxul de căldură este indicat, de obicei, pentru delta de temperatură de 70 de grade dintre agentul de răcire și aerul din încăpere. Reducerea acestei delte la jumătate va cauza o scădere dublă a puterii.

Dacă, din anumite motive, documentația și site-ul producătorului nu sunt disponibile, puteți utiliza următoarele valori medii:

În mod separat, este necesar să se precizeze calculul registrului transferului de căldură.

Pentru o țeavă orizontală cu secțiune circulară se calculează cu formula Q = Pi * Dn * L * k * Dt, în care:

• Q - putere termică în wați;
• Pi este numărul pi considerat a fi 3.1415;
• DN este diametrul exterior al secțiunii de înregistrare în metri.
• L - lungimea țevii în metri.
• k este coeficientul de conductivitate termică, care pentru conductele de oțel este considerat a fi 11,63 W / m2 * C;
• Dt este delta temperaturii dintre agentul de răcire și aerul din cameră.

Un registru tipic constă din mai multe secțiuni. În același timp, toate, cu excepția primului, se află în fluxul ascendent de aer cald, ceea ce reduce parametrul Dt și afectează în mod direct transferul de căldură. Iată de ce un factor suplimentar de 0,9 este utilizat pentru a doua și alte secțiuni.

Să urmăm exemplul acestui calcul.

Să calculam capacitatea de încălzire a unui registru cu patru secțiuni cu o lungime de trei metri, realizat dintr-o țeavă cu un diametru exterior de 208 mm, la o temperatură a agentului de răcire de 70 de grade și o temperatură a aerului în cameră de 20 de grade.

1. Puterea primei secțiuni va fi de 3.1415 * 0.208 * 3 * 11.63 * 50 = 1140 wați (rotunjită la întregul număr).
2. Puterea celei de-a doua și a altor secțiuni este egală cu 1140 * 0.9 = 1026 wați.
3. Puterea termică totală a registrului este de 1140+ (1026 * 3) = 4218 wați.

Capacitatea rezervorului de expansiune

Acesta este unul dintre parametrii care trebuie calculați într-un sistem autonom de încălzire. Rezervorul de expansiune trebuie să conțină lichidul de răcire în exces în timpul dilatării sale termice. Prețul volumului său insuficient - funcționarea constantă a supapei de siguranță.

Cu toate acestea: volumul supraestimat al rezervorului nu are consecințe negative.

În cea mai simplă versiune a calculului, rezervorul este luat egal cu 10% din cantitatea totală de agent de răcire din circuit. Cum de a afla cantitatea de lichid de răcire?

Iată câteva soluții simple:

• Sistemul este umplut cu apă, după care se îmbină în orice vase dimensionale.
• În plus, într-un sistem echilibrat, volumul lichidului de răcire în litri este aproximativ egal cu 13 ori puterea cazanului în kilowați.

O formulă mai complexă (dar care oferă, de asemenea, un rezultat mai precis) formula de calcul a rezervorului arată astfel:

V = (Vt x E) / D.

În el:

• V este volumul necesar al rezervorului în litri.
• Vt este volumul lichidului de răcire în litri.
• E este coeficientul de expansiune al agentului de răcire la temperatura maximă de funcționare a circuitului.
• Raportul randamentului D - rezervor.

Și în acest caz, câțiva parametri au nevoie de comentarii.

Coeficientul de expansiune a apei, care deseori acționează ca agent de răcire, când este încălzit de la temperatura inițială + 10 ° C, poate fi luat din tabelul următor:

Utile: amestecurile de apă-glicol utilizate ca antigel pentru circuitele de încălzire, se extind atunci când sunt încălzite ușor mai puternice. Diferența atinge 0,45% atunci când este încălzită la 100 de grade de soluție de glicol 30%.

Coeficientul de eficiență a rezervorului de expansiune se calculează folosind următoarea formulă: D = (Pv - Ps) / (Pv + 1).

În el:

• Pv este presiunea de lucru maximă admisă în circuit. Acesta este setat să declanșeze supapa de siguranță. De regulă, este aleasă egală cu 2,5 atmosfere.
• Ps - presiunea de încărcare a rezervorului. De obicei corespunde înălțimii coloanei de apă din circuitul de deasupra rezervorului. De exemplu, în sistemul de încălzire, în cazul în care partea superioară a radiatoarelor de la al doilea etaj se ridică deasupra unui rezervor montat în subsol, la 5 metri, rezervorul este încărcat cu o presiune de 0,5 atm (care corespunde unui cap de cinci metri).

De exemplu, să facem un calcul al rezervorului pentru următoarele condiții:

• Volumul lichidului de răcire în circuit este de 400 litri.
• Transportator de căldură - apa încălzită de boiler de la 10 la 70 de grade.
• Valva de siguranță este setată la 2,5 kgf / cm2.
• Rezervorul de expansiune este umflat cu aer la o presiune de 0,5 kgf / cm2.

Deci:

1. Raportul randamentului rezervorului este (2,5-0,5) / (2,5 + 1) = 0,57.

1. Coeficientul de expansiune a apei atunci când este încălzit la 60 de grade este de 2,25% sau 0,0225.
2. Rezervorul trebuie să aibă un volum minim de 400 * 0.0225 / 0.57 = 16 (rotunjit la cea mai apropiată valoare din gama de dimensiuni a rezervorului) litri.

pompă

Cum să alegeți presiunea optimă și performanța pompei?

Cu toata presiunea este simpla. Valoarea sa minimă de 2 metri (0,2 kgf / cm2) este suficientă pentru conturul oricărei lungimi rezonabile.

Referință: sistemul de încălzire al unui bloc de apartamente funcționează atunci când diferența dintre amestec și debitul de întoarcere este exact la doi metri.

Performanța poate fi calculată în funcție de cea mai simplă schemă: întregul volum al conturului ar trebui să se întoarcă de trei ori pe oră. Astfel, pentru cantitatea de lichid de răcire menționată mai sus în 400 litri, performanța minimă rezonabilă a pompei de circulație a sistemului de încălzire cu un cap de lucru ar trebui să fie egală cu 0,4 * 3 = 1,2 m3 / oră.

Pentru secțiunile individuale ale circuitului, dotate cu pompă proprie, performanța sa poate fi calculată prin formula G = Q / (1.163 * Dt).

În el:

• G - valoare de performanță prețuită în metri cubi pe oră.
• Q este puterea termică a sistemului de încălzire în kilowați.
• 1.163 - constanta, capacitate medie de caldura a apei.
• Dt este diferența de temperatură dintre liniile de alimentare și retur în grade Celsius.

Sugestie: în sistemele autonome, este de obicei luată egală cu 20 de grade.

Astfel, pentru un circuit cu o putere termică de 5 kilowați la o deltă de 20 de grade între debitul și debitul de retur, este necesară o pompă cu o capacitate de cel puțin 5 / (1.163 * 20) = 0.214 m3 / h.

Diametrul țevii

Cum să alegeți diametrul optim de umplere în circuitul cu o ieșire termică cunoscută?

Formula D = 354 * (0.86 * Q / Dt) / v va ajuta aici.

În el:

• D este diametrul interior al țevii în centimetri.
• Q este puterea termică a circuitului în kilowați.
• Dt este temperatura delta dintre debitul și conducta de retur. Rețineți că valoarea tipică a Dt pentru un sistem autonom de încălzire este de 20 ° C.
• v este debitul. Intervalul valorilor sale este cuprins între 0,6 și 1,5 m / s. La viteze mai mici, diferența de temperatură dintre primul și ultimul radiator din circuit crește; la niveluri mai ridicate, zgomotul hidraulic devine vizibil.

Să calculăm diametrul minim pentru conturul notoriu cu o capacitate de 5 kW la o viteză a apei în țevi de 1 m / s.

D = 354 * (0,86 * 5/20) / 1 = 4,04 mm. Din punct de vedere practic, aceasta înseamnă că puteți lua țevi cu dimensiunea minimă disponibilă și nu vă temeți de circulația lentă în ele.

concluzie

Sperăm că abundența formulelor și numerelor uscate nu este obosită de un cititor respectat. Ca de obicei, videoclipul atașat va oferi atenție unor informații tematice suplimentare. Mult noroc!