Calculul sistemului de încălzire al unei case particulare:

Ce parametri trebuie calculați atunci când proiectați un sistem autonom de încălzire? Cum se calculează sistemul de încălzire al unei case particulare în fiecare caz? În articol vom oferi cititorului toate formulele necesare, date de referință și vom însoți calculele cu exemple.

Ce credem noi

Care sunt etapele de calcul al sistemului de încălzire pentru o casă privată?

Ce trebuie să numim?

• Nevoia totală de căldură și puterea corespunzătoare a cazanului de încălzire.
• Cererea de energie termică a unei încăperi separate și, în consecință, puterea încălzitorului în el.

Notă: trebuie să atingem metodele de determinare a puterii de căldură pentru diferite dispozitive de încălzire.

• Capacitatea rezervorului de expansiune.
• Parametrii pompei de circulație.

În această ordine, și treceți mai departe.

Putere termică

Este posibil să se estimeze aproximativ necesitatea căldurii la domiciliu în două moduri:

1. După zonă.
2. Volum.

Calculul suprafeței

Această tehnică este extrem de simplă și se bazează pe SNiP cu o jumătate de secol în urmă: un kilowatt de putere termică este luat pe 10 metri pătrați. Astfel, o casă cu o suprafață totală de 100 m2 poate fi încălzită cu un cazan de 10 kilowați.

Schema este bună deoarece nu necesită să urce în sălbăticie și să calculeze rezistența termică a pereților. Dar, ca orice schemă de calcul simplificată, rezultă un rezultat foarte apropiat.

Există mai multe motive:

• Cazanul încălzește întregul volum de aer din cameră, care depinde nu numai de suprafața casei, ci și de înălțimea plafoanelor. Și acest parametru în locuințe private poate varia în limitele cele mai largi.
• Ferestrele și ușile pierd mult mai multă căldură pe unitatea de suprafață decât pereții. Dacă numai pentru că este mult mai transparent pentru radiațiile infraroșii.
• Zona climatică afectează foarte mult pierderea de căldură prin plicul clădirii. O creștere a deltei de temperatură între cameră și stradă se va dubla în dublul creșterii costurilor de încălzire.

Calcularea volumului cu coeficienți regionali

Din aceste motive, este mai bine să folosiți o schemă de calcul puțin mai complicată, ceea ce oferă un rezultat mult mai precis.

1. Se consideră ca valoare de bază 60 wați de căldură pe metru cub de volum al camerei încălzite.
2. Fiecare fereastră din peretele exterior adaugă 100 de wați la puterea calculată a căldurii și 200 la fiecare ușă.
3. Rezultatul este înmulțit cu coeficientul regional:

Să luăm ca exemplu aceeași casă cu o suprafață de 100 de metri pătrați.

Cu toate acestea, de data aceasta vom specifica o serie de condiții suplimentare:

• Înălțimea plafoanelor sale este de 3,5 metri.
• Casa are 10 ferestre si 2 usi in peretii exteriori.
• Este situat în orașul Verkhoyansk (temperatura medie din ianuarie este de 45,4 C, minimul absolut este 67,6 C).

Deci, să calculăm încălzirea unei case particulare pentru aceste condiții.

1. Volumul intern al camerei încălzite este de 100 * 3,5 = 350 m3.
2. Valoarea de bază a puterii termice va fi egală cu 350 * 60 = 21000 wați.
3. Ferestrele și ușile exacerbează situația: 21000+ (100 * 10) + (200 * 2) = 22400 wați.
4. În cele din urmă, climatul răcoritor al orașului Verkhoyansk ne va forța să creștem capacitatea de încălzire deja mare de încălzire de încă două ori: 22400 * 2 = 44800 wați.

Este ușor de observat că diferența cu rezultatul obținut prin prima metodă este mai mare de patru ori.

Instalații de încălzire

Cum să calculați încălzirea într-o casă privată pentru camere individuale și să alegeți dispozitivele de încălzire potrivite pentru această putere?

Metoda de calcul a nevoii de căldură pentru o cameră singulară este complet identică cu cea de mai sus.

De exemplu, pentru o cameră de 12 m2 cu două ferestre în casa descrisă de noi, calculul va arăta astfel:

1. Volumul camerei este de 12 * 3,5 = 42 m3.
2. Puterea termică de bază va fi egală cu 42 * 60 = 2520 wați.
3. Două ferestre vor adăuga mai mult de 200. 2520 + 200 = 2720.
4. Un coeficient regional va dubla cererea de căldură. 2720 ​​* 2 = 5440 wați.

Cum se recalculează valoarea rezultată în numărul de secțiuni ale radiatorului? Cum să alegeți numărul și tipul de convectoare de încălzire?

• Producătorii indică întotdeauna căldura pentru convectoare, radiatoare de plăci etc. în documentația de însoțire.

• Pentru radiatoarele secționale, informațiile necesare pot fi găsite de obicei pe site-urile web ale dealerilor și producătorilor. În același loc, este destul de des posibil să găsiți calculatorul pentru recalcularea kilowaților în secțiune.
• În cele din urmă, dacă utilizați radiatoare secționale cu origine necunoscută, cu dimensiunea standard de 500 de milimetri de-a lungul axelor mamelonului, vă puteți concentra pe următoarele valori medii:

Într-un sistem autonom de încălzire cu parametrii moderați și previzibili ai lichidului de răcire, radiatoarele de aluminiu cele mai des folosite. Prețul lor rezonabil este foarte plăcut combinat cu un aspect decent și o disipare ridicată a căldurii.

În cazul nostru, secțiunile din aluminiu cu o capacitate de 200 de wați vor necesita 5440/200 = 27 (rotunjite).

Ca întotdeauna, există câteva subtilități.

• Cu un radiator multi-secțiune montat lateral, temperatura celor două secțiuni este mult mai mică decât prima; în consecință, fluxul de căldură al încălzitorului scade. O instrucțiune simplă va ajuta la rezolvarea problemei: conectați radiatoarele în funcție de schemă de jos în jos.
• Producătorii indică o producție de căldură pentru o temperatură delta între lichidul de răcire și o cameră de 70 de grade (de exemplu, 90 / 20C). Când scade, fluxul de căldură va cădea.

Caz special

De multe ori, registrele de uz casnic sunt utilizate ca dispozitive de încălzire în case private.

Rețineți: acestea atrag nu numai costuri reduse, ci și rezistență excepțională la tracțiune, ceea ce este foarte util atunci când conectați casa la centrala de încălzire. Într-un sistem de încălzire autonom, atractivitatea lor este negată de aspectul neobișnuit și emisia scăzută de căldură pe unitatea de volum a încălzitorului.

Cu toate acestea: cum se estimează capacitatea termică a unui registru de dimensiune cunoscută?

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

• Q - fluxul de căldură;
• Pi este numărul pi considerat a fi 3.1415;
• DN - diametrul exterior al țevii în metri;
• L este lungimea sa (și în metri);
• k este coeficientul de conductivitate termică, care este considerat a fi de 11,63 W / m2 * C;
• Temperatura Dt - delta, diferența dintre lichidul de răcire și aerul din cameră.

În registrul orizontal multiplu, transferul de căldură al tuturor secțiunilor, cu excepția primei, este înmulțit cu 0,9, deoarece acestea dau căldură fluxului ascendent de aer încălzit de prima secțiune.

Să calculăm transferul de căldură al unui registru cu patru secțiuni cu un diametru al secțiunii de 159 mm și o lungime de 2,5 metri la o temperatură a agentului de răcire de 80 ° C și o temperatură a aerului în cameră de 18 ° C.

1. Puterea de căldură a primei secțiuni este de 3.1415 * 0.159 * 2.5 * 11.63 * (80-18) = 900 wați.
2. Puterea termică a fiecăreia dintre celelalte trei secțiuni este egală cu 900 * 0,9 = 810 wați.
3. Puterea totală a încălzirii este de 900+ (810 * 3) = 3330 wați.

Rezervor de expansiune

Și în acest caz există două metode de calcul - simple și precise.

Circuit simplu

Calculul simplu este extrem de simplu: volumul rezervorului de expansiune este egal cu 1/10 din volumul lichidului de răcire din circuit.

Unde să obțineți valoarea volumului de lichid de răcire?

Iată câteva soluții simple:

1. Umpleți conturul cu apă, sângerați aerul și apoi exfiltrați toată apa prin dispozitivul de etanșare în orice vas de măsurare.
2. În plus, aproximativ volumul unui sistem echilibrat poate fi calculat la o rată de 15 litri de agent de răcire pe kilowatt de putere a cazanului. Astfel, în cazul unui cazan de 45 kW, sistemul va avea aproximativ 45 * 15 = 675 litri de căldură.

Prin urmare, în acest caz, rezervorul de expansiune pentru sistemul de încălzire de 80 litri (rotunjit până la valoarea standard) va fi un minim rezonabil.

Schema exactă

Mai precis, vă puteți face propriile mâini pentru a calcula volumul rezervorului de expansiune utilizând formula V = (Vt x E) / D, în care:

• V - valoarea dorită în litri.
• Vt este volumul total al lichidului de răcire.
• E este coeficientul de expansiune al agentului de răcire.
• D este coeficientul de eficiență al rezervorului de expansiune.

Evident, ultimii doi parametri au nevoie de comentarii.

Coeficientul de dilatare a apei și a amestecurilor slabe de apă-glicol poate fi luat din tabelul următor (când este încălzit de la temperatura inițială de + 10 ° C):

Raportul randamentului rezervorului poate fi calculat folosind formula D = (Pv - Ps) / (Pv + 1), în care:

• Pv este presiunea maximă în circuit (presiunea de deschidere a supapei de siguranță).

Sugestie: este de obicei luat ca 2,5 kgf / cm2.

• Presiunea ps- statică a circuitului (este și presiunea de încărcare a rezervorului). Se calculează ca 1/10 din diferența în metri dintre nivelul rezervorului și punctul superior al circuitului (o suprapresiune de 1 kgf / cm2 ridică coloana de apă cu 10 metri). O presiune egală cu Ps este creată în camera de aer a rezervorului înainte de umplerea sistemului.

De exemplu, să calculăm cerințele rezervorului pentru următoarele condiții:

• Diferența de înălțime dintre rezervor și punctul superior al conturului este de 5 metri.
• Puterea cazanului de încălzire în casă este de 36 kW.
• Încălzirea maximă a apei este de 80 de grade (de la 10 la 90 ° C).

Deci:

1. Raportul de eficiență al rezervorului va fi (2,5-0,5) / (2,5 + 1) = 0,57.

1. Volumul transportatorului de căldură la o viteză de 15 litri pe kilowatt este egal cu 15 * 36 = 540 litri.
2. Coeficientul de expansiune a apei atunci când este încălzit la 80 de grade este de 3,58% sau 0,0358.
3. Astfel, volumul minim al rezervorului este egal cu (540 * 0,0358) / 0,57 = 34 litri.

Pompa de circulație

Cum să alegeți parametrii optimi ai pompei de circulație pentru sistemul de încălzire?

Doi parametri sunt importanți pentru noi: presiunea creată de pompă și performanța acesteia.

Cu presiune, totul nu este simplu, dar foarte simplu: conturul oricărei lungimi rezonabile pentru o casă privată va necesita o presiune de cel mult 2 metri pentru dispozitivele bugetare.

Ajutor: o picătură de 2 metri face ca sistemul de încălzire al unei clădiri cu 40 de apartamente să circule.

Cea mai simplă modalitate de alegere a performanței este de a multiplica volumul de lichid de răcire în sistem cu 3: circuitul ar trebui să se întoarcă de trei ori într-o oră. Astfel, într-un sistem cu un volum de 540 litri, este suficientă o pompă cu o capacitate de 1,5 m3 / oră (rotunjită).

Un calcul mai precis este realizat folosind formula G = Q / (1.163 * Dt), în care:

• G - performanță în metri cubi pe oră.
• Q este puterea cazanului sau a secțiunii circuitului, unde este necesar să se asigure circulația, în kilowați.
• 1.163 este un coeficient legat de capacitatea medie de căldură a apei.
• Dt este delta temperaturilor dintre debitul și returul circuitului.

Sugestie: pentru sistemul autonom, parametrii standard sunt 70/50 C.

Cu puterea notabilă a cazanului de 36 kW și a unei temperaturi delta de 20 ° C, capacitatea pompei ar trebui să fie 36 / (1,163 * 20) = 1,55 m3 / h.

concluzie

Sperăm că am pus la dispoziția cititorului toate materialele necesare. Informații suplimentare despre cum se calculează încălzirea într-o casă privată pot fi găsite în videoclipul atașat. Mult noroc!