Încărcarea căldurii pe încălzire și alți parametri de

Subiectul acestui articol este definirea încărcării termice a încălzirii și a altor parametri care trebuie calculați pentru un sistem autonom de încălzire. Materialul se concentrează în primul rând pe proprietarii de case private, departe de echipamentele de încălzire și care au nevoie de cele mai simple formule și algoritmi.

Deci du-te.

Redundanță și calcul precis

De la început este necesar să se precizeze o subtilitate a calculelor: sunt aproape imposibil de calculat valorile absolut exacte ale pierderilor de căldură prin podea, tavan și pereți, pe care sistemul de încălzire trebuie să le compenseze. Puteți vorbi doar despre un anumit grad de fiabilitate al estimărilor.

Motivul este că prea mulți factori afectează pierderea de căldură:

• Rezistența termică a zidurilor de capital și a tuturor straturilor de materiale de finisare.
• Prezența sau absența podurilor reci.
• Vântul a crescut și locația casei pe teren.
• Lucrarea de ventilație (care, la rândul său, depinde din nou de puterea și direcția vântului).
• Gradul de izolare a ferestrelor și a pereților.

Există vesti bune. Practic, toate cazanele moderne de încălzire și sistemele distribuite de încălzire (podele încălzite, convectoare electrice și de gaz etc.) sunt livrate cu termostate care măsoară consumul de căldură în funcție de temperatura camerei.

Din punct de vedere practic, aceasta înseamnă că surplusul de căldură va afecta numai modul de încălzire: de exemplu, 5 kWh de căldură nu va fi dat într-o oră de funcționare continuă cu o putere de 5 kW, dar în 50 de minute de funcționare cu o putere de 6 kW. În următoarele 10 minute, boilerul sau alt dispozitiv de încălzire va rămâne în modul de așteptare, fără a consuma energie electrică sau electrică.

Prin urmare: în cazul calculării încărcăturii termice, sarcina noastră este de a determina valoarea minimă admisibilă.

Singura excepție de la regula generală este asociată cu funcționarea cazanelor clasice cu combustibil solid și se datorează faptului că scăderea producției de căldură este asociată cu o scădere gravă a eficienței datorită arderii incomplete a combustibilului. Problema este rezolvată prin instalarea unui acumulator de căldură în circuit și reducerea încălzitoarelor cu capete termice.

După aprindere, cazanul funcționează la putere maximă și cu o eficiență maximă până la arderea completă a cărbunelui sau lemnului de foc; atunci acumulatorul de căldură acumulat consumat de căldură este cheltuit pentru a menține temperatura optimă în cameră.

Majoritatea celorlalți parametri care trebuie calculați, de asemenea, permit o anumită redundanță. Cu toate acestea, despre aceasta - în secțiunile relevante ale articolului.

Lista parametrilor

Deci, ce ar trebui să luăm în considerare?

• Sarcina termică totală pe încălzirea casei. Aceasta corespunde puterii minime necesare a cazanului sau puterii totale a aparatelor în sistemul de încălzire distribuit.
• Nevoia de căldură într-o cameră separată.
• Numărul de secțiuni ale radiatorului secționat și mărimea registrului corespunzând unei anumite valori a puterii termice.

Rețineți: pentru încălzitoarele gata preparate (convectoare, radiatoare de plăci etc.) producătorii indică de obicei căldura totală din documentația însoțitoare.

• Diametrul conductei capabile, în cazul încălzirii apei, să asigure fluxul de căldură necesar.
• Parametrii pompei de circulație, care conduc lichidul de răcire în circuit cu parametrii specificați.
• Mărimea rezervorului de expansiune pentru a compensa dilatarea termică a agentului de răcire.

Să mergem la formule.

Încărcarea de căldură

Unul dintre principalii factori care influențează valoarea sa este gradul de izolare a casei. SNiP 23-02-2003, care reglementeaza protectia termica a cladirilor, normalizeaza acest factor, derivand valorile recomandate de rezistenta termica a peretilor pentru fiecare regiune a tarii.

Prezentăm două modalități de efectuare a calculelor: pentru clădirile care respectă SNiP 23-02-2003 și pentru casele cu rezistență termică nestandardizată.

Rezistență termică normalizată

Instrucțiunile pentru calcularea producției de căldură în acest caz arata astfel:

• 60 de wați pe 1 m3 de volum complet (inclusiv pereți) din casă sunt luați ca valoare de bază.
• Pentru fiecare dintre ferestre, la această valoare se adaugă în plus 100 de căldură de căldură.. Pentru fiecare ușă care duce spre stradă - 200 de wați.

• Un factor suplimentar este folosit pentru a compensa pierderile care cresc în regiunile reci.

De exemplu, să realizăm un calcul pentru o casă de 12 * 12 * 6 metri cu douăsprezece ferestre și două uși pe strada din Sevastopol (temperatura medie din ianuarie este + 3C).

1. Volumul încălzit este de 12 * 12 * 6 = 864 metri cubi.
2. Puterea de bază a căldurii este 864 * 60 = 51,840 wați.
3. Ferestrele și ușile vor crește ușor: 51840+ (12 * 100) + (2 * 200) = 53440.
4. Clima excepțional de blândă, datorită apropierii mării, ne va obliga să folosim un coeficient regional de 0,7. 53440 * 0,7 = 37408 wați. Este pe această valoare și puteți naviga.

Rezistență termică neormalizată

Ce trebuie să faceți dacă calitatea izolației la domiciliu este considerabil mai bună sau mai slabă decât cea recomandată? În acest caz, pentru a estima încărcătura de căldură, puteți folosi formula formularului Q = V * Dt * K / 860.

În el:

• Q - căldura produsă în kilowați.
• V este volumul încălzit în metri cubi.
• Dt este diferența de temperatură dintre stradă și casă. De obicei, delta se ia între valoarea recomandată pentru construirea utilizării interne (+18 - + 22С) și temperatura medie minimă a străzii în cea mai rece lună din ultimii ani.

Să clarificăm: să se bazeze pe minimul absolut este mai corect în principiu; Cu toate acestea, acest lucru va însemna costuri excesive pentru cazan și încălzitoare, a căror capacitate maximă va fi în cerere doar o dată la câțiva ani. Prețul unei ușoare subestimări a parametrilor calculați este o anumită scădere a temperaturii din încăpere la vârf de vreme rece, care poate fi ușor compensată prin includerea încălzitoarelor suplimentare.

• K - coeficientul de izolație, care poate fi luat din tabelul de mai jos. Valorile intermediare ale coeficientului sunt derivate prin aproximare.

Să repetăm ​​calculele pentru casa noastră din Sevastopol, precizând că zidurile sale au ziduri de zidărie de grosime de 40 cm (rocă sedimentară poroasă) fără finisaje exterioare, iar geamurile sunt realizate cu ferestre din sticlă.

1. Se presupune că coeficientul de izolare termică este 1,2.
2. Am calculat volumul casei mai devreme; este egal cu 864 m3.
3. Vom lua temperatura internă egală cu SNiP recomandată pentru regiunile cu un vârf mai mic de temperaturi de peste -31є - +18 grade. Informațiile despre minimul mediu vor provoca cu amabilitate enciclopedia de Internet renumită: este egală cu -0,4C.
4. Astfel, calculul va avea forma Q = 864 * (18 - -0,4) * 1,2 / 860 = 22,2 kW.

Așa cum este ușor de văzut, calculul a dat un rezultat care diferă de cel obținut de primul algoritm de o dată și jumătate. Motivul este, în primul rând, că minimul mediu utilizat de noi este semnificativ diferit de minimul absolut (aproximativ -25 ° C). Creșterea deltei de temperatură cu o dată și jumătate exact în același timp va crește cererea de căldură estimată a clădirii.

Gcal

La calcularea cantității de energie termică primită de o clădire sau de o cameră, împreună cu kilowați-oră, se utilizează o altă valoare - gigacalorie. Aceasta corespunde cantității de căldură necesară pentru a încălzi 1000 de tone de apă la un grad la o presiune de 1 atmosferă.

Cum se recalculează kilowați de căldură produsă în gigacaloage de căldură consumată? Este simplu: o gigacalorie este egală cu 1162,2 kW / h. Astfel, cu puterea maximă a sursei de căldură de 54 KW, sarcina orară maximă la încălzire va fi de 54 / 1162,2 = 0,046 Gcal * oră.

Este util: pentru fiecare regiune a țării, autoritățile locale reglează consumul de căldură în gigcalorie pe metru pătrat de spațiu pe parcursul lunii. Valoarea medie în Federația Rusă este de 0,0342 Gcal / m2 pe lună.

cameră

Cum se calculează necesitatea căldurii pentru o cameră singură? Aici se folosesc aceleași scheme de calcul ca și în cazul casei ca întreg, cu un singur amendament. Dacă o cameră încălzită se învecinează într-o încăpere fără propriile dispozitive de încălzire, aceasta este inclusă în calcul.

Deci, dacă un coridor cu o dimensiune de 1,2 * 4 * 3 metri se învecinează cu o încăpere de 4 * 5 * 3 metri, puterea de încălzire a încălzitorului este calculată pentru un volum de 4 * 5 * 3 + 1,2 * 4 * 3 = 60 + 4 = 74,4 m3.

Instalații de încălzire

Radiatoare cu sectiune

În general, informațiile despre fluxul de căldură pe secțiune pot fi găsite întotdeauna pe site-ul producătorului.

Dacă este necunoscut, vă puteți baza pe următoarele valori aproximative:

• Sectiune din fonta - 160 wati.
• Secțiunea bimetalică - 180 de wați.
• Secțiunea aluminiu - 200 de wați.

Ca întotdeauna, există o serie de subtilități. Cu o racordare laterală a unui radiator cu 10 sau mai multe secțiuni, variația de temperatură dintre linia proximală față de căptușeală și secțiunile de capăt va fi destul de semnificativă.

Apropo: efectul va ajunge la zero dacă linerul este conectat în diagonală sau de jos în jos.

În plus, producătorii de încălzitoare, de obicei, specifică puterea pentru o deltă de temperatură foarte specifică între radiator și aer, egală cu 70 de grade. Dependența fluxului de căldură pe Dt este liniară: dacă bateria este cu 35 de grade mai caldă decât aerul, puterea termică a bateriei va fi exact jumătate din cea declarată.

De exemplu, atunci când temperatura aerului în cameră este + 20C și temperatura agentului de răcire la + 55C, puterea secțiunii de aluminiu cu dimensiunea standard va fi de 200 / (70/35) = 100 wați. Pentru a furniza o putere de 2 kW, aveți nevoie de 2000/100 = 20 secțiuni.

registre

Registrele automate apar în lista de dispozitive de încălzire.

Producătorii, din motive evidente, nu își pot specifica capacitatea termică; cu toate acestea, este ușor să o calculați singur.

• Pentru prima secțiune a registrului (țeavă orizontală cu dimensiuni cunoscute), puterea este egală cu produsul diametrului său exterior și lungimea în metri, delta temperaturii dintre agentul de răcire și aer în grade și un coeficient constant de 36,5356.
• Pentru secțiunile ulterioare care se află în fluxul ascendent de aer cald, se folosește un factor suplimentar de 0,9.

Să analizăm un alt exemplu - calculăm fluxul de căldură pentru un registru cu patru rânduri cu un diametru al secțiunii de 159 mm, o lungime de 4 metri și o temperatură de 60 de grade într-o încăpere cu o temperatură internă de + 20 ° C.

1. Temperaturile Deltei în cazul nostru sunt 60-20 = 40C.
2. Convertim diametrul țevii în metri. 159 mm = 0,159 m.
3. Calculați puterea termică a primei secțiuni. Q = 0,159 * 4 * 40 * 36,5356 = 929,46 wați.
4. Pentru fiecare secțiune următoare, puterea va fi egală cu 929,46 * 0,9 = 836,5 wați.
5. Puterea totală va fi de 929,46 + (836,5 * 3) = 3500 (rotunjite) wați.

Diametrul conductei

Cum se determină valoarea minimă a diametrului interior al umpluturii sau al căptușelii la dispozitivul de încălzire? Nu vom urca în sălbăticie și nu vom folosi tabelul care conține rezultatele finale pentru diferența dintre fluxul și debitul de întoarcere de 20 de grade. Această valoare este tipică pentru sistemele autonome.

Viteza maximă de curgere a agentului de răcire nu trebuie să depășească 1,5 m / s pentru a evita zgomotul; mai des sunt ghidate de viteza de 1 m / s.

De exemplu, pentru un cazan de 20 kW, diametrul intern minim al umpluturii la un debit de 0,8 m / s va fi egal cu 20 mm.

Rețineți: diametrul intern este aproape de telecomanda (trecerea condiționată) a țevii de oțel. Conductele din plastic și metal-plastic sunt de obicei marcate cu un diametru exterior, care este cu 6-10 mm mai mare decât cel interior. Astfel, o țeavă de polipropilenă cu dimensiunea de 26 mm are un diametru interior de 20 mm.

Pompa de circulație

Doi parametri ai pompei sunt importanți pentru noi: capul și performanța. Într-o casă privată, la orice lungime rezonabilă a circuitului, presiunea minimă pentru cele mai ieftine pompe este de 2 metri (0,2 kgf / cm2): această valoare diferențială circulă în sistemul de încălzire al clădirilor cu apartamente.

Performanța necesară este calculată prin formula G = Q / (1.163 * Dt).

În el:

• G - productivitate (m3 / oră).
• Q este puterea circuitului în care este instalată pompa (KW).
• Dt este diferența de temperatură dintre conductele directe și retur în grade (într-un sistem autonom, valoarea tipică este Dt = 20С).

Pentru un circuit cu o sarcină termică de 20 kilowați, cu o deltă de temperatură standard, capacitatea de proiectare va fi de 20 / (1,163 * 20) = 0,86 m3 / oră.

Rezervor de expansiune

Unul dintre parametrii care trebuie calculați pentru un sistem autonom este volumul rezervorului de expansiune.

Calculul exact se bazează pe o serie de parametri destul de lungi:

• Temperatura și tipul lichidului de răcire. Coeficientul de expansiune depinde nu numai de gradul de încălzire al bateriilor, ci și de ceea ce sunt umplute cu: amestecurile de apă-glicol se extind mai mult.
• Presiunea maximă de lucru în sistem.
• Presiunea de încărcare a rezervorului, în funcție de presiunea hidrostatică a circuitului (înălțimea punctului superior al circuitului de deasupra rezervorului de expansiune).

Cu toate acestea, există o nuanță care face posibilă o simplificare semnificativă a calculului. Dacă o subestimare a volumului rezervorului va conduce, în cel mai bun caz, la o acționare constantă a supapei de siguranță și, în cel mai rău caz, la distrugerea circuitului, atunci volumul său excesiv nu va afecta nimic.

De aceea, un rezervor este luat de obicei cu o deplasare egală cu 1/10 din cantitatea totală de agent de răcire din sistem.

Sfat: pentru a afla volumul circuitului, este suficient să-l umpleți cu apă și să-l dați într-un vas de măsurare.

concluzie

Sperăm că schemele de calcul de mai sus vor simplifica viața cititorului și îl vor scuti de multe probleme. Ca de obicei, videoclipul atașat la articol va oferi informații suplimentare în atenția sa.

Mult noroc!