Výpočet tepelného zaťaženia na vykurovanie a súvisiace

Ako sa počíta vypočítané tepelné zaťaženie vykurovania? Aké faktory ovplyvňujú potrebu tepla v domácnosti? Ako si vybrať optimálne vykurovacie zariadenia? V článku sa budeme snažiť odpovedať na tieto a ďalšie otázky.

Jednoduchšie a ešte jednoduchšie

Okamžite urobte rezerváciu: tento článok je určený majiteľom rodinných domov a apartmánov s nezávislým kúrením. Metódy výpočtu vykurovacích systémov budov s viacerými bytmi sú pomerne zložité a musia brať do úvahy množstvo faktorov: prácu vetrania, veternú ružu, stupeň oteplenia budovy a oveľa viac.

V prípade, že ide o vykurovanie malého domu, je ľahšie získať tepelný výkon s určitou rezervou. Cena niekoľkých ďalších častí batérie sa na pozadí celkových nákladov na výstavbu sotva zdá byť zničujúca.

Prevádzkové náklady s riadnou organizáciou sa však vôbec nezvýšia: termostaty a tlmivky obmedzia tepelnú kapacitu v teplých dňoch, keď to nebude požadované.

Takže naším cieľom je naučiť sa vypočítať zaťaženie vykurovania najjednoduchším a zrozumiteľnejším spôsobom pre nešpecialistov.

Čo si myslíme

Musíme sa naučiť, ako počítať:

• Celkový tepelný výkon (celkový výkon vykurovacích zariadení av prípade samostatného systému aj výkon kotla).
• Samostatný výkon ohrievača v jednej miestnosti.

Okrem toho sa budeme dotýkať niekoľkých súvisiacich hodnôt:

• Výpočet množstva chladiacej kvapaliny a objemu expanznej nádrže vykurovacieho systému.

• Výber výkonu obehového čerpadla.
• Výber optimálneho plniaceho priemeru.

Celkový tepelný výkon

Podľa oblasti

Pred polstoročím ponúka SNiPs najjednoduchšiu schému výpočtu, ktorú mnohí používajú dodnes: 100 wattov tepla sa odoberá na štvorcový meter vyhrievaného priestoru. Na dome so 100 štvorcami potrebujete 10 kW. Bod.

Jednoduché, zrozumiteľné a príliš nepresné.

Dôvody?

1. SNiP boli vyvinuté pre bytové budovy. Tepelné úniky v byte obklopenom vyhrievanými priestormi av súkromnom dome s ľadovým vzduchom za stenami sú neporovnateľné.
2. Výpočet je správny pre byty s výškou stropu 2,5 metra. Vyšší strop zvýši objem miestnosti a následne náklady na teplo.

1. Prostredníctvom okien a dverí sa stratí oveľa viac tepelnej energie ako cez steny.
2. Napokon bude logické predpokladať, že tepelné straty v Soči a Jakutsku sa značne líšia. Zvýšením delty teploty medzi miestnosťou a ulicou sa dvojnásobne zvýši spotreba tepla pri vykurovaní. Fyzika však.

Podľa hlasitosti

Pre priestory so štandardným tepelným odporom steny (pre Moskvu - 3,19 m2 * C / W) môžete použiť výpočet tepelnej energie podľa objemu miestnosti.

• Na jeden kubický meter vykurovaného objemu bytu sa odoberá 40 wattov tepla. Pre kubický meter objemu súkromného domu bez spoločných stien so susednými vykurovanými budovami - 60.

• 100 wattov tepelnej energie sa pridáva k základnej hodnote pre každé okno. Za každé dvere vedúce na ulicu - 200.
• Získaný výkon sa vynásobí regionálnym koeficientom:

Poďme opäť vypočítať potrebu vykurovania tepelnej energie pre dom s plochou 100 štvorcov, ale teraz špecifikujeme úlohu:

1. Výška stropu 3,2 metra nám poskytne vnútorný objem domu 3,2 x 100 = 320 m3.
2. Základná tepelná energia bude 320 * 60 = 19200 wattov.
3. Okná a dvere budú robiť svoju bit: 19200+ (100 * 8) + (200 * 2) = 20,400 wattov.
4. Osviežujúci chlad z januára nás núti použiť klimatický koeficient 1,7. 20400 * 1,7 = 34640 wattov.

Ako je ľahké vidieť, rozdiel s výpočtom podľa prvého schémy je nielen skvelý - je to zarážajúce.

Čo robiť, ak je kvalita izolácie domu výrazne lepšia alebo horšia, než stavebné predpisy vyžadujú? Tepelná ochrana budov?

Objem a koeficient ohrevu

Pokyn pre túto situáciu spočíva v použití vzorca vzorca Q = V * Dt * K / 860, v ktorom:

• Q - hodnotný ukazovateľ tepelnej energie v kilowattoch.
• V - Objem vyhrievaného priestoru.
• Dt je delta teplôt medzi miestnosťou a ulicou na vrchole zimy.
• K - koeficient v závislosti od stupňa izolácie budovy.

Dve premenné vyžadujú samostatné pripomienky.

Teploty delty sa berú medzi predpísanou teplotou obydlia SNiP (+18 pre oblasti s nižšou zimnou teplotou až -31 ° C a +20 pre oblasti so silnejším mrazom) a priemerné minimum najchladnejšieho mesiaca. Zameranie sa na absolútne minimum nestojí za to: rekordné ochladenie je zriedkavé a ospravedlňujeme sa za mimovoľné huby, počasie nie.

Koeficient tepelnej izolácie možno odvodiť aproximáciou údajov z nasledujúcej tabuľky:

Opäť vykonáme výpočet tepelných zaťažení na vykurovanie v našom dome v meste Tynda s uvedením, že je izolovaný penovým plastovým plášťom o hrúbke 150 mm a chránený pred poveternostnými vplyvmi trojitými oknami.

V skutočnosti inak nie sú postavené moderné domy v podmienkach Ďalekého severu.

1. Predpokladá sa, že teplota v dome je +20 ° C.
2. Priemerné minimum v januári bude vhodne vyvolané známym internetovým encyklopédiom. Je -33C.
3. Takže Dt = 53 stupňov.
4. Zoberme si koeficient tepelnej izolácie rovný 0,7: tepelná izolácia, ktorú sme opísali, je blízko hornej hranice účinnosti.

Q = 320 * 53 * 0,7 / 860 = 13,8 kW. Je to hodnota, ktorá stojí za to byť vedená pri výbere kotla.

Výber výkonu vykurovacieho zariadenia

Ako vypočítať tepelné zaťaženie na časti obrysu zodpovedajúcej jednému miestnosti?

Jednoducho jednoduché: vykonajte výpočet na jednom z vyššie uvedených schém, ale pre objem miestnosti. Napríklad miestnosť 10 m2 bude mať presne 1/10 celkového tepelného výkonu; podľa výpočtu podľa poslednej schémy sa rovná 1380 wattoch.

Ako vybrať ohrievač s požadovanými vlastnosťami?

Vo všeobecnosti jednoduchým preskúmaním dokumentácie pre radiátor alebo konvektor, ktorý ste pozorovali. Výrobcovia zvyčajne uvádzajú hodnotu toku tepla pre jednu sekciu alebo pre celý nástroj.

Nuance: tok tepla je zvyčajne indikovaný pre 70-stupňovú teplotnú deltu medzi chladiacou kvapalinou a vzduchom v miestnosti. Zníženie tejto delty o polovicu spôsobí dvojnásobný pokles výkonu.

Ak z nejakého dôvodu dokumentácia a webová stránka výrobcu nie sú k dispozícii, môžete použiť nasledujúce priemerné hodnoty:

Samostatne je potrebné špecifikovať výpočet registra pre prenos tepla.

Pre vodorovnú rúrku s kruhovým prierezom sa vypočíta podľa vzorca Q = Pi * Dn * L * k * Dt, pričom:

• Q - tepelná energia vo wattoch;
• Pi je počet pi považovaný za 3.1415;
• Dν je vonkajší priemer registračnej časti v metroch.
• L - dĺžka potrubia v metroch.
• k je koeficient tepelnej vodivosti, ktorý sa pre oceľové rúry považuje za 11,63 W / m2 * C;
• Dt je teplotná delta medzi chladiacou kvapalinou a vzduchom v miestnosti.

Typický register sa skladá z niekoľkých častí. Súčasne všetky, s výnimkou prvej, sú v hornom toku teplého vzduchu, čo znižuje parameter Dt a priamo ovplyvňuje prenos tepla. Z tohto dôvodu sa pre druhú a pre ostatné sekcie použije ďalší faktor 0,9.

Sledujeme príklad tohto výpočtu.

Vypočítajte tepelnú kapacitu štvor-sekčného registra s dĺžkou troch metrov, vyrobenej z rúrky s vonkajším priemerom 208 mm, pri teplote chladiacej kvapaliny 70 stupňov a teplote vzduchu v miestnosti 20 stupňov.

1. Výkon prvej sekcie bude 3,1415 * 0,208 * 3 * 11,63 * 50 = 1140 wattov (zaokrúhlený na celé číslo).
2. Výkon druhého a ostatných častí sa rovná 1140 * 0,9 = 1026 wattov.
3. Celkový tepelný výkon registra je 1140+ (1026 * 3) = 4218 wattov.

Kapacita expanznej nádrže

Je to jeden z parametrov, ktorý je potrebné vypočítať v samostatnom vykurovacom systéme. Expanzná nádrž musí počas tepelnej expanzie obsahovať prebytok chladiacej kvapaliny. Cena jeho nedostatočného objemu - konštantná prevádzka poistného ventilu.

Nadhodnotený objem nádrže však nemá žiadne negatívne dôsledky.

V najjednoduchšej verzii výpočtu sa zásobník rovná 10% z celkového množstva chladiacej kvapaliny v okruhu. Ako zistiť množstvo chladiacej kvapaliny?

Tu je niekoľko jednoduchých riešení:

• Systém je naplnený vodou a potom sa zlúči do akýchkoľvek rozmerových misiek.
• Navyše vo vyváženom systéme sa objem chladiacej kvapaliny v litroch približne rovná 13-násobku výkonu kotla v kilowattoch.

Komplexnejší (ale aj presnejší výsledok) výpočtového vzorca tanku vyzerá takto:

V = (Vt x E) / D.

V ňom:

• V je požadovaný objem nádrže v litroch.
• Vt je objem chladiacej kvapaliny v litroch.
• E je koeficient rozťažnosti chladiacej kvapaliny pri maximálnej prevádzkovej teplote okruhu.
• Pomer účinnosti D - nádrž.

A v tomto prípade je potrebných niekoľko parametrov.

Koeficient rozťažnosti vody, ktorý často pôsobí ako chladiaca kvapalina pri zahriatí z počiatočnej teploty + 10 ° C, je možné prevziať z nasledujúcej tabuľky:

Užitočné: zmesi vody a glykolu, ktoré sa používajú ako nemrznúca zmes pre vykurovacie okruhy, sa pri zahrievaní roztiahnu o niečo silnejšie. Rozdiel dosahuje 0,45% pri zahrievaní na 100 ° C 30% glykolového roztoku.

Koeficient účinnosti expanznej nádoby sa vypočíta podľa nasledujúceho vzorca: D = (Pv - Ps) / (Pv + 1).

V ňom:

• Pv je maximálny prípustný pracovný tlak v okruhu. Je nastavený na spustenie poistného ventilu. Zvyčajne sa zvolí ako 2,5 atmosféry.
• Tlak nabíjania zásobníka Ps. Zvyčajne zodpovedá výške vodného stĺpca v okruhu nad nádržou. Napríklad vo vykurovacom systéme, kde vrchol radiátorov na druhom poschodí stúpa nad nádržou namontovanou v suteréne, 5 metrov, je nádrž naplnená tlakom 0,5 atmosféry (čo zodpovedá päťmetrovej hlave).

Ako príklad ukážeme výpočet nádrže do nasledovných podmienok:

• Objem chladiacej kvapaliny v okruhu je 400 litrov.
• Tepelný nosič - voda ohrievaná kotlom od 10 do 70 stupňov.
• Poistný ventil je nastavený na 2,5 kgf / cm2.
• Expanzná nádrž sa nafukuje vzduchom na tlak 0,5 kgf / cm2.

takže:

1. Pomer účinnosti nádrže je (2,5-0,5) / (2,5 + 1) = 0,57.

1. Koeficient rozťažnosti vody pri zahrievaní na 60 stupňov je 2,25% alebo 0,0225.
2. Nádrž by mala mať minimálny objem 400 * 0.0225 / 0.57 = 16 (zaokrúhlená na najbližšiu hodnotu z rozsahu veľkosti nádrže) litrov.

čerpadlo

Ako si vybrať optimálny tlak a výkon čerpadla?

Celý tlak je jednoduchý. Jeho minimálna hodnota 2 metre (0,2 kgf / cm2) je dostatočná pre obrys ľubovoľnej primeranej dĺžky.

Odkaz: vykurovací systém bytového domu funguje, keď je rozdiel medzi zmesou a spätným tokom presne dva metre.

Výkonnosť sa dá vypočítať podľa najjednoduchšej schémy: celkový objem obrysu by sa mal otočiť trikrát za hodinu. Pre vyššie uvedené množstvo chladiacej kvapaliny vo výške 400 litrov by mal byť minimálny výkon cirkulačného čerpadla vykurovacieho systému s pracovnou hlavou rovný 0,4 x 3 = 1,2 m3 / hod.

Pre jednotlivé časti okruhu, vybavené vlastným čerpadlom, jeho výkon sa môže vypočítať podľa vzorca G = Q / (1,163 * Dt).

V ňom:

• G - hodnotou výkonnosti v kubických metroch za hodinu.
• Q je tepelný výkon úseku vykurovacieho systému v kilowattoch.
• 1,163 - konštantná, priemerná tepelná kapacita vody.
• Dt je teplotný rozdiel medzi napájacími a spätnými vedeniami v stupňoch Celzia.

Nápoveda: v autonómnych systémoch sa zvyčajne rovná 20 stupňom.

Takže pre okruh s tepelným výkonom 5 kilowattov pri delosti 20 stupňov medzi prietokom a spätným tokom je potrebné čerpadlo s kapacitou najmenej 5 / (1,163 * 20) = 0,214 m3 / h.

Priemer potrubia

Ako si vybrať optimálny priemer plnenia v okruhu so známym tepelným výkonom?

Vzor D = 354 * (0,86 * Q / Dt) / v tu pomôže.

V ňom:

• D je vnútorný priemer rúry v centimetroch.
• Q je tepelný výkon okruhu v kilowattoch.
• Dt je delta teplota medzi prietokom a spätným potrubím. Pripomeňme si, že typická hodnota Dt pre autonómny systém vykurovania je 20 C.
• v je prietoková rýchlosť. Rozsah jeho hodnôt je od 0,6 do 1,5 m / s. Pri nižších rýchlostiach sa teplotný rozdiel medzi prvým a posledným radiátorom v obvode zvyšuje; pri vyšších úrovniach sa stane viditeľný hydraulický šum.

Vypočítame minimálny priemer známeho obrysu s kapacitou 5 kW pri rýchlosti vody v potrubiach 1 m / s.

D = 354 * (0,86 x 5/20) / 1 = 4,04 mm. Na praktickej strane to znamená, že si môžete vziať potrubia s minimálnou dostupnou veľkosťou a nemali by ste sa obávať pomalého pohybu v nich.

záver

Dúfame, že hojnosť vzorcov a suchých čísel nie je unavená rešpektovaným čitateľom. Ako zvyčajne priložené video ponúkne svoju pozornosť ďalším tematickým informáciám. Veľa šťastia!