Izračun topline na zagrijavanje i srodne veličine

Kako se računa izračunato toplinsko opterećenje grijanja? Koji čimbenici utječu na potrebu kuće za toplinom? Kako odabrati optimalne uređaje za grijanje? U članku ćemo pokušati odgovoriti na ta i neka druga pitanja.

Distribucija gubitka topline privatne kuće.

Lakše, čak i lakše

Odmah rezervirajte ovaj članak namijenjen vlasnicima privatnih kuća i apartmana s neovisnim grijanjem. Metode proračuna sustava grijanja višestaznih zgrada prilično su složene i moraju uzeti u obzir mnoge čimbenike: rad ventilacije, vjetar, stupanj insolacije zgrade i još mnogo toga.

U slučaju kada je riječ o grijanju male kuće, lakše se podići toplinski učinak s određenom marginom. Cijena nekoliko dodatnih dijelova baterije teško se čini nepodnošljivom u pozadini ukupnih troškova gradnje.

Operativni troškovi, međutim, uz pravilnu organizaciju, uopće se neće povećati: termostati i prigušnice ograničit će toplinske kapacitete na toplim danima kada to neće biti traženo.

Dakle: naš cilj je naučiti kako izračunati opterećenje grijanja na najjednostavnijim i razumljivijim načinima za ne-stručnjake.

Ono što mislimo

Moramo naučiti kako računati:

  • Ukupna toplinska snaga (ukupna snaga toplinskih uređaja, au slučaju autonomnog sustava, i snaga kotla).
  • Odvojite snagu grijalice u jednoj sobi.

Osim toga, dodirit ćemo i nekoliko povezanih vrijednosti:

  • Izračunavanje količine rashladne tekućine i volumena ekspanzijskog spremnika sustava grijanja.
Zatvoreni autonomni sustav neće raditi bez ekspanzijskog spremnika.
  • Izbor izvedbe cirkulacijske crpke.
  • Odabir optimalnog promjera punjenja.

Ukupna toplinska snaga

Po područjima

Prije pola stoljeća SNiP-ovi nude najjednostavniju shemu proračuna koju mnogi koriste do danas: 100 vata toplote se uzima po četvornom metru zagrijane prostorije. Na kući od 100 kvadrata potrebno je 10 kW. Točka.

Jednostavna, razumljiva i previše netočna.

Razlozi?

  1. SNiP su razvijeni za stambene zgrade. Izbijanje topline u stanu okruženom grijanim prostorijama i privatnoj kući s ledenim zrakom iza zidova neusporedivo je.
  2. Izračun je točan za apartmane s visinom stropa od 2,5 metara. Viši strop će povećati volumen prostorije, a time i trošak topline.
Grijanje četvornih metara kvadrat u ovoj kući je očito teže nego u Hruščov.
  1. Kroz prozore i vrata gubi se mnogo više toplinske energije nego kroz zidove.
  2. Konačno, logično je pretpostaviti da će gubitci topline u Sočiju i Yakutsku znatno varirati. Povećanje temperature delte između sobe i ulice dvostruko će povećati potrošnju topline za grijanje točno dva puta. Međutim, fizika.

Po volumenu

Za prostore s standardiziranim toplinskim otporom zidova (za Moskvu - 3,19 m2 * C / W), možete izračunati toplinsku snagu po volumenu prostorije.

  • 40 vata topline se uzima po kubnom metru zagrijane stanice volumena. Za kubični metar volumena privatne kuće bez zajedničkih zidova sa susjednim grijanim zgradama - 60.
Za gradske kuće i apartmane na ekstremnim etažama, preuzimaju se srednje vrijednosti.
  • 100 wata toplinske energije dodaje se osnovnoj vrijednosti za svaki prozor. Za svaku vrata koja vode do ulice - 200.
  • Primljena snaga množi se regionalnim koeficijentom:
regija faktor
Krasnodar, Krim 0,7-0,9
Lenjingradske i Moskovske regije 1,2-1,3
Sibir, Daleki istok 1,5-1,6
Chukotka, Yakutia 2.0

Još jednom izračunavamo potrebu za zagrijavanjem toplinske energije za kuću s površinom od 100 kvadrata, ali sada određujemo zadatak:

parametar vrijednost
Visina stropova 3,2 m
Broj prozora 8
Broj vrata koja vode do ulice 2
lokacija G. Tynda (prosječna temperatura u siječnju je -28 ° C)
Zima u Tyndi.
  1. Visina stropova od 3,2 metra će nam dati unutarnji volumen kuće 3,2 * 100 = 320 m3.
  2. Osnovna toplinska snaga bit će 320 * 60 = 19200 vata.
  3. Prozori i vrata će raditi svoj dio: 19200+ (100 * 8) + (200 * 2) = 20.400 W.
  4. Osvježavajuća hladnoća u siječnju će nas prisiliti da koristimo koeficijent klime 1,7. 20400 * 1,7 = 34640 vata.

Kao što je lako vidjeti, razlika u odnosu na izračun prema prvoj shemi nije samo velika - to je upečatljiv.

Što učiniti ako je kvaliteta izolacije kuće znatno bolja ili lošija nego što to zahtijevaju građevinski propisi? Toplinska zaštita zgrada?

Po volumenu i koeficijentu zagrijavanja

Upute za ovu situaciju svode se na formulu Q = V * Dt * K / 860, u kojoj:

  • Q - dragocjeni pokazatelj toplinske snage u kilovatima.
  • V - Volumen grijanog prostora.
  • Dt je delta temperature između sobe i ulice na vrhuncu hladnoće.
  • K - koeficijent ovisi o stupnju izolacije zgrade.
Kuća s pire-ploče očito će izgubiti manje topline od cigle.

Dvije varijable zahtijevaju zasebne komentare.

Temperature od delte se uzimaju između propisanog SNiP temperature stanovanja (18 za regije s nižim zimskim temperaturama do -31 ° C i +20 za područja s jačim mrazovima) i prosječnom minimalno najhladnijeg mjeseca. Usredotočenje na apsolutni minimum ne vrijedi: rekordna hladnoća je rijetka i, ispričavam se zbog nehotičnog napada, vrijeme ne.

Koeficijent toplinske izolacije može se izvesti približavanjem podataka iz sljedeće tablice:

Koeficijent izolacije Oduzimanje struktura
0,6 - 0,9 Pjena ili mineralna vuna, izolirani krov, troslojno staklo koje štedi energiju
1, -1.9 Postavljanje opeke u jednu i pol ciglu, prozora dvostrukog stakla s jednim komorom
2 - 2.9 Zidanje, prozori u drvenim okvirima bez izolacije
3-4 Polaganje u polu-opeke, ostakljivanje u jednoj niti

Ponovimo izračunavanje toplinskih opterećenja na grijanju za našu kuću u Tyndi, navodeći da je izolirano plastičnim kaputom pjenom debljine 150 mm i zaštićenim od vremenskih utjecaja trostrukim staklenim prozorima.

Zapravo, inače moderne kuće u uvjetima Dalekog sjevera nisu izgrađene.

Stanovnici sjevernih krajeva zemlje prisiljeni su vrlo ozbiljno shvatiti izolaciju kuće.
  1. Pretpostavlja se da temperatura unutar kuće iznosi +20 ° C.
  2. Prosječni minimalni siječanj korisno će potaknuti poznata internetska enciklopedija. To je -33 ° C.
  3. Dakle, Dt = 53 stupnjeva.
  4. Uzimamo koeficijent toplinske izolacije jednak 0,7: toplinska izolacija koju smo opisali je blizu gornje granice učinkovitosti.

Q = 320 * 53 * 0,7 / 860 = 13,8 kW. To je vrijednost koju valja voditi prilikom odabira kotla.

Izbor snage uređaja za grijanje

Kako izračunati toplinsko opterećenje na rubu kontura koja odgovara jednoj sobi?

Jednostavno: izvršite izračun na jednoj od gornjih shema, ali za volumen prostorije. Na primjer, soba od 10 m2 imat će točno 1/10 ukupne toplinske snage; prema izračunu prema posljednjoj shemi, jednaka je 1380 wata.

Kako odabrati grijač sa željenim karakteristikama?

U općem slučaju, jednostavno pregledavajući dokumentaciju za radijator ili konvektor kojeg ste primijetili. Proizvođači obično pokazuju vrijednost toplinskog toka za jedan odjeljak ili cijeli instrument.

Parametri nekih bimetalnih sektorskih radijatora.

Nuance: toplinski tok je obično označen za 70 stupnjeva temperature između rashladne tekućine i zraka u sobi. Smanjenje ove delte za pola uzrokuje dvostruki pad snage.

Ako iz nekog razloga dokumentacija i web stranica proizvođača nisu dostupni, možete koristiti sljedeće prosječne vrijednosti:

Vrsta radijatora Protok topline u jednom dijelu, vate
Lijevano željezo 140-160
Bimetalni (čelik i aluminij) 180
aluminijum 200

Osim toga, vrijedno je odrediti izračun prijenosa topline registra.

Za vodoravnu cijev kružnog presjeka izračunava se formulom Q = Pi * Dn * L * k * Dt, u kojoj:

  • Q - toplinska snaga u wima;
  • Pi je broj pi uzeto da bude 3,1415;
  • Dn je vanjski promjer registarske sekcije u metrima.
  • L - duljina cijevi u metrima.
  • k je koeficijent toplinske vodljivosti, koji za čeličnu cijev se uzima 11,63 W / m2 * C;
  • Dt je temperaturna razlika između rashladne tekućine i zraka u sobi.

Tipični registar sastoji se od nekoliko dijelova. Istodobno su svi, osim prve, u uzlaznom toku toplog zraka, što smanjuje parametar Dt i izravno utječe na prijenos topline. Zato se za drugi i drugi odjeljak koristi još jedan faktor od 0,9.

Pratimo primjer ovog izračuna.

Izračunajmo toplinski kapacitet četverodjelnog registra duljine od tri metra, izrađen od cijevi s vanjskim promjerom od 208 mm, pri temperaturi rashladnog sredstva od 70 stupnjeva i temperature zraka u sobi od 20 stupnjeva.

Četverosredni registar grijanja.
  1. Snaga prvog odjeljka bit će 3.1415 * 0.208 * 3 * 11.63 * 50 = 1140 wata (zaokruženo cijelim brojem).
  2. Snaga drugog i drugog dijela jednaka je 1140 * 0,9 = 1026 vata.
  3. Ukupna toplinska snaga registra iznosi 1140+ (1026 * 3) = 4218 wata.

Kapacitet proširenog spremnika

To je jedan od parametara koji se trebaju izračunati u autonomnom sustavu grijanja. Spremnik za ekspanziju mora sadržavati višak rashladnog sredstva tijekom toplinske ekspanzije. Cijena nedovoljnog volumena - stalni rad sigurnosnog ventila.

Međutim: precijenjena količina spremnika nema negativnih posljedica.

U najjednostavnijoj verziji izračuna, spremnik se uzima jednako 10% ukupne količine rashladne tekućine u krugu. Kako saznati količinu rashladnog sredstva?

Evo nekoliko jednostavnih rješenja:

  • Sustav se napuni vodom, nakon čega se stapa u bilo koju dimenzionalnu posudu.
  • Osim toga, u uravnoteženom sustavu, volumen rashladne tekućine u litrama je otprilike jednak 13 puta veći od snage kotla u kilovatima.
Snaga kotla mora odgovarati količini rashladnog sredstva.

Složeniji (ali i dajući točniji rezultat) formulacija formulacije spremnika ovako izgleda:

V = (Vt x E) / D.

U njemu:

  • V je potreban volumen spremnika u litrama.
  • Vt je volumen rashladne tekućine u litrama.
  • E je koeficijent ekspanzije rashladnog sredstva pri maksimalnoj radnoj temperaturi kruga.
  • Omjer učinkovitosti D - spremnika.

A u ovom slučaju, nekoliko parametara trebaju komentare.

Koeficijent ekspanzije vode, koji često djeluje kao rashladno sredstvo, zagrijavanjem od početne temperature od + 10 ° C može se uzeti iz sljedeće tablice:

Grijanje, C Proširenje%
30 0.75
40 1.18
50 1.68
60 2.25
70 2.89
80 3.58
90 4.34
100 5.16

Korisno: mješavine vode i glikola koje se koriste kao antifriz za krugove za grijanje, proširuju se kada se zagrijavaju nešto jači. Razlika doseže 0,45% kada se zagrije na 100 stupnjeva otopine 30% glikola.

U foto - antifrizu za sustav grijanja.

Koeficijent učinkovitosti ekspanzijskog spremnika izračunava se pomoću sljedeće formule: D = (Pv - Ps) / (Pv + 1).

U njemu:

  • Pv je najveći dopušteni radni tlak u krugu. Postavljen je da aktivira sigurnosni ventil. U pravilu je odabrano jednako 2,5 atmosfere.
  • Tlak punjenja Ps - spremnika. Obično odgovara visini vodenog stupca u krugu iznad spremnika. Na primjer, u sustavu grijanja, gdje se vrh radijatora na drugom katu diže iznad spremnika montiranog u podrum, 5 metara, spremnik se puni tlakom od 0,5 atmosfere (što odgovara glavi od pet metara).

Na primjer, napravimo izračunavanje spremnika za napraviti samo za sljedeće uvjete:

  • Volumen rashladne tekućine u krugu je 400 litara.
  • Nosač topline - voda koju grijava kotao od 10 do 70 stupnjeva.
  • Sigurnosni ventil postavljen je na 2.5 kgf / cm2.
  • Spremnik za ekspanziju napuhan je zrakom pod tlakom od 0,5 kgf / cm2.

Dakle:

  1. Omjer učinkovitosti spremnika je (2,5-0,5) / (2,5 + 1) = 0,57.
Umjesto izračuna koeficijenta učinkovitosti spremnika može se uzeti iz stola.
  1. Koeficijent širenja vode kada se zagrijava na 60 stupnjeva je 2,25% ili 0,0225.
  2. Spremnik mora imati minimalni volumen od 400 * 0.0225 / 0.57 = 16 (zaokružen na najbližu vrijednost iz raspona veličine spremnika) litara.

pumpa

Kako odabrati optimalnu snagu tlaka i pumpe?

Sa svim pritiskom je jednostavno. Njegova minimalna vrijednost od 2 metra (0,2 kgf / cm2) dovoljna je za konturu bilo koje razumne duljine.

Referenca: Sustav grijanja stambene zgrade funkcionira kada razlika između mješavine i protoka povratka iznosi točno dva metra.

Razlika između mješavine (gornje desno) i povratne linije (dno) nije zabilježena bilo kojim mjeračem.

Izvedba se može izračunati prema najjednostavnijoj shemi: cijeli volumen konture trebao bi se okretati oko tri puta na sat. Dakle, za navedenu količinu rashladne tekućine u 400 litara, razumna minimalna učinkovitost cirkulacijske crpke sustava grijanja s pogonskom glavom treba biti jednaka 0,4 * 3 = 1,2 m3 / sat.

Za pojedine dijelove kruga, opremljen vlastitom pumpom, njegova se izvedba može izračunati formulom G = Q / (1.163 * Dt).

U njemu:

  • G - dragocjena vrijednost izvedbe u kubnim metrima po satu.
  • Q je toplinski učinak sekcije sustava grijanja u kilovatima.
  • 1.163 - stalni, prosječni toplinski kapacitet vode.
  • Dt je razlika temperature između vodovoda i povratnih linija u stupnjevima Celzijusa.

Savjet: u autonomnim sustavima, obično se uzima jednako 20 stupnjeva.

Dakle, za krug s toplinskom snagom od 5 kilovata na 20 stupnjevi između protoka i protoka povratka potreban je crpka kapaciteta od najmanje 5 / (1,163 * 20) = 0,214 m3 / h.

Parametri pumpe obično se navode na naljepnici.

Promjer cijevi

Kako odabrati optimalni promjer punjenja u krugu s poznatim toplinskim izlazom?

Formula D = 354 * (0,86 * Q / Dt) / v pomoći će ovdje.

U njemu:

  • D je unutarnji promjer cijevi u centimetrima.
  • Q je toplinska snaga kruga u kilovatima.
  • Dt je delta temperatura između protoka i povratne cijevi. Podsjetimo da je tipična vrijednost Dt za autonomni sustav grijanja 20 ° C.
  • v je brzina protoka. Raspon vrijednosti od 0,6 do 1,5 m / s. Pri manjim brzinama povećava se razlika temperature između prvog i posljednjeg radijatora u krugu; na višim razinama, hidraulički šum postaje vidljiv.

Izračunajmo najmanji promjer za zloglasnu konturu s kapacitetom od 5 kW kod brzine vode u cijevima od 1 m / s.

D = 354 * (0,86 x 5/20) / 1 = 4,04 mm. Na praktičnoj strani, to znači da možete uzeti cijevi od minimalne dostupne veličine i ne bojte se polagane cirkulacije u njima.

Ne zaboravite da smo izračunali unutarnji promjer. Plastične cijevi označene su vanjskim.

zaključak

Nadamo se da brojne formule i suhi brojevi nisu umorni od cijenjenog čitatelja. Kao i obično, priloženi videozapis će ponuditi svoju pozornost na dodatne tematske informacije. Sretno!

Dodajte komentar