Toplotno opterećenje na grijanje i drugi parametri dizajna:

Tema ovog članka je definicija toplinskog opterećenja na grijanje i druge parametre koji se trebaju izračunati za autonomni sustav grijanja. Materijal je usmjeren prvenstveno na vlasnike privatnih kuća, daleko od opreme za grijanje i kojima su potrebne najjednostavnije formule i algoritmi.

Idemo.

Redundancija i točan izračun

Od samog početka potrebno je odrediti jednu finu izračun: apsolutno točne vrijednosti gubitka topline kroz pod, strop i zidove, koje sustav grijanja mora nadoknaditi, gotovo je nemoguće izračunati. Možete razgovarati samo o određenom stupnju pouzdanosti procjena.

Razlog je to što previše čimbenika utječe na gubitak topline:

• Termalni otpor glavnih zidova i svih slojeva gotovih materijala.
• Prisutnost ili odsutnost hladnih mostova.
• Vjetar je porastao i mjesto kuće na terenu.
• Rad ventilacije (koji zauzvrat ovisi o snazi ​​i smjeru vjetra).
• Razina insolacije prozora i zidova.

Postoje dobre vijesti. Gotovo svi moderni grijani kotlovi i distribuirani sustavi grijanja (grijani podovi, električni i plinski konvektori, itd.) Isporučuju se s termostatima koji mjere potrošnju topline ovisno o temperaturi prostorije.

Na praktičnoj strani to znači da će višak topline utjecati samo na način grijanja: na primjer, 5 kWh topline neće se dati u jednom satu kontinuiranog rada s snagom od 5 kW, već u 50 minuta rada s snagom od 6 kW. Sljedećih 10 minuta, kotao ili drugi uređaji za grijanje će se držati u pripravnom stanju, bez trošenja struje ili energije.

Stoga: u slučaju izračunavanja toplinske opterećenja, naš je zadatak odrediti njegovu minimalnu dopuštenu vrijednost.

Jedina iznimka od općeg pravila povezana je s djelovanjem klasičnih kotlova na kruto gorivo i to je činjenica da je smanjenje njihove toplinske snage povezano s ozbiljnim padom učinkovitosti zbog nepotpunog izgaranja goriva. Problem se rješava postavljanjem akumulatora topline u krugu i grijanje grijača s toplinskim glavama.

Nakon spaljivanja, kotao radi punom snagom i maksimalnom učinkovitošću sve do potpunog gorenja ugljena ili ognjišta; tada akumulirani akumulator topline koji troši toplinu troši se na održavanje optimalne temperature u sobi.

Većina ostalih parametara koji se trebaju izračunati također omogućuju određenu redundanciju. Međutim, o tome - u relevantnim odjeljcima članka.

Popis parametara

Dakle, što bismo trebali razmotriti?

• Ukupna toplinska opterećenja na grijanju kuće. Ona odgovara minimalnoj potrebnoj snazi ​​kotlova ili ukupnoj snazi ​​uređaja u distribuiranom sustavu grijanja.
• Potreba za toplinom u odvojenoj sobi.
• Broj sekcija termalnog radijatora i veličina registra odgovaraju određenoj vrijednosti toplinske snage.

Napomena: proizvođači gotovih grijača (konvektori, radijatori u pločama i sl.) Proizvođači obično pokazuju ukupnu toplinsku snagu u popratnoj dokumentaciji.

• Promjer cjevovoda može u slučaju zagrijavanja vode osigurati potrebni protok topline.
• Parametri cirkulacijske crpke, koji pogoni rashladnu tekućinu u krugu s navedenim parametrima.
• Veličina spremnika za ekspanziju za kompenziranje toplinskog širenja rashladnog sredstva.

Idemo na formule.

Toplotno opterećenje

Jedan od glavnih čimbenika koji utječu na njegovu vrijednost je stupanj izolacije kuće. SNiP 23-02-2003, koji regulira toplinsku zaštitu zgrada, normalizira ovaj faktor, dajući preporučene vrijednosti toplinskog otpora zidova za svaku regiju zemlje.

Prikazujemo dva načina za izračunavanje: za zgrade koje su u skladu s SNiP 23-02-2003, te za kuće s nestandardiziranim toplinskim otporom.

Normalizirani toplinski otpor

Upute za izračunavanje toplinske snage u ovom slučaju izgledaju ovako:

• Kao temeljna vrijednost uzimaju se 60 W po 1 m3 punog (uključujući zidove) volumena kuće.
• Za svaku od prozora dodatno se dodaje 100 vata toplinske energije.. Za svaku vrata koja vode do ulice - 200 vata.

• Dodatni faktor se koristi za nadoknadu gubitaka koji se povećavaju u hladnim područjima.

Na primjer, obavimo izračun za kuću mjerenu 12 x 12 x 6 metara s dvanaest prozora i dva ulaza na ulicu koja se nalazi u Sevastopolu (prosječna temperatura siječnja iznosi 3 ° C).

1. Zagrijani volumen je 12 * 12 * 6 = 864 kubičnih metara.
2. Osnovna toplinska snaga je 864 * 60 = 51,840 W.
3. Prozori i vrata će malo povećati: 51840+ (12 * 100) + (2 * 200) = 53440.
4. Izuzetno blaga klima, zbog blizine mora, prisiliti će nas da koristimo regionalni koeficijent od 0,7. 53440 * 0,7 = 37408 vata. To je na ovoj vrijednosti i možete se kretati.

Nenormalna toplinska otpornost

Što učiniti ako je kvaliteta kućne izolacije znatno bolja ili lošija od preporučene? U ovom slučaju, za procjenu opterećenja topline, možete koristiti formulu oblika Q = V * Dt * K / 860.

U njemu:

• Q - drago izdržljivost topline u kilovata.
• V je zagrijani volumen u kubičnim metara.
• Dt je razlika temperature između ulice i kuće. Obično se delta uzima između preporučene vrijednosti za izgradnju unutarnje uporabe (+18 - + 22ê) i prosječne minimalne temperature ulice u najhladnijem mjesecu u posljednjih nekoliko godina.

Razjasnimo: računati na apsolutni minimum je načelno točniji; Međutim, to će značiti prekomjerne troškove za kotlove i uređaje za grijanje, puni kapacitet koji će biti tražen samo jednom svakih nekoliko godina. Cijena neznatnog podcjenjivanja izračunatih parametara je određeni pad temperature u sobi na vrhuncu hladnog vremena, što se lako može nadoknaditi uključivanjem dodatnih grijača.

• K - koeficijent izolacije, koji se može preuzeti iz donje tablice. Intermedijarne vrijednosti koeficijenta izvode se približavanjem.

Ponovimo izračune za našu kuću u Sevastopolu, navodeći da su njegove zidove debljine 40 cm debelih zidova (porozna sedimentna stijena) bez vanjske obrade, a ostakljenje je izrađeno jednostrukim staklenim prozorima.

1. Pretpostavlja se da je koeficijent toplinske izolacije 1.2.
2. Ranije smo izračunali volumen kuće; to je 864 m3.
3. Uzet ćemo unutarnju temperaturu jednaku preporučenom SNiP za regije s nižim vršnim temperaturama iznad -31 ÷ +18 stupnjeva. Informacije o prosječnom minimumu će ljubazno potaknuti svjetski poznatu internetsku enciklopediju: ona je jednaka -0.4 ° C.
4. Izračun će, dakle, imati oblik Q = 864 * (18 - -0,4) * 1,2 / 860 = 22,2 kW.

Kao što je lako vidjeti, izračun je dao razliku od prvog algoritma za jedan i pol puta. Razlog je, prije svega, da je prosječni minimum koji upotrebljavamo nas vidljivo različit od apsolutnog minimuma (oko -25 ° C). Povećanje temperature delte za jedan i pol puta točno u isto vrijeme će povećati procijenjenu toplinu potražnje u zgradi.

GCal

Pri izračunavanju količine toplinske energije koju zgrade ili sobi dobivaju, zajedno s kilovatima, koristi se druga vrijednost - gigacalorie. Ona odgovara količini topline potrebne za zagrijavanje 1000 tona vode na 1 stupanj po tlaku od 1 atmosfere.

Kako ponovno izračunati kilovat u toplinskoj snazi ​​u gigacalorijama potrošene topline? Jednostavno: jedna gigacalorija je jednaka 1162,2 kW / h. Dakle, s vršnom toplinskom snagom od 54 KW, maksimalno satno opterećenje za grijanje bit će 54 / 1162,2 = 0,046 Gcal * sata.

Korisno je: za svaku regiju zemlje lokalne vlasti reguliraju potrošnju topline u gigalaliji po kvadratnom metru prostora tijekom mjeseca. Prosječna vrijednost u Ruskoj Federaciji iznosi 0,0342 Gcal / m2 mjesečno.

soba

Kako izračunati potrebu za toplinom za jednu sobu? Ovdje se upotrebljavaju iste sheme proračuna kao i za kuću u cjelini, s jednim izmjenama. Ako se grijana soba pridružuje prostoriji bez vlastitih uređaja za grijanje, to je uključeno u izračun.

Dakle, ako je hodnik veličine 1,2 x 4 * 3 metara u sobi veličine 4 x 5 * 3, toplinska snaga grijača izračunata je za volumen od 4 * 5 * 3 + 1,2 * 4 * 3 = 60 + 14, 4 = 74,4 m3.

Aparati za grijanje

Odsječni radijatori

Općenito, informacije o toplinskom toku po sekciji uvijek se mogu naći na web stranici proizvođača.

Ako je nepoznato, možete se osloniti na sljedeće približne vrijednosti:

• Odjeljak od lijevanog željeza - 160 W.
• Bimetalni dio - 180 watt.
• Aluminijska sekcija - 200 vata.

Kao i uvijek, postoji niz suptilnosti. S lateralnim priključkom radijatora s 10 ili više sekcija, promjena temperature između bliže košuljici i završnim dijelovima bit će vrlo značajna.

Usput: učinak će nestajati ako je košuljica povezana dijagonalno ili od dna do dna.

Osim toga, proizvođači grijača obično određuju snagu za vrlo specifičnu temperaturu delte između radijatora i zraka, jednako 70 stupnjeva. Ovisnost toka topline na Dt je linearna: ako je baterija 35 stupnjeva vruća od zraka, toplinska snaga baterije će biti točno pola deklarirane.

Na primjer, kada je temperatura zraka u prostoriji + 20 ° C i temperatura rashladnog sredstva u + 55 ° C, snaga aluminijskog dijela standardne veličine iznosi 200 / (70/35) = 100 vata. Kako bi se osigurala snaga od 2 kW, trebate 2000/100 = 20 sekcija.

registri

Na popisu uređaja za grijanje ističu se samostalni registri.

Proizvoači iz očitih razloga ne mogu odrediti svoj toplinski kapacitet; međutim, to je jednostavno izračunati sami.

• Za prvi dio registra (vodoravna cijev poznatih dimenzija) snaga je jednaka proizvodu vanjskog promjera i dužine u metrima, deltu temperature između rashladnog sredstva i zraka u stupnjevima, te konstantnom koeficijentu od 36.5356.
• Za kasnije odjeljke koji se nalaze u uzlaznom toku toplog zraka, koristi se dodatni faktor od 0,9.

Analizimo još jedan primjer - izračunavamo tok topline za četveroredni registar s promjerom od 159 mm, duljinom od 4 metra i temperaturom od 60 stupnjeva u prostoriji s unutarnjom temperaturom od + 20 ° C.

1. Delta temperature u našem slučaju su 60-20 = 40C.
2. Promjer cijevi pretvara u metrima. 159 mm = 0,159 m.
3. Izračunajte toplinsku snagu prvog odjeljka. Q = 0,159 * 4 * 40 * 36,5356 = 929,46 vata.
4. Za svaki sljedeći odjeljak, snaga će biti jednaka 929,46 * 0,9 = 836,5 vata.
5. Ukupna snaga će biti 929,46 + (836,5 * 3) = 3500 (zaokružena) vata.

Promjer cjevovoda

Kako odrediti minimalnu vrijednost unutarnjeg promjera cijevi za punjenje ili košuljicu na uređaj za grijanje? Nećemo se usponiti u divljinu i upotrijebiti tablicu koja sadrži gotove rezultate za razliku između protoka i protoka od 20 stupnjeva. Ova je vrijednost tipična za autonomne sustave.

Maksimalna brzina strujanja rashladnog sredstva ne smije biti veća od 1,5 m / s kako bi se izbjegla buka; češće ih vode brzinom od 1 m / s.

Na primjer, za kotao od 20 kW, minimalni unutarnji promjer punjenja brzinom od 0,8 m / s bit će jednak 20 mm.

Napomena: unutarnji promjer je blizu daljinskog upravljača (uvjetni prolaz) čelične cijevi. Plastične i metal-plastične cijevi obično su označene vanjskim promjerom, koji je 6-10 mm veći od unutarnjeg. Tako polipropilenska cijev veličine 26 mm ima unutarnji promjer od 20 mm.

Cirkulacijska pumpa

Dva parametra pumpe su nam važna: glava i performanse. U privatnoj kući, u bilo kojoj razumnoj duljini kruga, minimalni tlak za najjeftinije crpke iznosi 2 metra (0,2 kgf / cm2): to je diferencijalna vrijednost koja cirkulira sustav grijanja stambenih zgrada.

Potrebna izvedba izračunava se formulom G = Q / (1.163 * Dt).

U njemu:

• G - produktivnost (m3 / sat).
• Q je snaga kruga u kojem je instalirana crpka (KW).
• Dt je razlika temperature između izravnih i povratnih cjevovoda u stupnjevima (u samostalnom sustavu, tipična vrijednost je Dt = 20С).

Za strujni krug s toplinskim opterećenjem od 20 kilovata, s standardnom temperaturom delta, projektni će kapacitet biti 20 / (1,163 * 20) = 0,86 m3 / sat.

Prostirni spremnik

Jedan od parametara koji se treba izračunati za autonomni sustav je volumen ekspanzijskog spremnika.

Točan izračun temelji se na prilično dugoj seriji parametara:

• Temperatura i vrsta rashladne tekućine. Koeficijent ekspanzije ne ovisi samo o stupnju zagrijavanja baterija, već io tome što su ispunjeni: mješavine voda i glikola šire se više.
• Maksimalni radni tlak u sustavu.
• Tlak punjenja spremnika, ovisno o tome, na hidrostatskom tlaku kruga (visina gornje točke kruga iznad ekspanzijskog spremnika).

Postoji, međutim, jedna nijansa koja omogućuje znatno pojednostavljenje izračuna. Ako podcjenjivanje volumena spremnika u najboljem slučaju dovodi do konstantnog pokretanja sigurnosnog ventila, au najgorem slučaju - do uništavanja kruga, onda njegov višak volumena neće ništa štetiti.

Zato se spremnik obično uzima s pomakom jednakom 1/10 ukupne količine rashladnog sredstva u sustavu.

Savjet: kako biste saznali volumen kruga, dovoljno ga je napuniti vodom i odnijeti u mjernu posudu.

zaključak

Nadamo se da će gore navedene sheme proračuna pojednostaviti život čitatelja i osloboditi ga mnogih problema. Kao i obično, video pridružen članku ponudit će dodatne informacije svojoj pozornosti.

Sretno!