Proiectarea și calculul termic al unui sistem de încălzire este o etapă obligatorie în amenajarea încălzirii unei case. Sarcina principală a activităților de calcul este de a determina parametrii optimi ai cazanului și ai sistemului de radiatoare.
Trebuie să recunoașteți că la prima vedere poate părea că numai un inginer poate face un calcul de inginerie termică. Cu toate acestea, nu totul este atât de complicat. Cunoscând algoritmul acțiunilor, se va dovedi să efectueze independent calculele necesare.
Articolul descrie în detaliu procedura de calcul și oferă toate formulele necesare. Pentru o mai bună înțelegere, am pregătit un exemplu de calcul termic pentru o casă privată.
Norme ale regimurilor de temperatură ale spațiilor
Înainte de efectuarea oricăror calcule ale parametrilor sistemului, este necesar, cel puțin, să cunoaștem ordinea rezultatelor așteptate, precum și să avem disponibile caracteristici standardizate ale unor valori tabulare care trebuie înlocuite în formule. sau să fie ghidați de ei.
După efectuarea calculelor parametrilor cu astfel de constante, se poate fi sigur de fiabilitatea parametrului dinamic sau constant căutat al sistemului.
Pentru spații în diverse scopuri, există standarde de referință pentru regimurile de temperatură ale spațiilor rezidențiale și nerezidențiale. Aceste norme sunt consacrate în așa-numitele GOST.
Pentru un sistem de încălzire, unul dintre acești parametri globali este temperatura camerei, care trebuie să fie constantă indiferent de anotimp și condițiile ambientale.
Conform reglementărilor standardelor și regulilor sanitare, există diferențe de temperatură în raport cu anotimpurile de vară și de iarnă. Sistemul de aer condiționat este responsabil pentru regimul de temperatură al camerei în sezonul estival, principiul calculului său este descris în detaliu în acest articol.
Dar temperatura camerei în timpul iernii este asigurată de sistemul de încălzire. Prin urmare, ne interesează intervalele de temperatură și toleranțele acestora la abaterile din sezonul de iarnă.
Majoritatea documentelor de reglementare stipulează următoarele intervale de temperatură care permit unei persoane să se simtă confortabil într-o cameră.
Pentru spații nerezidențiale de tip birou cu o suprafață de până la 100 m2:
- 22-24 ° C - temperatura optimă a aerului;
- 1 ° C - fluctuația admisibilă.
Pentru spații de tip birou cu o suprafață mai mare de 100 m2, temperatura este de 21-23 ° C. Pentru spațiile nerezidențiale de tip industrial, intervalele de temperatură diferă foarte mult în funcție de scopul localului și de standardele de protecție a muncii stabilite.
Fiecare persoană are propria temperatură confortabilă a camerei. Cineva îi place să fie foarte cald în cameră, cineva se simte confortabil atunci când camera este rece - totul este destul de individual
În ceea ce privește spațiile rezidențiale: apartamente, case private, proprietăți etc., există anumite intervale de temperatură care pot fi ajustate în funcție de dorințele rezidenților.
Și totuși, pentru spațiile specifice unui apartament și o casă, avem:
- 20-22 ° C - camera de zi, inclusiv camera copiilor, toleranță ± 2 ° С -
- 19-21 ° C - bucătărie, toaletă, toleranță ± 2 ° С;
- 24-26 ° C - baie, duș, piscină, toleranță ± 1 ° С;
- 16-18 ° C - coridoare, holuri, scări, magazii, toleranță + 3 ° С
Este important să rețineți că există mai mulți parametri de bază care afectează temperatura din cameră și pe care trebuie să vă concentrați atunci când calculați sistemul de încălzire: umiditatea (40-60%), concentrația de oxigen și dioxid de carbon din aer (250: 1), viteza de deplasare a masei de aer (0,13-0,25 m / s) etc.
Calculul radiatoarelor de încălzire pe suprafață
Cel mai simplu mod. Calculați cantitatea de căldură necesară pentru încălzire, pe baza zonei camerei în care vor fi instalate calorifere. Cunoașteți zona fiecărei camere, iar cererea de căldură poate fi determinată în conformitate cu codurile de construcție SNiP:
- pentru zona climatică mijlocie, 60-100W sunt necesare pentru încălzirea a 1m 2 de spațiu locativ;
- pentru suprafețe peste 60 o, sunt necesare 150-200W.
Pe baza acestor norme, puteți calcula cât de multă căldură va necesita camera dvs. În cazul în care apartamentul / casa este situat în zona climatică mijlocie, va fi necesar 1600W de căldură pentru a încălzi o suprafață de 16m2 (16 * 100 = 1600). Deoarece normele sunt medii, iar vremea nu se complacă în constanță, credem că sunt necesari 100W. Deși, dacă locuiți în sudul zonei climatice medii și iernile dvs. sunt blânde, numărați 60W.
Calculul radiatoarelor de încălzire se poate face conform normelor SNiP
Este necesară o rezervă de putere la încălzire, dar nu foarte mare: odată cu creșterea cantității de putere necesară, numărul radiatoarelor crește. Și cu cât mai multe radiatoare, cu atât mai mult lichid de răcire în sistem. Dacă pentru cei care sunt conectați la încălzirea centrală acest lucru nu este critic, atunci pentru cei care au sau intenționează încălzirea individuală, un volum mare al sistemului înseamnă costuri mari (suplimentare) pentru încălzirea lichidului de răcire și o inerție mai mare a sistemului (temperatura setată este mai puțin precis întreținute). Și apare o întrebare logică: „De ce să plătești mai mult?”
După ce am calculat cererea de căldură a camerei, putem afla câte secțiuni sunt necesare. Fiecare dintre dispozitivele de încălzire poate emite o anumită cantitate de căldură, care este indicată în pașaport. Ei iau cererea de căldură găsită și o împart la puterea radiatorului. Rezultatul este numărul necesar de secțiuni pentru a compensa pierderile.
Să calculăm numărul de calorifere pentru aceeași cameră. Am stabilit că este nevoie de 1600W. Lasă puterea unei secțiuni să fie de 170W. Se pare că 1600/170 = 9.411 buc. Puteți rotunji în sus sau în jos la discreția dvs. Poate fi rotunjită într-una mai mică, de exemplu, într-o bucătărie - există suficiente surse suplimentare de căldură, iar într-una mai mare - este mai bine într-o cameră cu balcon, fereastră mare sau într-o cameră de colț.
Sistemul este simplu, dar dezavantajele sunt evidente: înălțimea plafoanelor poate fi diferită, materialul pereților, ferestrelor, izolației și o serie de alți factori nu sunt luați în considerare. Deci, calculul numărului de secțiuni ale radiatorului de încălzire conform SNiP este aproximativ. Pentru un rezultat precis, trebuie să faceți ajustări.
Calculul pierderii de căldură în casă
Conform celei de-a doua legi a termodinamicii (fizica școlii), nu există un transfer spontan de energie din mini-obiecte sau macro-obiecte mai puțin încălzite. Un caz special al acestei legi este „efortul” de a crea un echilibru de temperatură între două sisteme termodinamice.
De exemplu, primul sistem este un mediu cu o temperatură de -20 ° C, al doilea sistem este o clădire cu o temperatură internă de + 20 ° C. Conform legii de mai sus, aceste două sisteme se vor strădui să echilibreze prin schimbul de energie. Acest lucru se va întâmpla cu ajutorul pierderilor de căldură din al doilea sistem și al răcirii în primul sistem.
Se poate spune fără ambiguitate că temperatura ambiantă depinde de latitudinea la care se află casa privată. Și diferența de temperatură afectează cantitatea de scurgeri de căldură din clădire (+)
Pierderea de căldură înseamnă eliberarea involuntară de căldură (energie) de la un obiect (casă, apartament). Pentru un apartament obișnuit, acest proces nu este atât de "vizibil" în comparație cu o casă privată, deoarece apartamentul este situat în interiorul clădirii și este "adiacent" altor apartamente.
Într-o casă privată, căldura „scapă” într-un grad sau altul prin pereții exteriori, podea, acoperiș, ferestre și uși.
Cunoscând cantitatea de pierderi de căldură pentru cele mai nefavorabile condiții meteorologice și caracteristicile acestor condiții, este posibil să se calculeze puterea sistemului de încălzire cu o precizie ridicată.
Deci, volumul scurgerilor de căldură din clădire este calculat folosind următoarea formulă:
Q = Qfloor + Qwall + Qwindow + Qroof + Qdoor +… + QiUnde
Qi - volumul pierderii de căldură din aspectul uniform al anvelopei clădirii.
Fiecare componentă a formulei este calculată prin formula:
Q = S * ∆T / RUnde
- Î - scurgeri termice, V;
- S - aria unui anumit tip de structură, mp m;
- ∆T - diferența de temperatură între aerul ambiant și cel interior, ° C;
- R - rezistența termică a unui anumit tip de structură, m2 * ° C / W.
Se recomandă ca valoarea rezistenței termice pentru materialele existente să fie luată din tabelele auxiliare.
În plus, rezistența termică poate fi obținută utilizând următorul raport:
R = d / kUnde
- R - rezistență termică, (m2 * K) / W;
- k - coeficientul de conductivitate termică a materialului, W / (m2 * K);
- d Este grosimea acestui material, m.
În casele mai vechi cu o structură de acoperiș umedă, scurgerile de căldură au loc prin partea superioară a clădirii, și anume prin acoperiș și mansardă. Efectuarea de măsuri pentru încălzirea tavanului sau izolarea termică a acoperișului mansardei rezolvă această problemă.
Dacă izolezi spațiul mansardei și acoperișul, atunci pierderea totală de căldură din casă poate fi redusă semnificativ.
Există mai multe alte tipuri de pierderi de căldură în casă prin fisuri în structuri, un sistem de ventilație, o hota de bucătărie, deschiderea ferestrelor și ușilor. Dar nu are sens să ținem cont de volumul lor, deoarece acestea reprezintă nu mai mult de 5% din numărul total de scurgeri principale de căldură.
Determinăm pierderile reale de căldură din rețelele de încălzire
Pornim de la presupunerea că pierderile de căldură din rețelele de încălzire nu depind de viteza de mișcare a apei în conductă, ci depind de
- diametrul țevii,
- temperatura agentului de răcire,
- material termoizolant și
- stări de izolare termică.
Conductivitatea termică staționară a unui perete cilindric - descrierea metodei de calcul
Prin perete cilindric se înțelege o țeavă de lungime infinită cu o rază interioară R1 (diametrul D1) și o rază exterioară R2 (diametrul D2).
Temperaturile constante t1 și t2 sunt stabilite pe suprafețele peretelui. Transferul de căldură se realizează numai prin conductivitate termică, suprafețele exterioare sunt izoterme (echipotențiale) și câmpul de temperatură se schimbă numai de-a lungul grosimii peretelui conductei în direcția razei.
Fluxul de căldură care trece printr-un perete cilindric cu lungimea unității este notat cu ql și se numește fluxul de căldură liniar, W / m:
unde λ este coeficientul de conductivitate termică a materialului studiat, W / (m ∙ K);
D1, D2 - respectiv, diametrele interioare și exterioare ale stratului cilindric al materialului;
t1, t2 - temperaturile medii ale suprafețelor interioare și exterioare ale stratului cilindric al materialului.
Fluxul de căldură, W:
unde l este lungimea conductei, m.
Luați în considerare conductivitatea termică a unui perete cilindric multistrat format din n straturi cilindrice omogene și concentrice cu un coeficient constant de conductivitate termică și în fiecare strat, temperatura și diametrul suprafeței interioare a primului strat sunt egale cu t1 și R1, pe suprafața exterioară a ultimului al n-lea strat - tn + 1 și Rn + unu.
Fluxul liniar de căldură al peretelui cilindric ql este o valoare constantă pentru toate straturile și este îndreptat spre scăderea temperaturii, de exemplu, de la stratul interior la cel exterior.
Scriind valoarea ql pentru fiecare strat i arbitrar și transformând această ecuație, avem
Deoarece rețeaua de încălzire are trei tipuri diferite de izolație, calculăm pierderile de căldură ale conductelor pentru fiecare tip separat, precum și carcasa fără izolație a conductelor pentru a evalua pierderile de căldură din secțiunile deteriorate ale rețelei de încălzire.
Apoi, am calculat pierderile de căldură în rețelele de încălzire cu diferite tipuri de izolație termică.
În exemplul care urmează, calculul pierderilor de căldură într-o rețea de încălzire cu izolație din spumă de polietilenă.
Determinarea puterii cazanului
Pentru a menține diferența de temperatură dintre mediul înconjurător și temperatura din interiorul casei, este necesar un sistem de încălzire autonom, care să mențină temperatura dorită în fiecare cameră a unei case private.
Baza sistemului de încălzire constă în diferite tipuri de cazane: combustibil lichid sau solid, electric sau gazos.
Cazanul este unitatea centrală a sistemului de încălzire care generează căldură.Principala caracteristică a cazanului este puterea sa, și anume rata de conversie a cantității de căldură pe unitate de timp.
După calcularea sarcinii de căldură pentru încălzire, obținem puterea nominală necesară a cazanului.
Pentru un apartament obișnuit cu mai multe camere, puterea cazanului este calculată prin suprafață și putere specifică:
Рkotla = (Sroom * Rudelnaya) / 10Unde
- S camere- suprafața totală a camerei încălzite;
- Rudellnaya- densitatea puterii în raport cu condițiile climatice.
Dar această formulă nu ține cont de pierderile de căldură, care sunt suficiente într-o casă privată.
Există o altă relație care ia în considerare acest parametru:
Рboiler = (Qloss * S) / 100Unde
- Rkotla- puterea cazanului;
- Qloss- pierdere de căldură;
- S - zona incalzita.
Puterea nominală a cazanului trebuie mărită. Stocul este necesar dacă intenționați să utilizați cazanul pentru încălzirea apei pentru baie și bucătărie.
În majoritatea sistemelor de încălzire pentru case particulare, se recomandă utilizarea unui rezervor de expansiune în care să fie depozitat un aport de lichid de răcire. Fiecare casă privată are nevoie de apă caldă
Pentru a asigura rezerva de putere a cazanului, factorul de siguranță K trebuie adăugat la ultima formulă:
Rboiler = (Qloss * S * K) / 100Unde
LA - va fi egal cu 1,25, adică puterea estimată a cazanului va fi mărită cu 25%.
Astfel, puterea cazanului face posibilă menținerea temperaturii standard a aerului în încăperile clădirii, precum și de a avea un volum inițial și suplimentar de apă caldă în casă.
Calcule generale
Este necesar să se determine capacitatea totală de încălzire, astfel încât puterea cazanului de încălzire să fie suficientă pentru încălzirea de înaltă calitate a tuturor încăperilor. Depășirea volumului admisibil poate duce la o uzură crescută a încălzitorului, precum și la un consum semnificativ de energie.
Cazan
Calculul puterii unității de încălzire vă permite să determinați indicatorul capacității centralei. Pentru a face acest lucru, este suficient să luați ca bază raportul la care 1 kW de energie termică este suficient pentru a încălzi în mod eficient 10 m2 de spațiu locativ. Acest raport este valabil în prezența plafoanelor, a căror înălțime nu depășește 3 metri.
De îndată ce indicatorul de putere al cazanului devine cunoscut, este suficient să găsiți o unitate adecvată într-un magazin specializat. Fiecare producător indică cantitatea de echipament din datele pașaportului.
Prin urmare, dacă se efectuează calculul corect al puterii, nu vor apărea probleme cu determinarea volumului necesar.
Țevi
Pentru a determina volumul suficient de apă din conducte, este necesar să se calculeze secțiunea transversală a conductei conform formulei - S = π × R2, unde:
- S - secțiune transversală;
- π - constantă constantă egală cu 3,14;
- R este raza interioară a țevilor.
Rezervor de expansiune
Este posibil să se determine ce capacitate ar trebui să aibă rezervorul de expansiune, având date despre coeficientul de expansiune termică a lichidului de răcire. Pentru apă, această cifră este 0,034 atunci când este încălzită la 85 ° C.
Când efectuați calculul, este suficient să utilizați formula: V-tank = (V sistem × K) / D, unde:
- V-tank - volumul necesar al rezervorului de expansiune;
- Sistem V - volumul total de lichid din elementele rămase ale sistemului de încălzire;
- K este coeficientul de expansiune;
- D - eficiența rezervorului de expansiune (indicată în documentația tehnică).
Radiatoare
În prezent, există o mare varietate de tipuri individuale de radiatoare pentru sistemele de încălzire. În afară de diferențele funcționale, toate au înălțimi diferite.
Pentru a calcula volumul de fluid de lucru din radiatoare, trebuie mai întâi să calculați numărul acestora. Apoi înmulțiți această cantitate cu volumul unei secțiuni.
Puteți afla volumul unui radiator folosind datele din fișa tehnică a produsului. În absența acestor informații, puteți naviga în funcție de parametrii medii:
- fontă - 1,5 litri pe secțiune;
- bimetalic - 0,2-0,3 litri pe secțiune;
- aluminiu - 0,4 litri pe secțiune.
Următorul exemplu vă va ajuta să înțelegeți cum să calculați corect valoarea. Să presupunem că există 5 radiatoare din aluminiu. Fiecare element de încălzire conține 6 secțiuni. Facem un calcul: 5 × 6 × 0,4 = 12 litri.
Caracteristici ale selecției radiatoarelor
Radiatoarele, panourile, sistemele de încălzire prin pardoseală, convectoarele etc. sunt componente standard pentru furnizarea căldurii într-o cameră. Cele mai comune părți ale unui sistem de încălzire sunt radiatoarele.
Radiatorul este o structură specială de tip modular gol realizată din aliaj de înaltă disipare a căldurii. Este fabricat din oțel, aluminiu, fontă, ceramică și alte aliaje. Principiul de funcționare al unui radiator de încălzire este redus la radiația de energie din agentul de răcire în spațiul camerei prin „petale”.
Un radiator de încălzire din aluminiu și bimetalic a înlocuit radiatoarele masive din fontă. Ușurința de producție, disiparea ridicată a căldurii, construcția și designul bun au făcut din acest produs un instrument popular și răspândit pentru radierea căldurii în interior.
Există mai multe metode pentru calcularea radiatoarelor de încălzire într-o cameră. Lista metodelor de mai jos este sortată în ordinea creșterii preciziei de calcul.
Opțiuni de calcul:
- Pe zone... N = (S * 100) / C, unde N este numărul de secțiuni, S este aria camerei (m2), C este transferul de căldură al unei secțiuni a radiatorului (W, preluat din pașaport sau certificat de produs), 100 W este cantitatea de debit de căldură, care este necesară pentru încălzirea 1 m2 (valoare empirică). Se pune întrebarea: cum să ții cont de înălțimea tavanului camerei?
- După volum... N = (S * H * 41) / C, unde N, S, C - în mod similar. H este înălțimea camerei, 41 W este cantitatea de flux de căldură necesară pentru a încălzi 1 m3 (valoare empirică).
- Prin cote... N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C, unde N, S, C și 100 sunt similare. k1 - luând în considerare numărul de camere din unitatea de sticlă a ferestrei camerei, k2 - izolarea termică a pereților, k3 - raportul dintre zona ferestrelor și zona camerei, k4 - temperatura medie sub zero în cea mai rece săptămână de iarnă, k5 - numărul de pereți exteriori ai camerei (care „ies” la stradă), k6 - tipul camerei de deasupra, k7 - înălțimea tavanului.
Acesta este cel mai precis mod de a calcula numărul de secțiuni. Bineînțeles, rezultatele calculului fracțional sunt întotdeauna rotunjite la următorul număr întreg.
Cum se calculează puterea de căldură a unui încălzitor
Modul de calculare a puterii depinde în mare măsură de ce fel de dispozitiv de încălzire vorbim.
- Pentru toate dispozitivele electrice de încălzire, fără excepție, puterea termică efectivă este exact egală cu puterea electrică a plăcuței de identificare.
Amintiți-vă cursul de fizică școlară: dacă nu se face muncă utilă (adică mișcarea unui obiect cu o masă diferită de zero împotriva vectorului gravitațional), toată energia cheltuită merge la încălzirea mediului.
Puteți ghici puterea de căldură a dispozitivului prin ambalajul acestuia?
- Pentru majoritatea dispozitivelor de încălzire de la producători decenți, puterea lor termică este indicată în documentația însoțitoare sau pe site-ul web al producătorului.
Deseori acolo puteți găsi chiar și un calculator pentru calcularea radiatoarelor de încălzire pentru un anumit volum al unei camere și parametrii sistemului de încălzire.
Există o subtilitate aici: aproape întotdeauna producătorul calculează transferul de căldură al radiatorului - baterii de încălzire, convector sau fan coil - pentru o diferență de temperatură foarte specifică între lichidul de răcire și cameră, egală cu 70C. Pentru realitățile rusești, astfel de parametri sunt adesea un ideal de neatins.
În cele din urmă, este posibil un calcul simplu, deși aproximativ, al puterii unui radiator de încălzire în funcție de numărul de secțiuni.
Radiatoare bimetalice
Calculul radiatoarelor de încălzire bimetalice se bazează pe dimensiunile globale ale secțiunii.
Să luăm datele de pe site-ul fabricii bolșevice:
- Pentru o secțiune cu o distanță de centru la centru a conexiunilor de 500 milimetri, transferul de căldură este de 165 wați.
- Pentru secțiunea de 400 mm, 143 wați.
- 300 mm - 120 wați.
- 250 mm - 102 wați.
10 secțiuni cu jumătate de metru între axele conexiunilor ne vor da 1650 de wați de căldură.
Radiatoare din aluminiu
Calculul radiatoarelor din aluminiu se bazează pe următoarele valori (date pentru radiatoarele italiene Calidor și Solar):
- Secțiunea cu o distanță centrală de 500 milimetri emite 178-182 wați de căldură.
- Cu o distanță de centru la centru de 350 milimetri, transferul de căldură al secțiunii scade la 145-150 wați.
Radiatoare cu plăci de oțel
Și cum se calculează radiatoarele de încălzire de tip placă de oțel? La urma urmei, nu au secțiuni, din numărul cărora se poate baza formula de calcul.
Aici, parametrii cheie sunt, din nou, distanța centrală și lungimea radiatorului. În plus, producătorii recomandă luarea în considerare a metodei de conectare a radiatorului: cu diferite metode de introducere în sistemul de încălzire, încălzirea și, prin urmare, puterea de căldură pot diferi, de asemenea.
Pentru a nu plictisi cititorul cu o abundență de formule în text, îl vom referi pur și simplu la masa de putere a gamei de radiatoare Korad.
Diagrama ia în considerare dimensiunile caloriferelor și tipul de conexiune.
Radiatoare din fontă
Și doar aici totul este extrem de simplu: toate radiatoarele din fontă produse în Rusia au aceeași distanță de la centru la centru a conexiunilor, egală cu 500 milimetri și transfer de căldură la o temperatură standard delta de 70C, egală cu 180 de wați pe secțiune .
Jumătate din luptă este gata. Acum știm cum să calculăm numărul de secțiuni sau dispozitive de încălzire cu o putere de căldură necesară cunoscută. Dar de unde obținem chiar puterea termică de care avem nevoie?
Calcul hidraulic al alimentării cu apă
Desigur, „imaginea” calculării căldurii pentru încălzire nu poate fi completă fără a calcula caracteristici precum volumul și viteza purtătorului de căldură. În majoritatea cazurilor, agentul de răcire este apă obișnuită în stare de agregare lichidă sau gazoasă.
Se recomandă calcularea volumului real al purtătorului de căldură prin însumarea tuturor cavităților din sistemul de încălzire. Atunci când utilizați un cazan cu un singur circuit, aceasta este cea mai bună opțiune. La utilizarea cazanelor cu dublu circuit în sistemul de încălzire, este necesar să se țină seama de consumul de apă caldă în scopuri igienice și de altă natură.
Calculul volumului de apă încălzit de un cazan cu dublu circuit pentru a furniza rezidenților apă caldă și încălzirea lichidului de răcire se face prin însumarea volumului intern al circuitului de încălzire și a nevoilor reale ale utilizatorilor în apă încălzită.
Volumul de apă caldă din sistemul de încălzire este calculat folosind formula:
W = k * PUnde
- W - volumul purtătorului de căldură;
- P - puterea cazanului de încălzire;
- k - factor de putere (numărul de litri pe unitate de putere este de 13,5, interval - 10-15 litri).
Ca urmare, formula finală arată astfel:
L = 13,5 * P
Debitul mediului de încălzire este evaluarea dinamică finală a sistemului de încălzire, care caracterizează viteza de circulație a lichidului în sistem.
Această valoare ajută la estimarea tipului și diametrului conductei:
V = (0,86 * P * μ) / ∆TUnde
- P - puterea cazanului;
- μ - randamentul cazanului;
- ∆T - diferența de temperatură între apa de alimentare și apa de retur.
Folosind metodele de calcul hidraulice de mai sus, va fi posibil să se obțină parametri reali, care sunt „fundamentul” viitorului sistem de încălzire.
Exemplul nr. 1
Este necesar să se determine numărul corect de secțiuni pentru radiatorul M140-A, care va fi instalat în camera situată la etajul superior. În același timp, peretele este exterior, nu există nișă sub pervaz. Iar distanța de la acesta la radiator este de numai 4 cm. Înălțimea camerei este de 2,7 m. Qn = 1410 W, iar tv = 18 ° C. Condiții pentru conectarea radiatorului: conectare la un dispozitiv de ridicare cu o singură țeavă de tip controlat debit (Dy20, supapă KRT cu intrare de 0,4 m); distribuția sistemului de încălzire este maximă, tg = 105 ° C, iar debitul lichidului de răcire prin riser este Gst = 300 kg / h. Diferența de temperatură între lichidul de răcire a alimentatorului și cel considerat este de 2 ° C.
Determinați temperatura medie în radiator:
tav = (105 - 2) - 0,5х1410х1,06х1,02х3,6 / (4,187х300) = 100,8 ° C.
Pe baza datelor obținute, calculăm densitatea fluxului de căldură:
tav = 100,8 - 18 = 82,8 ° С
Trebuie remarcat faptul că a existat o ușoară modificare a nivelului consumului de apă (360 până la 300 kg / h). Acest parametru nu are aproape niciun efect asupra qnp.
Qpr = 650 (82,8 / 70) 1 + 0,3 = 809W / m2.
Apoi, determinăm nivelul transferului de căldură pe orizontală (1g = 0,8 m) și vertical (1w = 2,7 - 0,5 = 2,2 m) țevi amplasate. Pentru a face acest lucru, ar trebui să utilizați formula Qtr = qwxlw + qgxlg.
Primim:
Qtr = 93x2,2 + 115x0,8 = 296 W.
Calculăm aria radiatorului necesar cu formula Ap = Qnp / qnp și Qпp = Qп - µ trxQtr:
Ap = (1410-0,9x296) / 809 = 1,41m2.
Calculăm numărul necesar de secțiuni ale radiatorului M140-A, ținând cont că aria unei secțiuni este de 0,254 m2:
m2 (µ4 = 1,05, µ 3 = 0,97 + 0,06 / 1,41 = 1,01, folosim formula µ 3 = 0,97 + 0,06 / Ap și determinăm:
N = (1,41 / 0,254) x (1,05 / 1,01) = 5,8. Adică, calculul consumului de căldură pentru încălzire a arătat că un radiator format din 6 secțiuni ar trebui instalat în cameră pentru a atinge cea mai confortabilă temperatură.
Exemplu de proiectare termică
Ca exemplu de calcul al căldurii, există o casă obișnuită cu un etaj, cu patru camere de zi, o bucătărie, o baie, o „grădină de iarnă” și încăperi utilitare.
Fundația este realizată dintr-o placă de beton armat monolitic (20 cm), pereții exteriori sunt din beton (25 cm) cu tencuială, acoperișul este din grinzi de lemn, acoperișul este din metal și vată minerală (10 cm)
Să desemnăm parametrii inițiali ai casei, necesari pentru calcule.
Dimensiuni clădire:
- înălțimea podelei - 3 m;
- fereastră mică din fața și din spatele clădirii 1470 * 1420 mm;
- fereastră mare de fațadă 2080 * 1420 mm;
- usi de intrare 2000 * 900 mm;
- usi spate (iesire pe terasa) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.
Lățimea totală a clădirii este de 9,5 m2, lungimea este de 16 m2. Doar livingurile (4 buc.), O baie și o bucătărie vor fi încălzite.
Pentru a calcula cu precizie pierderea de căldură de pe pereți din zona pereților exteriori, trebuie să scădem suprafața tuturor ferestrelor și ușilor - acesta este un tip complet diferit de material cu propria sa rezistență termică
Începem prin a calcula suprafețele materialelor omogene:
- suprafața etajului - 152 m2;
- suprafața acoperișului - 180 m2, ținând seama de înălțimea mansardei de 1,3 m și lățimea panoului - 4 m;
- zona ferestrei - 3 * 1,47 * 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m2;
- zona ușii - 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m2.
Suprafața pereților exteriori va fi de 51 * 3-9.22-7.4 = 136,38 m2.
Să trecem la calcularea pierderilor de căldură pentru fiecare material:
- Qpol = S * ∆T * k / d = 152 * 20 * 0,2 / 1,7 = 357,65 W;
- Qroof = 180 * 40 * 0,1 / 0,05 = 14400 W;
- Qwindow = 9,22 * 40 * 0,36 / 0,5 = 265,54 W;
- Qdoor = 7,4 * 40 * 0,15 / 0,75 = 59,2 W;
Și, de asemenea, Qwall este echivalent cu 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546. Suma tuturor pierderilor de căldură va fi 19628,4 W.
Drept urmare, calculăm puterea cazanului: Р boiler = Qloss * Sheat_room * К / 100 = 19628.4 * (10.4 + 10.4 + 13.5 + 27.9 + 14.1 + 7.4) * 1.25 / 100 = 19628.4 * 83.7 * 1.25 / 100 = 20536.2 = 21 kW.
Vom calcula numărul de secțiuni ale radiatorului pentru una dintre camere. Pentru toți ceilalți, calculele sunt aceleași. De exemplu, o cameră din colț (stânga, colțul de jos al diagramei) are 10,4 m2.
Prin urmare, N = (100 * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C = (100 * 10.4 * 1.0 * 1.0 * 0.9 * 1.3 * 1.2 * 1.0 * 1.05) /180=8.5176=9.
Această cameră necesită 9 secțiuni ale unui radiator de încălzire cu o putere termică de 180 W.
Trecem la calcularea cantității de lichid de răcire din sistem - W = 13,5 * P = 13,5 * 21 = 283,5 litri. Aceasta înseamnă că viteza lichidului de răcire va fi: V = (0,86 * P * μ) / ∆T = (0,86 * 21000 * 0,9) / 20=812,7 litri.
Ca rezultat, o cifră de afaceri completă a întregului volum de lichid de răcire din sistem va fi echivalentă cu 2,87 ori pe oră.
O selecție de articole despre calculul termic va ajuta la determinarea parametrilor exacți ai elementelor sistemului de încălzire:
- Calculul sistemului de încălzire al unei case private: reguli și exemple de calcul
- Calculul termic al unei clădiri: specificități și formule pentru efectuarea calculelor + exemple practice
Pierderi totale de căldură în rețelele de încălzire
În urma inspecției rețelei de încălzire, s-a constatat că
- 60% din conductele rețelelor de încălzire sunt izolate cu vată de sticlă cu 70% uzură,
- 30% spumă de polistiren extrudat tip TERMOPLEX și
- 10% polietilenă spumată.
| Izolație termică | Pierderi totale de energie termică în rețelele de încălzire, luând în considerare procentul de acoperire și uzură, kW | Calculul pierderilor de căldură în rețelele de încălzire, luând în considerare procentul de acoperire și uzură, Gcal / oră |
| Lână de sticlă | 803,589 | 0,69092 |
| TERMOPLEX | 219,180 | 0,18845 |
| Polietilenă spumată | 86,468 | 0,07434 |
| Total: | 1109,238 | 0,95372 |
Cea mai bună formulă de calculat
Tabel cu exemple de calcul al apei radiatoarelor din sistemul de încălzire.
Trebuie spus că nici prima, nici a doua formulă nu vor permite unei persoane să calculeze diferențele dintre pierderile de căldură ale unei clădiri, în funcție de anvelopa clădirii și de structurile de izolație utilizate în clădire.Pentru a face calculele cele mai precise, trebuie utilizată o formulă oarecum complicată, datorită căreia va fi posibil să scăpați de costuri semnificative. Această formulă este următoarea: Qt (kW / h) = (100 W / m2 × S (m2) × K1 × K2 × K3 × K4 × K5 × K6 × K7) / 1000 (cantitatea de consum de gaz pentru încălzire nu este luat in considerare). În acest caz, S este zona camerei. W / m2 reprezintă valoarea specifică a pierderii de căldură, aceasta include toți indicatorii consumului de căldură - pereți, ferestre etc. Fiecare coeficient este multiplicat cu următorul și în acest caz denotă unul sau alt indicator al scurgerii de căldură.
K1 este coeficientul consumului de energie termică prin ferestre, care are valori de 0,85, 1, 1,27, care vor varia în funcție de calitatea ferestrelor utilizate și de izolația acestora. K2 - cantitatea de consum de căldură prin pereți. Acest coeficient are aceeași performanță ca în cazul pierderii de căldură prin ferestre. Poate varia în funcție de izolația termică a pereților (izolare termică slabă - 1,27, medie (când se utilizează încălzitoare speciale) - 1, un nivel ridicat de izolație termică are un coeficient de 0,854). K3 este un indicator care determină raportul suprafețelor ambelor ferestre și podele (50% - 1,2, 40% - 1,1, 30% - 1,0, 20% - 0,9, 10% - 0,8), următorul coeficient este temperatura din exterior camera (K4 = -35 grade - 1,5; -25 grade - 1,3; -20 grade - 1,1; -15 grade - 0,9; -10 grade - 0,7).
K5 din această formulă este un coeficient care reflectă numărul de pereți orientați spre exterior (4 pereți - 1,4; 3 pereți - 1,3; 2 pereți - 1,2; 1 perete - 1,1). K6 reprezintă tipul de izolație pentru încăperea de deasupra celei pentru care se face acest calcul. Dacă este încălzit, atunci coeficientul va fi 0,8, dacă există o mansardă caldă, atunci 0,9, dacă această încăpere nu este încălzită în niciun fel, coeficientul va fi 1. Și ultimul coeficient care este utilizat atunci când se calculează în funcție de acest formula indică înălțimea plafoanelor din cameră. Dacă înălțimea este de 4,5 metri, atunci raportul este de 1,2; 4 metri - 1,15; 3,5 metri - 1,1; 3 metri - 1,05; 2,5 metri - 1.
