Израчунавање топлотног оптерећења грејања и сродних количина

Како се израчунава топлотно оптерећење грејања? Који фактори утичу на потребу куће за топлотом? Како одабрати оптималне уређаје за грејање? У чланку ћемо покушати одговорити на ова и нека друга питања.

Лакше, још лакше

Одмах направите резервацију: овај чланак је намењен власницима приватних кућа и апартмана са независним грејањем. Методе израчунавања система грејања вишестамбених зграда су прилично сложене и морају узети у обзир велики број фактора: рад вентилације, ружа вјетра, степен инсолације објекта и још много тога.

У случају када се ради о грејању мале куће, лакше је подићи излаз топлоте са одређеном маржом. Цена неколико додатних дијелова батерије тешко изгледа да је рушна у односу на позадину укупних трошкова изградње.

Оперативни трошкови, међутим, са одговарајућом организацијом, уопште неће бити повећани: термостати и душеци ће ограничити топлотни капацитет топлих дана када то неће бити на потражњи.

Дакле: наш циљ је научити како израчунати оптерећење грејањем на најједноставнији и разумљивији начин за не-специјалисте.

Оно што мислимо

Морамо научити како рачунати:

• Укупна излазна снага (укупна снага уређаја за грејање, ау случају аутономног система, такође снага котла).
• Одвојена снага грејача у једној соби.

Поред тога, додирнутићемо неколико сродних вредности:

• Израчунавање количине течности за хлађење и запремине експанзионог резервоара система грејања.

• Избор перформанси циркулационе пумпе.
• Избор оптималног пречника пуњења.

Укупна излазна снага

По површини

Пре пола века, СНиП-и нуде најједноставнију рачунску шему коју многи користе до данас: 100 вати топлоте се узимају по квадратном метру загрејаног простора. На кући од 100 квадрата потребно је 10 кВ. Тачка.

Једноставно, разумљиво и превише нетачно.

Разлози?

1. СНиП су развијени за стамбене зграде. Пропуштање топлоте у стану окруженом загрејаним просторијама иу приватној кући са леденим ваздухом изнад зидова су неупоредиви.
2. Израчунавање је исправно за апартмане са висином плафона од 2,5 метра. Већи плафон ће повећати волумен собе, а самим тим и цену топлоте.

1. Кроз прозоре и врата, губи се много више топлотне енергије него кроз зидове.
2. На крају, логично је претпоставити да ће се губици топлоте у Сочију и Јакутску знатно разликовати. Повећање делта температуре између просторије и улице ће удвостручити потрошњу топлоте за грејање тачно два пута. Међутим, физика.

По запремини

За просторије са стандардизованом топлотном отпорношћу затворених конструкција (за Москву - 3,19 м2 * Ц / В), можете користити прорачун топлотне енергије по запремини простора.

• 40 вати топлоте се узима по кубном метру грејног простора. За кубни метар запремине приватне куће без заједничких зидова са суседним загрејаним зградама - 60.

• 100 вати топлотне енергије се додаје базној вриједности за сваки прозор. За свака врата која воде до улице - 200.
• Снага добијена помножена је регионалним коефицијентом:

Хајде још једном да израчунамо потребу за грејањем термалне енергије за кућу са површином од 100 квадрата, али сада дефинишемо задатак:

1. Висина плафона од 3,2 метра ће нам дати унутрашњи волумен куће од 3,2 * 100 = 320 м3.
2. Основна топлотна снага биће 320 * 60 = 19200 вати.
3. Прозори и врата ће извршити свој део: 19200+ (100 * 8) + (200 * 2) = 20.400 вати.
4. Појачавајућа хладноћа јануара нас приморава да користимо коефицијент поднебља од 1,7. 20400 * 1,7 = 34640 вати.

Како је лако видјети, разлика са израчунавањем према првом плану није само сјајна - запањујућа је.

Шта учинити ако је квалитет изолације куће знатно бољи или лошији од прописа за изградњу? Термичка заштита зграда?

По запремини и коефицијенту загревања

Упутство за ову ситуацију своди се на употребу формуле облика К = В * Дт * К / 860, у којем:

• К - цењени показатељ топлотне енергије у киловатима.
• В - Запремина загрејаног простора.
• Дт је делта температура између просторије и улице на врху хладноће.
• К - коефицијент у зависности од степена изолације објекта.

Две варијабле захтијевају одвојене коментаре.

Делта температуре се подузимају између прописане СНиП станарине температуре (+18 за регионе са нижим зимским температурама до -31 ° Ц и +20 за подручја са јачим мразима) и просечног минимума најхладнијег мјесеца. Усредсређивање на апсолутни минимум није вриједно: рекордна прехлада је ретка и, жао ми је због присилног пуњења, време не.

Коефицијент топлотне изолације може се извести апроксимирањем података из следеће табеле:

Још једном извршимо израчунавање топлотних оптерећења на грејању за нашу кућу у Тинди, наводећи да је изолована пластичним пјенастим премазом од 150 мм и заштићен од временских утицаја прозоре са три прозора.

Заправо, у супротном се не граде модерне куће у условима крајњег сјевера.

1. Претпоставља се да температура унутар куће износи + 20 Ц.
2. Просјечни минимум јануара ће бити од помоћи познате Интернет енциклопедије. То је -33Ц.
3. Дакле, Дт = 53 степени.
4. Коефицијент топлотне изолације износи 0,7: топлотна изолација коју описујемо ми је близу горње границе ефикасности.

К = 320 * 53 * 0,7 / 860 = 13,8 кВ. То је вриједност коју вреди водити при избору котла.

Избор снаге уређаја за грејање

Како израчунати термичко оптерећење на контурном делу који одговара једној соби?

Једноставно једноставно: извршите израчунавање на једном од горе наведених шема, али за запремину собе. На пример, соба од 10 м2 ће имати тачно 1/10 укупне топлотне енергије; према израчунавању према последњој шеми, износи 1380 вати.

Како одабрати грејач са жељеним карактеристикама?

У општем случају, једноставно испитивањем документације за радијатор или конвектор који сте приметили. Произвођачи обично указују на вредност топлотног флукса за један одељак или читав инструмент.

Нуанце: ток топлоте обично се показује за делта температуре од 70 степени између расхладног средства и ваздуха у просторији. Смањење ове делте на пола ће изазвати двоструко смањење снаге.

Ако из неког разлога документација и веб локација произвођача нису доступни, можете користити следеће просјечне вриједности:

Одвојено, потребно је одредити израчунавање регистра топлотне енергије.

За хоризонталну цев кружног одељка израчунава се формулом К = Пи * Дн * Л * к * Дт, у којој:

• К - термичка снага у ватима;
• Пи је број пи од 3.1415;
• Дн је спољашњи пречник одсека регистра у метрима.
• Л - дужина цеви у метрима.
• к је коефицијент топлотне проводљивости, који за челичне цијеви износи 11,63 В / м2 * Ц;
• Дт је делта температуре између расхладног средства и ваздуха у просторији.

Типичан регистар састоји се од неколико секција. Истовремено, сви они, осим првог, налазе се у току тока топлог ваздуха, што смањује параметар Дт и директно утиче на пренос топлоте. Због тога се додатни фактор од 0,9 користи за други и други дио.

Хајде да пратимо пример ове калкулације.

Хајде да израчунамо капацитет топлоте регистра са четири дијела дужине три метра, направљен од цеви са спољним пречником 208 мм, при температури расхладне течности од 70 степени и температури ваздуха у соби од 20 степени.

1. Снага првог одељка ће бити 3.1415 * 0.208 * 3 * 11.63 * 50 = 1140 вати (заобљена у целом броју).
2. Снага друге и друге секције једнака је 1140 * 0.9 = 1026 вати.
3. Укупна топлотна снага регистра је 1140+ (1026 * 3) = 4218 вати.

Капацитет експанзионог резервоара

Ово је један од параметара који је потребно израчунати у аутономном систему грејања. Резервоар за експанзију мора садржати вишак расхладног средства током термичке експанзије. Цена његове недовољне запремине - сталан рад сигурносног вентила.

Међутим: прецењена запремина резервоара нема негативних последица.

У најједноставијој верзији обрачуна, резервоар је узео једнак 10% укупне количине течности за хлађење у кругу. Како сазнати количину расхладне течности?

Ево неколико једноставних решења:

• Систем се напуни водом, након чега се спаја у било коју димензионалну јела.
• Поред тога, у балансираном систему, запремина расхладне течности у литрима је приближно једнака 13 пута већа снага котла у киловатима.

Једна сложенија (али такође и прецизнија формулација резервоара за резервоаре) изгледа овако:

В = (Вт к Е) / Д.

У њему:

• В је потребна запремина резервоара у литрима.
• Вт је запремина расхладног средства у литрима.
• Е је коефицијент експанзије хладњака при максималној радној температури круга.
• Д - однос ефикасности резервоара.

У овом случају, неколико параметара требају коментаре.

Коефицијент експанзије воде, који често делује као хладњак, када се загрева од почетне температуре од + 10Ц, може се узети из следеће табеле:

Корисно: мешавине воде и гликола који се користе као антифриз за грејне кругове, проширују се приликом загревања мало јаче. Разлика достиже 0,45% када се загреје до 100 степени 30% раствора гликола.

Коефицијент ефикасности експанзионог резервоара израчунава се помоћу следеће формуле: Д = (Пв - Пс) / (Пв + 1).

У њему:

• Пв је максимални дозвољени радни притисак у кругу. Постављено је да активира сигурносни вентил. По правилу, изабрано је једнако 2,5 атмосфере.
• Пс - притисак пуњења резервоара. Обично одговара висини колоне воде у кругу изнад резервоара. На примјер, у систему грејања, гдје се горња радијатора на другом спрату крећу изнад резервоара монтираног у подрум, 5 метара, резервоар се напуни притиском од 0,5 атмосфере (што одговара петометру).

Као пример, урадимо израчунавање резервоара "уради сам" за следеће услове:

• Запремина расхладног средства у кругу је 400 литара.
• Носач топлоте - вода загријана бојлом од 10 до 70 степени.
• Сигурносни вентил је постављен на 2,5 кгф / цм2.
• Експанзиони резервоар се надувава ваздухом до притиска од 0,5 кгф / цм2.

Дакле:

1. Коефицијент ефикасности резервоара је (2,5-0,5) / (2,5 + 1) = 0,57.

1. Коефицијент експанзије воде када се загреје на 60 степени је 2,25% или 0,0225.
2. Резервоар треба да има минималну запремину од 400 * 0,0225 / 0,57 = 16 (заокружено на најближу вредност из распона величине резервоара) литара.

Пумп

Како одабрати оптимални притисак и перформансе пумпе?

Са свим притиском је једноставан. Минимална вредност од 2 метра (0,2 кгф / цм2) је довољна за контуру било које разумне дужине.

Референца: систем грејања у функцији стамбене зграде када је разлика између смеше и повратног тока тачно два метра.

Перформансе се могу израчунати према најједноставнијој схеми: цијели волумен контуре треба да се окреће три пута на сат. Дакле, за горенаведену количину расхладног средства у 400 литара, разумни минимални учинци циркулационе пумпе система грејања са радном главом треба да буду једнаки 0,4 * 3 = 1,2 м3 / сат.

За поједине сегменте кола, опремљене сопственом пумпом, перформансе се могу израчунати према формули Г = К / (1.163 * Дт).

У њему:

• Г - цењена вредност перформанси у кубним метрима на сат.
• К је излаз топлоте одсека система грејања у киловатима.
• 1.163 - стални, просјечни топлотни капацитет воде.
• Дт је разлика у температури између линије снабдевања и повратка у степенима Целзијуса.

Наговештај: у аутономним системима, обично се узима 20 степени.

Дакле, за круг са топлотном снагом од 5 киловата на делти од 20 степени између протоком и повратним током, потребна је пумпа капацитета од најмање 5 / (1.163 * 20) = 0.214 м3 / х.

Пречник цеви

Како одабрати оптимални пречник пуњења у кругу са познатим топлотним излазом?

Формула Д = 354 * (0,86 * К / Дт) / в ће вам помоћи овде.

У њему:

• Д је унутрашњи пречник цеви у центиметрима.
• К је топлотна снага кола у киловатима.
• Дт је температура делта између протока и повратне цеви. Подсјетимо да је типична вриједност Дт за аутономни систем гријања 20 Ц.
• в је протицај. Опсег његових вредности је од 0,6 до 1,5 м / с. Код нижих брзина, разлика у температури између првог и последњег радијатора у кругу повећава се; на вишим нивоима, постаје видљив хидраулични шум.

Хајде да израчунамо минимални пречник за озлоглашену контуру капацитета 5 кВ при брзини воде у цевима од 1 м / с.

Д = 354 * (0,86 * 5/20) / 1 = 4,04 мм. На практичној страни то значи да можете узети цеви минималне доступне величине и не бојте се споро циркулације у њима.

Закључак

Надамо се да обиље формула и сувих бројева није уморан од поштованог читаоца. Као и обично, приложени видео ће своју пажњу посветити додатним тематским информацијама. Успехи!