Изчисляване на топлинния товар за отопление и свързаните с

Как се изчислява изчисленото натоварване за отопление? Какви фактори влияят върху нуждата от къща в топлинна енергия? Как да изберем най-доброто отоплително оборудване? В тази статия ще се опитаме да отговорим на тези и някои други въпроси.

По-лесно, още по-лесно

Веднага ще определим един нюанс: тази статия е насочена към собствениците на частни къщи и апартаменти с независимо отопление. Методите за изчисляване на отоплителните системи на многофамилни жилищни сгради са доста сложни и трябва да вземат предвид много фактори: функционирането на вентилацията, вятърната роза, степента на топлина на сградата и много повече.

В случай, че става въпрос за отопление на една малка къща, топлинната мощност е по-лесно да се вдигне с известна разлика. Цената на няколко допълнителни части на батерията едва ли ще изглежда глупаво на фона на общите разходи за строителство.

Оперативните разходи с правилната организация няма да се увеличат изобщо: термостатите и дроселите ще ограничат топлинната енергия в топли дни, когато няма да бъдат търсени.

Така че: наша цель - научиться выполнять расчет нагрузки на отопление максимально простыми и понятными неспециалисту способами.

Какво мислим

Трябва да научим как да броим:

• Обща топлинна мощност (суммарную мощность отопительных приборов, а в случае автономной системы - еще и мощность котла).
• Силата на отделен нагревател в отделна стая.

Освен това ще засегнем няколко свързани количества:

• Изчисляване на количеството топлоносител и обема на разширителния резервоар на отоплителната система.

• Избор на производителността на циркулационната помпа.
• Избор на оптимален диаметър на пълнене.

Обща топлинна мощност

По площ

SNiPy преди половин век предлагат проста изчислителна схема, която мнозина използват до ден днешен: заемат се 100 квадратни метра топлинна енергия на квадратен метър от отопляемото пространство. Къщата с площ от 100 квадратчета се нуждае от 10 кВт. Point.

Просто, понятно и… слишком неточно.

Причините?

1. SNiPy са разработени за жилищни сгради. Топлинният изтичане в апартамента, заобиколен от отопляеми помещения, и в частна къща с леден въздух извън стените не са сравними.
2. Изчислението е правилно за апартаменти с височина на тавана от 2,5 метра. По-високият таван ще увеличи обема на помещението и, следователно, цената на топлината.

1. Чрез прозорците и вратите се губи много повече топлинна енергия, отколкото през стените.
2. И накрая, би било логично да се приеме, че топлинните загуби в Сочи и Якутск ще се различават значително. Увеличаването на температурния делта между помещенията и улицата ще удвои двойно топлинните разходи за отопление. Физика обаче.

По обем

Для помещений с нормированным тепловым сопротивлением ограждающих конструкций (для Москвы - 3,19 м2*С/Вт) можно использовать расчет тепловой мощности по объему помещения.

• На кубометр отапливаемого объема квартиры берется 40 ватт тепла. На кубометр объема частного дома без общих стен с соседними отапливаемыми строениями - 60.

• На каждое окно к базовому значению добавляется 100 ватт тепловой энергии. На каждую ведущую на улицу дверь - 200.
• Получената мощност се умножава по регионалния коефициент:

Нека отново изчислим необходимостта от отоплителна мощност за къща с площ от 100 квадрата, но сега уточняваме проблема:

1. Височина на тавана в 3,2 метра даст нам внутренний объем дома в 3,2*100=320 м3.
2. Основната топлинна мощност ще бъде 320 * 60 = 19200 вата.
3. Прозорците и вратите ще правят малко: 19200+ (100 * 8) + (200 * 2) = 20400 вата.
4. Успокояващият студ през януари ще ни принуди да използваме коефициента на климата от 1,7. 20400 * 1.7 = 34640 вата.

Как нетрудно заметить, разница с расчетом по первой схеме не просто велика - она разительна.

Что делать, если качество утепления дома существенно лучше или хуже, чем предписывает СНиП "Тепловая защита зданий"?

По обем и коэффициенту утепления

Инструкцията за тази ситуация се свежда до използването на формула от формулата Q = V * Dt * K / 860, в която:

• Q - заветный показатель тепловой мощности в киловаттах.
• V - Объем отапливаемого помещения.
• Dt е температурата на делта между стаята и улицата в пика на студа.
• K - коэффициент, зависящий от степени утепления здания.

Две променливи изискват отделни коментари.

Дельта температур берется между предписанной СНиП температурой жилого помещения (+18 для регионов с нижней границей зимних холодов до -31С и +20 - для зон с более сильными морозами) и средним минимумом наиболее холодного месяца. Ориентироваться на абсолютный минимум не стоит: рекордные холода редки и, простите за невольный каламбур, погоды не делают.

фактор утепления можно вывести аппроксимацией данных из следующей таблицы:

Да направим още веднъж изчислението на топлинните товари за отопление на нашата къща в "Тинда", като добавим, че е изолирана с пяна от пластмасова пластмаса с дебелина 150 мм и е защитена от атмосферните влияния от прозорци с тройно остъклени прозорци.

Всъщност, в противен случай модерни къщи не се строят в условията на Далечния север.

1. Температурата вътре в къщата ще бъде +20 ° C.
2. Средната ниска стойност от януари ще помогне за информирането на добре известната интернет енциклопедия. Той е -33С.
3. По този начин, Dt = 53 градуса.
4. фактор утепления возьмем равным 0,7: описанное нами утепление близко к верхней границе эффективности.

Q = 320 * 53 * 0.7 / 860 = 13.8 kW. Тази стойност трябва да се използва при избора на котел.

Избиране на мощността на нагревателя

Как да изчисляваме топлинното натоварване върху участък от контура, съответстващ на единична стая?

Тя е по-проста от просто: чрез извършване на една от горепосочените схеми, но вече за обема на стаята. Например, една стая с площ от 10 м2 ще представлява точно 1/10 от общата топлинна мощност; според изчислението според последната схема тя е равна на 1380 вата.

Как да изберем нагревател с правилните характеристики?

В общем случае - просто-напросто изучив документацию на присмотренный вами радиатор или конвектор. Производители обычно указывают значение теплового потока для отдельной секции или всего прибора.

Nuance: Топлинният поток обикновено се показва за делта температура от 70 градуса между охлаждащата течност и въздуха в стаята. Намаляването на делта ще доведе до двойно намаляване на мощността.

Ако по някаква причина документацията и уебсайтът на производителя не са налице, можете да насочите следните средни стойности:

Отделно, е необходимо да се уточни изчислението на топлообмена на регистъра.

За хоризонтална тръба с кръгло напречно сечение, тя се изчислява по формулата Q = Pi * Dn * L * k * Dt, в която:

• Q - тепловая мощность в ваттах;
• Pi - число "пи", принимаемое равным 3,1415;
• Dн - наружный диаметр секции регистра в метрах.
• L - длина трубы в метрах.
• k - коэффициент теплопроводности, который для стальной трубы берется равным 11,63 Вт/м2*С;
• Dt - дельта температур между теплоносителем и воздухом в комнате.

Типичният регистър се състои от няколко секции. В този случай всички, с изключение на първия, са в поток топъл въздух нагоре, което намалява параметъра Dt и пряко влияе върху топлопреминаването. Ето защо за втория и други сектори се използва допълнителен коефициент от 0,9.

Нека да дадем пример за това изчисление.

Нека изчислим топлинната мощност на четирисекционен регистър с дължина от три метра, изработен от тръба с външен диаметър 208 мм, с температура на охлаждащата течност от 70 градуса и температура на въздуха в стаята от 20 градуса.

1. Силата на първата секция ще бъде 3.1415 * 0.208 * 3 * 11.63 * 50 = 1140 вата (закръглена до най-близкото цяло число).
2. Силата на втория и други секции е 1140 * 0.9 = 1026 вата.
3. Полная тепловая мощность регистра - 1140+(1026*3)=4218 ватт.

Обем на разширителния съд

Это один из параметров, нуждающихся в расчете в автономной отопительной системе. Расширительный бак должен вместить избыток теплоносителя при его температурном расширении. Цена его недостаточного объема - постоянное срабатывание предохранительного клапана.

Въпреки това: надценяваният обем на резервоара няма никакви отрицателни последици.

В най-простата версия на изчислението, резервоарът е взет, равен на 10% от общото количество охлаждаща течност във веригата. Как да разберете количеството охлаждаща течност?

Ето няколко прости решения:

• Системата се пълни с вода, след което се слива с всякакви прибори за измерване.
• Освен това, при балансирана система, обемът на охлаждащата течност в литри е приблизително равен на 13-кратно мощността на котела в киловати.

По-сложен (но даващ по-точен резултат) формула за изчисляване на резервоара изглежда така:

V = (Vt х Е) / D.

В него:

• V - искомый объем бака в литрах.
• Vt - объем теплоносителя в литрах.
• Е - коэффициент расширения теплоносителя при максимальной рабочей температуре контура.
• D - коэффициент эффективности бака.

И в този случай няколко параметъра се нуждаят от коментари.

фактор расширения воды, которая чаще всего выступает в качестве теплоносителя, при нагреве с исходной температуры в +10С можно взять из следующей таблицы:

Полезно е: смесите от вода и гликол, използвани като антифриз за отоплителните кръгове, се разширяват по-леко при нагряване. Разликата достига 0,45% при нагряване до 100 градуса с 30% разтвор на гликол.

фактор эффективности расширительного бачка вычисляется по следующей формуле: D = (Pv - Ps) / (Pv + 1).

В него:

• Pv - максимально допустимое рабочее давление в контуре. На него выставляется срабатывание предохранительного клапана. Как правило, оно выбирается равным 2,5 атмосферы.
• Ps - давление зарядки бака. Оно обычно соответствует высоте водяного столба в контуре над баком. Скажем, в системе отопления, где верх радиаторов на втором этаже возвышается над баком, смонтированным в подвале, на 5 метров, бак заряжается давлением в 0,5 атмосферы (что соответствует пятиметровому напору).

Да вземем изчислението на резервоара като пример за следните условия:

• Обемът на охлаждащата течност във веригата е 400 литра.
• Теплоноситель - вода, нагреваемая котлом с 10 до 70 градусов.
• Предпазният клапан е настроен на 2,5 kgf / cm2.
• Резервоарът за разширение се надува с въздух до налягане от 0,5 kgf / cm2.

Така че:

1. фактор эффективности бака равен (2,5-0,5)/(2,5+1)=0,57.

1. фактор расширения воды при нагреве на 60 градусов равен 2,25%, или 0,0225.
2. Резервоарът трябва да има минимален обем от 400 * 0.0225 / 0.57 = 16 (закръглени до най-близката стойност от линиите на размера на резервоара) литри.

помпа

Как да изберем оптимален капацитет на главата и помпата?

С натиска всичко е просто. Минималната му стойност от 2 метра (0,2 kgf / cm2) е достатъчна за контур с всякаква разумна дължина.

Референция: отоплителната система на жилищната сграда функционира при разликата между сместа и връщането, а именно два метра.

Производителността може да бъде изчислена според най-простата схема: целият обем на веригата трябва да се завърти три пъти на час. Така че за горепосоченото количество охлаждаща течност при 400 литра разумна минимална производителност на циркулационната помпа на отоплителната система при работната глава трябва да бъде 0,4 * 3 = 1,2 m3 / h.

За отделни секции на веригата, доставени със собствена помпа, нейната производителност може да бъде изчислена от формулата G = Q / (1,163 * Dt).

В него:

• G - заветное значение производительности в кубометрах в час.
• Q - тепловая мощность участка системы отопления в киловаттах.
• 1,163 - константа, средняя теплоемкость воды.
• Dt - разница температур между подающим и обратным трубопроводами в градусах по шкале Цельсия.

Съвет: В самостоятелни системи обикновено се приема равен на 20 градуса.

Така че за схема с топлинна мощност от 5 киловата при делта 20 градуса е необходима помпа с капацитет най-малко 5 / (1,163 * 20) = 0,214 m3 / час между подаването и връщането.

Диаметър на тръбите

Как да изберем оптималния диаметър на пълнене в схемата с известна топлинна мощност?

Тук формулата D = 354 * (0.86 * Q / Dt) / v ще помогне.

В него:

• D - внутренний диаметр трубы в сантиметрах.
• Q - тепловая мощность контура в киловаттах.
• Dt - дельта температур между подачей и обратным трубопроводом. Напомним, что типичное значение Dt для автономной отопительной системы - 20 С.
• v - скорость потока. Диапазон ее значений - от 0,6 до 1,5 м/с. При более низкой скорости растет разница температур между первыми и последними радиаторами в контуре; при более высокой - становятся заметными гидравлические шумы.

Нека изчислим минималния диаметър на известната верига със сила 5 kW, докато скоростта на водата в тръбите е 1 m / s.

D = 354 * (0.86 х 5/20) / 1 = 4.04 mm. От практическа гледна точка това означава, че можете да вземете тръби с най-малък размер и да не се страхувате от бавно движение в тях.

Заключение

Надяваме се, че изобилието от формули и сухи фигури не изчерпва уважавания читател. Както обикновено, приложеното видео ще предложи на него допълнителна тематична информация. Успех!