Izračun toplotne obremenitve ogrevanja in s tem povezanih

Kako izračunamo toplotno obremenitev pri ogrevanju? Kateri dejavniki vplivajo na potrebo po toploti doma? Kako izbrati optimalne grelne naprave? V članku bomo poskušali odgovoriti na ta in nekatera druga vprašanja.

Lažje, še lažje

Takoj rezervirajte: ta članek je namenjen lastnikom zasebnih hiš in apartmajev z neodvisnim ogrevanjem. Metode izračunavanja ogrevalnih sistemov večstanovanjskih stavb so precej zapletene in morajo upoštevati veliko dejavnikov: delo prezračevanja, vetrna vrtnica, stopnja izolacije stavbe in še veliko več.

Če gre za ogrevanje majhne hiše, je lažje dvigniti toplotno moč z določeno mejo. Cena več dodatnih delov akumulatorja se zdi nejasna glede na celotne stroške gradnje.

Obratovalni stroški, vendar s pravilno organizacijo, se sploh ne bodo povečali: termostati in dušilke bodo toplotne kapacitete omejevali v toplem dnevu, ko to ne bo zahtevalo.

Torej: naš cilj je, da se naučimo, kako izračunati obremenitev ogrevanja na najbolj preprost in razumljiv način za ne-specialist.

Kaj mislimo

Naučiti se moramo, kako šteti:

• Skupna toplotna moč (skupna moč ogrevalnih naprav, v primeru avtonomnega sistema pa tudi moč kotla).
• Ločeno moč grelca v enoposteljni sobi.

Poleg tega se bomo dotaknili več povezanih vrednot:

• Izračun količine hladilne tekočine in prostornine ekspanzijske posode grelnega sistema.

• Izbira delovanja obtočne črpalke.
• Izbira optimalnega premera polnjenja.

Skupna toplotna moč

Območje

Pred pol stoletja SNiP ponujajo najpreprostejšo shemo za izračun, ki jo mnogi uporabljajo do danes: na kvadratni meter ogrevanega prostora se vzame 100 vatov toplote. Na hiši s 100 kvadratov potrebujemo 10 kW. Točka.

Enostavno, razumljivo in preveč netočno.

Razlogi?

1. SNiP so razvili za stanovanjske objekte. Uhajanja toplote v stanovanju, obdani z ogrevanimi prostori in v zasebni hiši z ledenim zrakom, ki presega stene, so neprimerljivi.
2. Izračun je pravilen za apartmaje s stropno višino 2,5 metra. Višja zgornja meja bo povečala prostornino prostora in posledično tudi stroške toplote.

1. Skozi okna in vrata se izgubi veliko več toplotne energije kot skozi stene.
2. Končno bi bilo logično domnevati, da se bodo toplotne izgube v Sočiju in Jakutku zelo razlikovale. Povečanje temperaturne delte med sobo in cesto bo dvojno porabo toplote za ogrevanje podvojilo. Vendar fizika.

Obseg

Za prostore s standardizirano toplotno odpornostjo sten (za Moskvo - 3,19 m2 * C / W), lahko uporabite izračun toplotne moči glede na prostornino prostora.

• 40 vatov toplote se vzame na kubični meter ogrevane stanovanjske prostornine. Za kubični meter prostornine zasebne hiše brez skupnih sten s sosednjimi ogrevanimi stavbami - 60.

• 100 vatov toplotne energije se doda osnovni vrednosti za vsako okno. Za vsa vrata, ki vodijo do ulice - 200.
• Prejeto moč se pomnoži z regionalnim koeficientom:

Še enkrat spet izračunamo potrebo po ogrevanju termične energije za hišo s površino 100 kvadratov, zdaj pa določamo nalogo:

1. Višina zgornje meje 3,2 metra nam bo dala notranji volumen hiše 3,2 * 100 = 320 m3.
2. Osnovna toplotna moč bo 320 * 60 = 19200 vatov.
3. Okna in vrata bodo naredili svoj bit: 19200+ (100 * 8) + (200 * 2) = 20.400 vatov.
4. Poživljajoča mraz v januarju nas bo prisilila, da uporabimo podnebni koeficient 1,7. 20400 * 1,7 = 34640 vatov.

Kot je zlahka videti, razlika z izračunom po prvi shemi ni le velika - presenetljivo je.

Kaj storiti, če je kakovost hišne izolacije bistveno boljša ali slabša od stavbnih predpisov? Toplotna zaščita stavb?

Volumen in koeficient segrevanja

Navodilo za to situacijo se nanaša na uporabo formule oblike Q = V * Dt * K / 860, v katerem:

• Q - cenjeni indikator toplotne moči v kilovatih.
• V - Prostornina ogrevanega prostora.
• Dt je delta temperatur med sobo in cesto na vrhu mraza.
• K - koeficient, odvisen od stopnje izolacije stavbe.

Dve spremenljivki zahtevajo ločene pripombe.

Temperatura delta poteka med predpisano SNiP-stanovno temperaturo (+18 za regije z nižjimi zimskimi temperaturami do -31 ° C in +20 za območja z močnejšimi zmrzali) in povprečno najmanjši najhladnejši mesec. Osredotočanje na absolutni minimum ni vredno: zapis mraza je redek in žal za neprostovoljno punco, vreme ne.

Koeficient toplotne izolacije se lahko izpelje z približevanjem podatkov iz naslednje tabele:

Še enkrat izvedimo izračun toplotnih obremenitev ogrevanja za našo hišo v Tyndi, pri čemer navedemo, da je izolirana s plastično prevleko iz pene debeline 150 mm in zaščitena pred vremenom s tremi stekleni okni.

Pravzaprav, sicer niso zgrajene moderne hiše v pogojih Far Farja.

1. Predpostavlja se, da temperatura v hiši znaša + 20 ° C.
2. Povprečna najnižja vrednost januarja bo dobro poznan iz dobro znane internetne enciklopedije. To je -33C.
3. Tako je Dt = 53 stopinj.
4. Koeficient toplotne izolacije je enak 0,7: toplotna izolacija, ki smo jo opisali, je blizu zgornji meji učinkovitosti.

Q = 320 * 53 * 0,7 / 860 = 13,8 kW. To je vrednost, ki jo je vredno voditi pri izbiri kotla.

Izbor moči grelne naprave

Kako izračunati toplotno obremenitev na konturnem odseku, ki ustreza enojni sobi?

Preprosto preprosto: izračunajte na eni od zgornjih shem, vendar glede prostornine sobe. Na primer, soba 10 m2 ima točno 1/10 celotne toplotne moči; v skladu z izračunom v skladu z zadnjo shemo, znaša 1380 vatov.

Kako izbrati grelec z želenimi karakteristikami?

V splošnem primeru preprosto preverite dokumentacijo za radiator ali konvektor, ki ste ga opazili. Proizvajalci ponavadi navedejo vrednost toplotnega toka za en del ali celoten instrument.

Nuance: tok toplote je običajno označen za 70-stopinjsko temperaturo delte med hladilno tekočino in zrakom v prostoru. Zmanjšanje te delte za polovico povzroči dvakratni padec moči.

Če iz dokumentacije in spletnega mesta proizvajalca iz kakršnega koli razloga ni na voljo, lahko uporabite naslednje povprečne vrednosti:

Ločeno je treba določiti izračun registra prenosov toplote.

Za vodoravno cev krožnega prereza se izračuna s formulo Q = Pi * Dn * L * k * Dt, v kateri:

• Q - toplotna moč v vatih;
• Pi je število pi, ki je 3,1415;
• Dn je zunanji premer registrskega odseka v metrih.
• L - dolžina cevi v metrih.
• k je koeficient toplotne prevodnosti, ki je pri jekleni cevi 11,63 W / m2 * C;
• Dt je delta temperature med hladilno tekočino in zrakom v prostoru.

Tipični register sestavlja več razdelkov. Hkrati pa so vsi, razen prvega, v toku toplega zraka, ki zmanjšuje parametre Dt in neposredno vpliva na prenos toplote. Zato se za drugi in drugi odseki uporablja dodatni faktor 0,9.

Sledi primer tega izračuna.

Izračunamo toplotno kapaciteto registra s štirimi preseki dolžine 3 metra, izdelane iz cevi z zunanjim premerom 208 mm pri temperaturi hladilne tekočine 70 stopinj in temperaturi zraka v sobi 20 stopinj.

1. Moč prvega odseka bo 3,1415 * 0,208 * 3 * 11,63 * 50 = 1140 vatov (zaokroženo na celo število).
2. Moč drugega in drugih delov je enako 1140 * 0,9 = 1026 vatov.
3. Skupna toplotna moč registra je 1140+ (1026 * 3) = 4218 vatov.

Kapaciteta ekspanzijske posode

To je eden od parametrov, ki ga je treba izračunati v avtonomnem ogrevalnem sistemu. Razširitveni rezervoar mora med toplotnim raztezanjem vsebovati odvečno hladilno sredstvo. Cena nezadostne prostornine - stalno delovanje varnostnega ventila.

Vendar: precenjena prostornina rezervoarja nima negativnih posledic.

V najpreprostejši različici izračuna je rezervoar enako 10% celotne količine hladilne tekočine v vezju. Kako ugotoviti količino hladilne tekočine?

Tukaj je nekaj preprostih rešitev:

• Sistem je napolnjen z vodo, potem pa se združi v vse dimenzijske posode.
• Poleg tega je v uravnoteženem sistemu količina hladila v litrih približno enaka 13-kratni moči kotla v kilovatih.

Bolj zapletena (vendar tudi bolj natančna) formula za izračun rezervoarja je videti takole:

V = (Vt x E) / D.

V njem:

• V je potreben volumen rezervoarja v litrih.
• Vt je prostornina hladila v litrih.
• E je koeficient ekspanzije hladilne tekočine pri najvišji delovni temperaturi vezja.
• Razmerje učinkovitosti rezervoarja D.

V tem primeru je nekaj parametrov potrebno komentirati.

Koeficient razširitve vode, ki pogosto deluje kot hladilno sredstvo, ko se segreje od začetne temperature + 10C, se lahko vzame iz naslednje tabele:

Uporabno: zmesi vode in glikola, ki se uporabljajo kot sredstvo proti zmrzovanju za ogrevalna kroga, se pri segrevanju nekoliko segrejejo. Razlika doseže 0,45% pri segrevanju na 100 stopinj 30-odstotne raztopine glikola.

Koeficient učinkovitosti ekspanzijskega rezervoarja se izračuna po naslednji formuli: D = (Pv - Ps) / (Pv + 1).

V njem:

• Pv je najvišji dovoljeni delovni tlak v tokokrogu. Nastavljen je za sprožitev varnostnega ventila. Praviloma je izbrana enaka 2,5 atmosferi.
• Ps - tlačni polnilni tlak. Običajno ustreza višini vodnega stebra v krogu nad rezervoarjem. Na primer, v ogrevalnem sistemu, kjer se zgornji del radiatorjev v drugem nadstropju dvigne nad posodo, nameščeno v kleti, 5 metrov, se posoda napolni s tlakom 0,5 atmosfere (kar ustreza petometrski glavi).

Na primer, naredimo izračun rezervoarja do-it-yourself za naslednje pogoje:

• Prostornina hladilnega sredstva v tokokrogu je 400 litrov.
• Toplotni nosilec - voda, ki jo grelnik ogreva od 10 do 70 stopinj.
• Varnostni ventil je nastavljen na 2,5 kgf / cm2.
• Raztezna posoda je napihnjena z zrakom do tlaka 0,5 kgf / cm2.

Torej:

1. Razmerje izkoristka rezervoarja je (2,5-0,5) / (2,5 + 1) = 0,57.

1. Koeficient razširitve vode pri segrevanju pri 60 stopinj je 2,25% ali 0,0225.
2. Rezervoar naj ima najmanj 400 * 0,0225 / 0,57 = 16 (zaokroženo na najbližjo vrednost iz območja velikosti rezervoarja) litrov.

Črpalka

Kako izbrati optimalni tlak in učinkovitost črpalke?

Z vsem tlakom je preprost. Njegova minimalna vrednost 2 metra (0,2 kgf / cm2) zadostuje za konturo katere koli razumne dolžine.

Sklic: grelni sistem funkcij apartmajske zgradbe, kadar je razlika med mešanico in povratnim tokom točno dva metra.

Učinkovitost se lahko izračuna po najpreprostejši shemi: celotni volumen konture se mora obrniti trikrat na uro. Zato je za zgoraj omenjeno količino hladila v 400 litrih smiselna najmanjša učinkovitost obtočne črpalke ogrevalnega sistema z delovno glavo enak 0,4 x 3 = 1,2 m3 / uro.

Za posamezne odseke vezja, opremljene s svojo črpalko, se njegova zmogljivost lahko izračuna po formuli G = Q / (1.163 * Dt).

V njem:

• G - cenjena vrednost zmogljivosti v kubičnih metrih na uro.
• Q je toplotna moč oddelka ogrevalnega sistema v kilovatih.
• 1.163 - stalna, povprečna toplotna moč vode.
• Dt je razlika v temperaturi med dovodnimi in povratnimi črtami v stopinjah Celzija.

Namig: v avtonomnih sistemih je običajno enako 20 stopinj.

Torej je za vezje s toplotno močjo 5 kilovatov pri 20-stopinjski delti med pretokom in povratnim tokom potreben črpalka z zmogljivostjo najmanj 5 / (1.163 * 20) = 0,214 m3 / h.

Premer cevi

Kako izbrati optimalen polnilni premer v vezju z znano toplotno močjo?

Tukaj boste pomagali s formulo D = 354 * (0,86 * Q / Dt) / v.

V njem:

• D je notranji premer cevi v centimetrih.
• Q je toplotna moč vezja v kilovatih.
• Dt je temperatura delta med pretokom in povratno cevjo. Spomnimo se, da je tipična vrednost Dt za avtonomni ogrevalni sistem 20 ° C.
• v je pretok. Obseg njegovih vrednosti je od 0,6 do 1,5 m / s. Pri nižjih hitrostih se temperatura razlike med prvim in zadnjim radiatorjem v tokokrogu poveča; na višjih nivojih se opazno pojavlja hidravlični hrup.

Let's izračunati najmanjši premer za ozloglašene konture z zmogljivostjo 5 kW pri hitrosti vode v ceveh 1 m / s.

D = 354 * (0,86 * 5/20) / 1 = 4,04 mm. Na praktični strani to pomeni, da lahko vzamete cevi z najmanjšo razpoložljivo velikostjo in se ne bojite počasnega kroženja v njih.

Zaključek

Upamo, da obilo formul in suhih številk ne utrujajo spoštovanega bralca. Kot ponavadi bo priloženi videoposnetek pozoren na dodatne tematske informacije. Uspehi!