Toplotna obremenitev ogrevanja in drugi parametri

Tema tega članka je opredelitev toplotne obremenitve pri ogrevanju in drugih parametrov, ki jih je treba izračunati za avtonomni ogrevalni sistem. Material se osredotoča predvsem na lastnike zasebnih hiš, daleč od ogrevalne opreme in potrebujejo najpreprostejše formule in algoritme.

Pojdi torej.

Redundanca in natančen izračun

Od samega začetka je potrebno navesti eno subtilnosti izračil: skoraj absolutno točne vrednosti toplotne izgube skozi tla, strop in stene, ki jih mora sistem ogrevanja nadomestiti, skorajda ni mogoče izračunati. O določeni stopnji zanesljivosti ocen lahko govorite le.

Razlog je, da preveč dejavnikov vpliva na izgubo toplote:

• Toplotna odpornost glavnih sten in vseh slojev končnih materialov.
• Prisotnost ali odsotnost hladnih mostov.
• Vetrna vrtnica in lokacija hiše na terenu.
• Delo prezračevanja (ki pa je spet odvisno od moči in smeri vetra).
• Stopnja insolacije oken in sten.

Obstaja nekaj dobrih novic. Praktično vsi sodobni grelni kotli in porazdeljeni ogrevalni sistemi (ogrevana tla, električni in plinski konvektorji itd.) So opremljeni s termostati, ki merijo porabo toplote glede na sobno temperaturo.

Na praktični strani to pomeni, da bo presežna toplotna moč vplivala le na način ogrevanja: na primer, v eni uri neprekinjenega delovanja z močjo 5 kW ne dobimo 5 kWh toplote, temveč v 50 minutah delovanja z močjo 6 kW. Naslednjih 10 minut bo kotel ali druga ogrevalna naprava v stanju pripravljenosti brez porabe električne energije ali energije.

Zato: pri izračunu toplotne obremenitve je naša naloga določiti najmanjšo dovoljeno vrednost.

Edina izjema od splošnega pravila je povezana z delovanjem klasičnih kotlov na trda goriva in je posledica dejstva, da je zmanjšanje njihove toplotne moči povezano z resnim padcem učinkovitosti zaradi nepopolnega izgorevanja goriva. Težavo rešimo z vgradnjo toplotnega akumulatorja v tokokrog in dušenje grelnikov s termičnimi glavami.

Po vžigu kotel deluje pri polni moči in z največjo učinkovitostjo do popolnega izgorevanja premoga ali kurilnega lesa; potem se porabljena toplota akumuliranega toplotnega akumulatorja porabi za ohranjanje optimalne temperature v prostoru.

Večina drugih parametrov, ki jih je treba izračunati, dopuščajo tudi nekaj redundance. Vendar o tem - v ustreznih poglavjih članka.

Seznam parametrov

Torej, kaj bi morali dejansko upoštevati?

• Skupna toplotna obremenitev ogrevanja hiše. Ustreza minimalni zahtevani moči kotla ali skupni moči naprav v porazdeljenem ogrevalnem sistemu.
• Potreba po toploti v ločenem prostoru.
• Število delov sekcijskega radiatorja in velikost registra, ki ustreza določeni vrednosti toplotne moči.

Upoštevajte: pri pripravljenih grelnikih (konvektorjih, radiatorjih itd.) Proizvajalci običajno navedejo skupno toplotno moč v priloženi dokumentaciji.

• Premer cevovoda, ki je v primeru ogrevanja vode sposoben zagotavljati potreben toplotni tok.
• Parametri cirkulacijske črpalke, ki poganja hladilno sredstvo v vezju z določenimi parametri.
• Velikost ekspanzijske posode za kompenziranje toplotnega raztezanja hladilne tekočine.

Pojdiva na formule.

Toplotna obremenitev

Eden od glavnih dejavnikov, ki vplivajo na njegovo vrednost, je stopnja hišne izolacije. SNiP 23-02-2003, ki ureja toplotno zaščito stavb, normalizira ta faktor, pri čemer dobimo priporočene vrednosti termične upornosti sten za vsako regijo države.

Predstavljamo dva načina izračuna: za stavbe, ki ustrezajo SNiP 23-02-2003, in za hiše z nestandardizirano toplotno odpornostjo.

Normalna toplotna odpornost

Navodila za izračun toplotne moči v tem primeru so videti takole:

• Kot osnovna vrednost se vzame 60 vatov na 1 m3 celotne (vključno z obzidjem) prostornine hiše.
• Za vsako okno dodamo 100 vatov toplote tej vrednosti.. Za vsa vrata, ki vodijo do ulice - 200 vatov.

• Za izravnavo izgub, ki se povečajo v hladnih regijah, se uporablja dodaten dejavnik.

Na primer, opravimo izračun za hišo, ki meri 12 * 12 * 6 metrov z dvanajstimi okni in dvema vratoma na ulici, ki se nahaja v Sevastopolu (povprečna januarska temperatura je + 3C).

1. Ogrevan volumen je 12 * 12 * 6 = 864 kubičnih metrov.
2. Osnovna toplotna moč je 864 * 60 = 51.840 vatov.
3. Okna in vrata bodo nekoliko povečali: 51840+ (12 * 100) + (2 * 200) = 53440.
4. Zaradi izjemno blagega podnebja zaradi bližine morja bomo uporabili regionalni koeficient 0,7. 53440 * 0,7 = 37408 vatov. Na tej vrednosti se lahko pomikate.

Nenormalno toplotno odpornost

Kaj storiti, če je kakovost izolacije doma opazno boljša ali slabša, kot priporočamo? V tem primeru lahko za oceno toplotne obremenitve uporabite formulo oblike Q = V * Dt * K / 860.

V njem:

• Q - negovana toplotna moč v kilovatih.
• V je ogrevan volumen v kubičnih metrih.
• Dt je temperaturna razlika med ulico in hišo. Ponavadi se delta vzame med priporočeno vrednostjo za notranjo uporabo (+18 - + 22C) in povprečno najnižjo temperaturo v najhladnejšem mesecu v zadnjih nekaj letih.

Pojasnili bomo: upoštevati je treba absolutni minimum načeloma pravilnejši; Vendar bo to pomenilo previsoke stroške za kotel in grelne naprave, katerih polna zmogljivost bo zahtevana le enkrat na nekaj let. Cena rahle podcenjevanja izračunanih parametrov je določen padec temperature v prostoru na vrhuncu hladnega vremena, ki ga je mogoče enostavno nadomestiti z vključitvijo dodatnih grelnikov.

• K - koeficient izolacije, ki ga lahko vzamemo iz spodnje tabele. Vmesne vrednosti koeficienta so izpeljane s približevanjem.

Ponovimo izračune za našo hišo v Sevastopolu, pri čemer navaja, da so njene stene 40 cm debele zidne stene (porozne sedimentne kamnine) brez zunanjega zaključka, zasteklitev pa je izdelana iz steklenih oken.

1. Predpostavlja se, da je koeficient toplotne izolacije 1,2.
2. Pred tem smo izračunali prostornino hiše; je enako 864 m3.
3. Za notranjo temperaturo bomo upoštevali priporočljivo SNiP za regije z nižjim vrhom temperature nad -31С - +18 stopinj. Informacije o povprečnem najmanjšem bo prijazno spodbudilo svetovno znano internetno enciklopedijo: enako je -0,4 ° C.
4. Izračun bo torej imel obliko Q = 864 * (18 - -0,4) * 1,2 / 860 = 22,2 kW.

Kot je lahko videti, je izračun rezultat, ki se razlikuje od tistega, ki ga je dobil prvi algoritem za en polčas. Razlog je, prvič, da se povprečni minimum, ki ga uporabljamo, opazno razlikuje od absolutnega minimuma (približno -25 ° C). Povečanje delte temperature za en pol krat istega časa bo povečalo ocenjeno toplotno zahtevo stavbe.

Gigacaloria

Pri izračunu količine toplotne energije, ki jo prejme stavba ali soba, skupaj s kilovatnimi urami se uporablja še ena vrednost - gigakalorija. To ustreza količini toplote, ki je potrebna za segrevanje 1000 ton vode s 1 stopinjo pri tlaku 1 atmosfere.

Kako preračunati kilovate toplotne energije v gigakalorjih porabljene toplote? Preprosto: en gigakalorija je enaka 1162,2 kW / h. Tako je z maksimalno toplotno močjo 54 KW maksimalna urna obremenitev ogrevanja 54 / 1162,2 = 0,046 Gcal * ure.

Koristno je: za vsako regijo države lokalni organi v mesecu urejajo porabo toplote v gigcaloria na kvadratni meter prostora. Povprečna vrednost v Ruski federaciji je 0,0342 Gcal / m2 na mesec.

Soba

Kako izračunati potrebo po toploti za enoposteljno sobo? Tukaj se uporabljajo isti shemi izračunavanja kot za hišo kot celoto z eno samo spremembo. Če ogrevan prostor pripada sobi brez lastnih grelnih naprav, je vključen v izračun.

Torej, če se v prostor, ki meri 4 * 5 * 3 metre, meri koridor velikosti 1,2 * 4 * 3 metra, se izračuna ogrevalna moč grelnika za prostornino 4 * 5 * 3 + 1,2 * 4 * 3 = 60 + 14, 4 = 74,4 m3.

Ogrevalne naprave

Sekcijski radiatorji

Na splošno so podatki o pretoku toplote na oddelku vedno na spletni strani proizvajalca.

Če ni znan, se lahko zanesete na naslednje približne vrednosti:

• Oddelek iz litega železa - 160 vatov.
• Bimetalni del - 180 vatov.
• Aluminijasta sekcija - 200 vatov.

Kot vedno obstajajo številne tanke stvari. Z bočno povezavo radiatorja z 10 ali več odsekov bo precejšnja sprememba temperature med proksimalnim na podlogo in končnimi odseki.

Mimogrede: učinek bo prišel do nič, če je obloga povezana diagonalno ali od spodaj navzdol.

Poleg tega proizvajalci grelnikov ponavadi določijo moč za zelo specifično temperaturno delte med radiatorjem in zrakom, ki je enaka 70 stopinj. Odvisnost toplotnega toka na Dt je linearna: če je baterija 35 stopinj bolj vroča od zraka, bo toplotna moč akumulatorja natanko polovica deklariranega.

Na primer, ko se bo temperatura zraka v prostoru, ki je enaka + 20 ° C in temperaturo hladilnega sredstva na + 55C aluminijevega standardne velikosti močnostni enaka 200 / (70/35) = 100 vatov. Da bi zagotovili moč 2 kW, potrebujete 2000/100 = 20 delov.

Registri

Na seznamu ogrevalnih naprav se izstopajo samo-registrirani registri.

Proizvajalci zaradi očitnih razlogov ne morejo določiti njihove toplotne zmogljivosti; vendar je enostavno izračunati sami.

• Pri prvem delu registra (horizontalni cevni znanih dimenzij) moč je enaka zmnožku zunanji premer in dolžino v metrih, temperatura Delta med hladilne tekočine in zraka v stopinjah in konstantno koeficienta 36.5356.
• Pri naslednjih odsekih, ki so v toku toplega zraka, se uporablja dodaten faktor 0,9.

Oglejmo si še en primer - izračun vrednosti toplotnega toka za seno štirimi registrsko s premerom 159 mm in dolžine 4 m in temperaturi 60 stopinj s sobo notranjo temperaturo + 20C.

1. Delta temperature v našem primeru je 60-20 = 40C.
2. Premer cevi premerimo v metrih. 159 mm = 0,159 m.
3. Izračunajte toplotno moč prvega dela. Q = 0,159 * 4 * 40 * 36,5356 = 929,46 vatov.
4. Za vsak nadaljnji del bo moč enaka 929,46 * 0,9 = 836,5 vatov.
5. Skupna moč bo 929,46 + (836,5 * 3) = 3500 (zaokroženih) vatov.

Premer cevovoda

Kako določiti najmanjšo vrednost notranjega premera polnila cevi ali podlage za ogrevalno napravo? Ne bomo plezali v divjino in uporabili mizo, ki vsebuje končne rezultate, za razliko med pretokom in povratnim tokom 20 stopinj. Ta vrednost je značilna za avtonomne sisteme.

Največja hitrost toka hladilnega sredstva ne sme presegati 1,5 m / s, da se prepreči hrup; pogosteje jih vodi hitrost 1 m / s.

Na primer, pri kotelu 20 kW je najmanjši notranji premer polnila s hitrostjo pretoka 0,8 m / s enak 20 mm.

Upoštevajte: notranji premer je blizu daljinskega upravljalnika (pogojni prehod) jeklene cevi. Plastične in kovinsko-plastične cevi so običajno označene z zunanjim premerom, ki je 6-10 mm večji od notranjega. Polipropilenska cev z velikostjo 26 mm ima torej notranji premer 20 mm.

Obtočna črpalka

Za nas sta pomembna dva parametra črpalke: njegova glava in učinkovitost. V zasebni hiši, pri kateri koli razumni dolžini tokokroga, najmanjši tlak za najcenejše črpalke znaša 2 metra (0,2 kgf / cm2): to je diferencialna vrednost, ki kroži ogrevalni sistem stanovanjskih zgradb.

Zahtevana zmogljivost se izračuna po formuli G = Q / (1.163 * Dt).

V njem:

• G - produktivnost (m3 / uro).
• Q je moč vezja, v katerem je črpalka nameščena (KW).
• Dt je temperaturna razlika med direktnim in povratnim cevovodom v stopinjah (v samostojnem sistemu je tipična vrednost Dt = 20C).

Za vezje s toplotno obremenitvijo 20 kilovatov s standardno delto temperaturo bo konstrukcijska zmogljivost 20 / (1,163 * 20) = 0,86 m3 / uro.

Razširitveni rezervoar

Eden od parametrov, ki ga je treba izračunati za avtonomni sistem, je prostornina ekspanzijske posode.

Natančni izračun temelji na precej dolgem nizu parametrov:

• Temperatura in vrsta hladilnega sredstva. Koeficient raztezanja ni odvisen samo od stopnje segrevanja baterij, temveč tudi od tega, kako so napolnjeni: mešanice vodnega glikola se širijo več.
• Največji delovni tlak v sistemu.
• Tlak polnjenja rezervoarja, odvisno od hidrostatičnega tlaka vezja (višina zgornje točke vezja nad ekspanzijsko posodo).

Vendar obstaja en odtenek, ki omogoča zelo poenostavitev izračuna. Če se bo obseg rezervoarja povzročijo podcenjevanje v najboljšem primeru na stalni varnostni ventil, in v najslabšem primeru - do uničenja vezja, njegov presežek količina ne boli.

Zato se rezervoar običajno vzame s premikom, ki je enaka 1/10 celotne količine hladilne tekočine v sistemu.

Nasvet: če želite izvedeti, količina tokokroga, je dovolj, da jo napolnite z vodo in jo odcedite v merilno skledo.

Zaključek

Upamo, da bodo zgornje sheme izračunavanja poenostavile življenje bralca in mu razrešile številne težave. Video posnetek članka bo kot ponavadi ponujal dodatne informacije.

Uspehi!