Комфортът на хората, пребиваващи на закрито, особено през зимния сезон, до голяма степен зависи от температурата на околния въздух. Следователно сред комуналните услуги, които са оборудвани в жилищни помещения, отоплителната система заема първо място. В градските условия въпросите за отоплението на апартаментите най-често се решават централизирано, но в частните сгради собствениците им трябва да оборудват автономни отоплителни системи, основният елемент от които е котел за гореща вода. От техническите и икономическите характеристики на последната зависи цялостната работа на системата.
Как да изчислим мощността на котела
Мощността на отоплителния котел е основният индикатор, който характеризира неговите възможности, свързани с оптималното отопление на помещенията по време на пикови натоварвания. Основното тук е правилно да се изчисли колко топлина ще е необходима за отоплението им. Само в този случай ще бъде възможно да изберете правилния котел за отопление на частна къща по капацитет.
За да се изчисли мощността на котела за къщата, се използват различни методи, при които площта или обемът на отопляемите помещения се взема за основа. Съвсем наскоро необходимата мощност на отоплителния котел беше определена с помощта на така наречените коефициенти на къщата, определени за различни типове къщи в рамките на (W / кв.м.):
- 130 ... 200 - къщи без топлоизолация;
- 90 ... 110 - къщи с частично изолирана фасада;
- 50 ... 70 - къщи, построени по технологиите на 21 век.
Умножавайки площта на къщата по съответния коефициент на къщата, получаваме необходимата мощност на отоплителния котел.
Изчисляване на мощността на котела според геометричните размери на помещението
Ориентировъчно се изчислява мощността на котела за отопление на къща по нейната площ. Използвайте формулата:
Wkot = S * Wud / 10където:
- Wkot - проектна мощност на котела, кВт;
- С - обща площ на отопляваното помещение, кв. м .;
- WUD - специфичната мощност на котела, която отчита на всеки 10 квадратни метра. отопляема зона.
В общия случай се приема, че в зависимост от района, в който се намира помещението, конкретната мощност на котела е (kW \ m. Пл.):
- за южните райони - 0,7 ... 0,9;
- за зони от средната лента - 1.0 ... 1.2;
- за Москва и Московска област - 1,2 ... 1,5;
- за северните райони - 1,5 ... 2,0.
Горната формула за изчисляване на котел за отопление на къща по площ се използва в случаите, когато бойлерът ще се използва само за отопление на помещения с височина не по-голяма от 2,5 m.
Ако се предполага, че в помещението ще бъде монтиран котел с две вериги, който в допълнение към отоплението трябва да осигурява на потребителите топла вода, изчислената проектна мощност трябва да бъде увеличена с 25%.
Ако височината на отопляемите помещения надвишава 2,5 m, тогава полученият резултат се коригира, като се умножи по коефициента Kv. Kv = N / 2,5, където N е действителната височина на помещението, m.
В този случай крайната формула е следната: P = (S * Wud / 10) * Qu
Този метод за изчисляване на необходимата мощност, която котелът трябва да има, е подходящ за малки сгради с изолирано таванско помещение, наличието на топлоизолация на стени и прозорци (прозорци с двоен стъклопакет) и др. В други случаи резултатът, получен от приблизително изчисление, може да доведе до че закупеният котел няма да може да работи нормално. В този случай излишната или недостатъчната мощност допринася за редица нежелани проблеми за потребителя:
- намаляване на техническите и икономическите показатели на котела;
- неизправност на системите за автоматизация;
- бързо износване на части и аксесоари;
- кондензация в комина;
- запушване на комина от продукти с непълно изгаряне на гориво и др .;
За да се получат по-точни резултати, е необходимо да се вземе предвид количеството на действителните топлинни загуби чрез отделни елементи на сгради (прозорци, врати, стени и др.).
Прецизно изчисление на мощността на котела
Изчисляването на отоплителната система, която включва отоплителен котел, трябва да се извърши индивидуално за всеки обект. В допълнение към геометричните му размери е важно да се вземат предвид редица такива параметри:
- наличието на принудителна вентилация;
- климатична зона;
- наличие на топла вода;
- степента на изолация на отделни елементи на обекта;
- наличието на таванско помещение и мазе и др.
Най-общо формулата за по-точно изчисляване на мощността на котела е следната:
Wkot = Qt * Kzapкъдето:
- Qt - топлинна загуба на обект, kW.
- Kzap - коефициент на безопасност, чиято стойност се препоръчва за увеличаване на проектния капацитет на съоръжението. По правило стойността му е в диапазона 1,15 ... 1,20 (15-20%).
Предвидените топлинни загуби се определят по формулите:
Qt = V * ΔT * Kp / 860, V = S * H; Където:
- V - обемът на помещението, м3;
- ATi, - разликата между външната и вътрешната температура на въздуха, ° C;
- Кр - коефициент на дисперсия, в зависимост от степента на топлоизолация на обекта.
Коефициентът на дисперсия се избира въз основа на типа сграда и степента на нейната топлоизолация.
- Обекти без топлоизолация: хангари, дървени казарми, гофрирани железни конструкции и др. - Кр = 3.0 ... 4.0.
- Сгради с ниско ниво на топлоизолация: стени, изработени от една тухла, дървени прозорци, шисти или железни покриви - Cr, равни на 2,0 ... 2,9.
- Къщи със средна степен на топлоизолация: стени с две тухли, малък брой прозорци, стандартен покрив и др. - Cr е 1.0 ... 1.9.
- Модерни, добре изолирани сгради: подово отопление, прозорци с двоен стъклопакет и др. - Кр е в диапазона от 0,6 ... 0,9.
За да улеснят потребителите да намерят отоплителен котел, много производители поставят специални калкулатори на своите уебсайтове и уебсайтове на дилъри. С тяхна помощ, като въведете необходимата информация в съответните полета, е възможно да се определи с голяма степен на вероятност каква площ е проектирана, например за котел с мощност 24 кВт.
По правило такъв калкулатор изчислява според следните данни:
- средната стойност на външната температура в най-студената седмица през зимния сезон;
- температура на въздуха вътре в съоръжението;
- наличието или отсъствието на топла вода;
- данни за дебелината на външните стени и тавани;
- материали от които са направени тавани и външни стени;
- височина на тавана;
- геометрични размери на всички външни стени;
- брой прозорци, техните размери и подробно описание;
- информация за наличието или липсата на принудителна вентилация.
След като обработи данните, калкулаторът ще даде на клиента необходимата мощност на отоплителния котел, а също така ще посочи типа и марката на агрегата, който отговаря на заявката. Пример за изчисляване на линията на газови котли, предназначени за отопление на къщи с различни размери, е даден в таблицата:
Бележка към колона 11: Ns - монтиран атмосферен котел, A - подов котел, Nd - монтиран на стена турбо котел.
Според горните методи се изчислява капацитетът на газовия котел. Те обаче могат да се използват и за изчисляване на енергийните характеристики на водогрейните агрегати, работещи на други видове гориво.
Отчитане на топлинните загуби
Започвайки да разработваме автономна отоплителна система, първо е необходимо да разберете колко топлина излиза на улицата по време на най-силните студове чрез така наречените сградни обвивки. Те включват стени, прозорци, под и покрив. Само чрез определяне на размера на топлинните загуби ще бъде възможно да се присъедини към избора на източник на топлина с подходяща мощност.Трябва да се има предвид, че загубата на топлина от сграда през зимния сезон настъпва не само чрез обвивки на сгради. Значителна част от генерираната топлина (до 30%) се изразходва за отопление на студения въздух, идващ от улицата поради естествена вентилация.
Общото количество топлина, необходимо за отопление на помещението, се определя по формулата:
Q = Qconst + Qstarкъдето:
- Qconstru - количеството топлина, загубено през същия дизайн, W;
- QSTAR - количеството топлина, изразходвана за загряване на въздуха, идващ от улицата, W.
Обобщавайки стойностите, получени в резултат на изчисленията, се определя общото топлинно натоварване върху отоплителната система на цялата сграда.
Всички измервания се извършват от външната страна на сградата, без да се заснемат ъглите ѝ. В противен случай изчисляването на загубата на топлина ще бъде неточно.
Има и други начини на изтичане на топлина в помещенията, например чрез аспиратор, отворени врати и прозорци, пукнатини в конструкции и др. Въпреки това, количеството топлина, загубено по тези причини, на практика не надвишава 5% от общите загуби на топлина и поради това не се взема предвид при изчисленията ,
Изчисляване на загубата на топлина чрез обвивки на сгради
Сложността на изчислението се състои във факта, че тя трябва да се извърши за всяка стая поотделно, като внимателно се проверяват, измерват и оценяват състоянието на всеки от нейните елементи, съседни на околната среда. Само в този случай можете да вземете предвид цялата топлина, напускаща къщата.
Според резултатите от измерванията се определя площта на всеки елемент от сградната обвивка, която след това се вкарва в основната формула за изчисляване на загубената топлинна енергия:
Qconstructor = 1 / R * (Tv-Tn) * S * (1 + Σβ), R = δ / λ; Където:
- R - термична устойчивост на материала на конструкцията, м. пл. ° C / W;
- δ - топлопроводимост на материала на конструкцията, W / m ° C);
- λ - дебелина на материала на конструкцията, m;
- С - площта на външната ограда, кв. м .;
- телевизия - температура на въздуха в помещението, ° C;
- T - най-ниската температура на въздуха през зимния сезон, ° С;
- β - загуба на топлина, която зависи от ориентацията на сградата.
Ако дизайнът се състои от няколко материала, например тухлена стена с изолация, стойността на термичното съпротивление R се изчислява отделно за всеки от тези материали и след това се сумира.
Загубите на топлина в зависимост от ориентацията на сградата се избират въз основа на това къде е ориентиран ограждащият елемент:
- на северна страна - β = 0,1;
- на запад или югоизток - β = 0,05;
- на юг и дали на югозапад - β = 0.
Изчисляването на топлинните загуби през елементите на строителните обвивки се извършва за всяка стая в сградата и след това, обобщавайки ги, те получават предвидените общи загуби на топлина в нея. След това пристъпват към изчислението в съседната стая. В резултат на тази работа собственикът на къщата ще може да идентифицира начините за максимално изтичане на топлина и да премахне причините за появата им.
Изчисляване на топлината, изразходвана за загряване на вентилационния въздух
Количеството топлина, която се изразходва за загряване на вентилационния въздух в някои случаи достига 30% от общите загуби на топлинна енергия. Това е достатъчно голяма стойност, която е неподходящо да се игнорира. За да се изчисли количеството топлина, което ще трябва да се изразходва за загряване на подавания въздух, се използва формулата:
Qtrain = c * m * (Tv-Tn)където:
- ° С - топлинният капацитет на въздушната смес, чиято стойност е 0,28 W / kg ° C;
- m - масов дебит на въздуха, влизащ в помещението от улицата, kg.
Масовият поток на въздух, който влиза в помещението отвън, се определя, като се приеме, че въздухът се актуализира в цялата къща веднъж на час. В този случай, прибавяйки обемите на всички помещения, те получават обемния дебит на въздуха. След това, използвайки стойността на плътността на въздуха, неговият обем се прехвърля в масата. Тук е необходимо да се вземе предвид фактът, че плътността на въздуха зависи от неговата температура.
| Температура на подавания въздух ºС | – 25 | – 20 | – 15 | – 10 | -5 | 0 | + 5 | + 10 |
| Плътност, kg / m3 | 1,422 | 1,394 | 1,367 | 1,341 | 1,316 | 1,290 | 1,269 | 1,247 |
Замествайки всички известни стойности в горната формула, определете количеството топлина, необходимо за загряване на подавания въздух.
Чести грешки
Изчисляването на автономна отоплителна система е сложен процес, състоящ се от няколко взаимосвързани, поетапни процедури:
- Изчисляване на топлинните загуби на обекта.
- Определяне на температурния режим на отделни помещения и сградата като цяло.
- Изчисляване на мощността на отоплителните радиаторни батерии.
- Хидравлично изчисление на отоплителната система.
- Изчисляване на мощността на отоплителния котел.
- Определяне на общия обем на автономната отоплителна система.
Топлинното изчисление на отоплителната система не е теоретично изследване, а точен и обоснован резултат, практическото изпълнение на което ще ви позволи правилно да изберете всички необходими компоненти и да оборудвате ефективна отоплителна система, която функционира без проблеми от много години.
Основната грешка, която правят много собственици на частни къщи, е да игнорират някои етапи от изчислението. Те смятат, че за решаване на проблема е достатъчно да се избере по-мощен котел, като се съсредоточи само върху данните на приблизително изчисление на неговия капацитет по площта на помещението. Такъв подход застрашава прекомерните експлоатационни разходи и често води до факта, че котелът ще работи непрекъснато, радиаторните батерии ще бъдат горещи, а стаята ще бъде студена. В този случай е необходимо да се върнете в първоначалното състояние и да направите пълно изчисление на отоплителната система. Едва след това можем да започнем да премахваме недостатъците, причинени от критични грешки в изчисленията.
