Υπολογισμός ισχύος του λέβητα θέρμανσης για ιδιωτική κατοικία

Η άνεση των ανθρώπων που μένουν στο εσωτερικό, ειδικά τη χειμερινή περίοδο, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος αέρα. Ως εκ τούτου, μεταξύ των υπηρεσιών κοινής ωφέλειας που είναι εξοπλισμένες σε οικιστικές εγκαταστάσεις, το σύστημα θέρμανσης παίρνει την πρώτη θέση. Στις αστικές συνθήκες, τα θέματα των διαμερισμάτων θέρμανσης επιλύονται συχνότερα με κεντρικό τρόπο, αλλά σε ιδιωτικά κτίρια οι ιδιοκτήτες τους πρέπει να εξοπλίσουν αυτόνομα συστήματα θέρμανσης, το κύριο στοιχείο του οποίου είναι ένας λέβητας ζεστού νερού. Από τα τεχνικά και οικονομικά χαρακτηριστικά του τελευταίου εξαρτάται η συνολική απόδοση του συστήματος.

Πώς να υπολογίσετε την ισχύ του λέβητα

Η ισχύς του λέβητα θέρμανσης είναι ο κύριος δείκτης που χαρακτηρίζει τις δυνατότητές του που σχετίζονται με τη βέλτιστη θέρμανση των δωματίων κατά τη διάρκεια φορτίων αιχμής. Το κύριο πράγμα εδώ είναι να υπολογίσετε σωστά πόση θερμότητα θα χρειαστεί για τη θέρμανσή τους. Μόνο σε αυτήν την περίπτωση θα είναι δυνατή η επιλογή του σωστού λέβητα για θέρμανση ιδιωτικής κατοικίας βάσει χωρητικότητας.

Για τον υπολογισμό της ισχύος του λέβητα για το σπίτι, χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι, στις οποίες λαμβάνεται ως βάση η περιοχή ή ο όγκος των θερμαινόμενων χώρων. Πιο πρόσφατα, η απαιτούμενη ισχύς ενός λέβητα θέρμανσης προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας τους λεγόμενους συντελεστές σπιτιού που έχουν οριστεί για διαφορετικούς τύπους σπιτιών εντός (W / sq. M.):

• 130 ... 200 - σπίτια χωρίς θερμομόνωση.
• 90 ... 110 - σπίτια με μερικώς μονωμένη πρόσοψη.
• 50 ... 70 - σπίτια που χτίστηκαν χρησιμοποιώντας τις τεχνολογίες του 21ου αιώνα.

Πολλαπλασιάζοντας την έκταση του σπιτιού με τον αντίστοιχο συντελεστή σπιτιού, λαμβάνουμε την απαιτούμενη ισχύ του λέβητα θέρμανσης.

Υπολογισμός ισχύος λέβητα σύμφωνα με τις γεωμετρικές διαστάσεις του δωματίου

Υπολογίστε προσεκτικά την ισχύ του λέβητα για θέρμανση ενός σπιτιού από την περιοχή του. Χρησιμοποιήστε τον τύπο:

Wkot = S * Wud / 10όπου:

• Wkot - ισχύς σχεδιασμού του λέβητα, kW ·
• μικρό - συνολική έκταση του θερμαινόμενου δωματίου, τ.μ.
• Wud - η ειδική ισχύς του λέβητα, που αντιστοιχεί σε κάθε 10 τετραγωνικά μέτρα. θερμαινόμενη περιοχή.

Στη γενική περίπτωση, θεωρείται ότι, ανάλογα με την περιοχή στην οποία βρίσκεται το δωμάτιο, η ειδική ισχύς του λέβητα είναι (kW \ m. Τετραγωνικά μέτρα):

• για τις νότιες περιοχές - 0,7 ... 0,9;
• για περιοχές της μεσαίας ζώνης - 1,0 ... 1,2;
• για τη Μόσχα και την περιοχή της Μόσχας - 1.2 ... 1.5;
• για τις βόρειες περιοχές - 1.5 ... 2.0.

Ο παραπάνω τύπος για τον υπολογισμό ενός λέβητα για θέρμανση σπιτιού ανά περιοχή χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου η μονάδα θέρμανσης νερού θα χρησιμοποιηθεί μόνο για θέρμανση δωματίων με ύψος όχι μεγαλύτερο από 2,5 m.

Εάν υποτεθεί ότι θα εγκατασταθεί λέβητας διπλού κυκλώματος στο δωμάτιο, ο οποίος, εκτός από τη θέρμανση, θα παρέχει στους χρήστες ζεστό νερό, η υπολογισμένη ισχύς σχεδιασμού πρέπει να αυξηθεί κατά 25%.

Εάν το ύψος των θερμαινόμενων δωματίων υπερβαίνει τα 2,5 m, τότε το αποτέλεσμα που λαμβάνεται προσαρμόζεται πολλαπλασιάζοντάς το με τον συντελεστή Kv. Kv = N / 2.5, όπου N είναι το πραγματικό ύψος του δωματίου, m.

Σε αυτήν την περίπτωση, ο τελικός τύπος έχει ως εξής: P = (S * Wud / 10) * Qu

Αυτή η μέθοδος υπολογισμού της απαιτούμενης ισχύος που πρέπει να έχει ο λέβητας είναι κατάλληλη για μικρά κτίρια με μονωμένη σοφίτα, την παρουσία θερμομόνωσης τοίχων και παραθύρων (παράθυρα με διπλά τζάμια) κ.λπ. Σε άλλες περιπτώσεις, το αποτέλεσμα που προκύπτει από έναν κατά προσέγγιση υπολογισμό μπορεί να οδηγήσει σε ότι ο αγορασμένος λέβητας δεν θα μπορεί να λειτουργεί κανονικά. Σε αυτήν την περίπτωση, η υπερβολική ή ανεπαρκής ισχύς συμβάλλει σε ορισμένα ανεπιθύμητα προβλήματα για τον χρήστη:

• μείωση των τεχνικών και οικονομικών δεικτών του λέβητα ·
• δυσλειτουργία των συστημάτων αυτοματισμού ·
• γρήγορη φθορά ανταλλακτικών και αξεσουάρ.
• συμπύκνωση στην καμινάδα
• απόφραξη καπνοδόχων από προϊόντα ατελούς καύσης καυσίμου κ.λπ.

Για να λάβετε πιο ακριβή αποτελέσματα, είναι απαραίτητο να λάβετε υπόψη το ποσό της πραγματικής απώλειας θερμότητας μέσω μεμονωμένων στοιχείων κτιρίων (παράθυρα, πόρτες, τοίχοι κ.λπ.).

Εκλεπτυσμένος υπολογισμός της ισχύος του λέβητα

Ο υπολογισμός του συστήματος θέρμανσης, ο οποίος περιλαμβάνει λέβητα θέρμανσης, πρέπει να πραγματοποιείται ξεχωριστά για κάθε αντικείμενο. Εκτός από τις γεωμετρικές του διαστάσεις, είναι σημαντικό να ληφθούν υπόψη ορισμένες από αυτές τις παραμέτρους:

• η παρουσία αναγκαστικού αερισμού ·
• κλιματική ζώνη;
• διαθεσιμότητα παροχής ζεστού νερού ·
• ο βαθμός μόνωσης μεμονωμένων στοιχείων του αντικειμένου ·
• η παρουσία σοφίτας και υπόγειου, κ.λπ.

Σε γενικές γραμμές, ο τύπος για έναν πιο ακριβή υπολογισμό της ισχύος του λέβητα έχει ως εξής:

Wkot = Qt * Kzapόπου:

• Qt - απώλεια θερμότητας ενός αντικειμένου, kW.
• Κζάπ - συντελεστής ασφαλείας, η αξία του οποίου συνιστάται για την αύξηση της ικανότητας σχεδιασμού της εγκατάστασης. Κατά κανόνα, η τιμή του κυμαίνεται από 1,15 ... 1,20 (15-20%).

Η προβλεπόμενη απώλεια θερμότητας καθορίζεται από τους τύπους:

Qt = V * ΔT * Kp / 860, V = S * H; Οπου:

• Β - ο όγκος του δωματίου, m3,
• ΔΤ - η διαφορά μεταξύ της εξωτερικής και της εσωτερικής θερμοκρασίας αέρα, ° C ·
• Κρ - συντελεστής διασποράς, ανάλογα με τον βαθμό θερμομόνωσης του αντικειμένου.

Ο συντελεστής διασποράς επιλέγεται με βάση τον τύπο του κτιρίου και τον βαθμό της θερμομόνωσης του.

• Αντικείμενα χωρίς θερμική μόνωση: υπόστεγα, ξύλινα στρατώνια, κυματοειδείς δομές σιδήρου κ.λπ. - Кр = 3.0 ... 4.0.
• Κτίρια με χαμηλό επίπεδο θερμομόνωσης: τοίχοι από ένα τούβλο, ξύλινα παράθυρα, στέγες από σχιστόλιθο ή σίδερο - Cr ίσο με 2,0 ... 2,9.
• Σπίτια με μέσο βαθμό θερμομόνωσης: τοίχοι από δύο τούβλα, μικρός αριθμός παραθύρων, τυπική οροφή κ.λπ. - Το Cr είναι 1,0 ... 1,9.
• Σύγχρονα, καλά μονωμένα κτίρια: θέρμανση δαπέδου, παράθυρα με διπλά τζάμια κ.λπ. - Το Kr κυμαίνεται από 0,6 ... 0,9.

Για να διευκολύνουν τους καταναλωτές να βρουν λέβητα θέρμανσης, πολλοί κατασκευαστές τοποθετούν ειδικές αριθμομηχανές στους ιστότοπούς τους και στους ιστότοπους των εμπόρων. Με τη βοήθειά τους, έχοντας εισαγάγει τις απαραίτητες πληροφορίες στα αντίστοιχα πεδία, είναι δυνατό να προσδιοριστεί με υψηλό βαθμό πιθανότητας ποια περιοχή έχει σχεδιαστεί, για παράδειγμα, για λέβητα 24 kW.

Κατά κανόνα, ένας τέτοιος υπολογιστής υπολογίζει σύμφωνα με τα ακόλουθα δεδομένα:

• τη μέση τιμή της εξωτερικής θερμοκρασίας την πιο κρύα εβδομάδα τη χειμερινή περίοδο ·
• θερμοκρασία αέρα μέσα στην εγκατάσταση ·
• την παρουσία ή απουσία παροχής ζεστού νερού ·
• δεδομένα σχετικά με το πάχος των εξωτερικών τοίχων και οροφών ·
• υλικά από τα οποία κατασκευάζονται οροφές και εξωτερικοί τοίχοι ·
• υψος ΟΡΟΦΗΣ;
• γεωμετρικές διαστάσεις όλων των εξωτερικών τοιχωμάτων.
• αριθμός παραθύρων, τα μεγέθη τους και λεπτομερή περιγραφή ·
• πληροφορίες σχετικά με την παρουσία ή την απουσία αναγκαστικού αερισμού.

Έχοντας επεξεργαστεί τα δεδομένα, η αριθμομηχανή θα παράσχει στον πελάτη την απαιτούμενη ισχύ του λέβητα θέρμανσης και θα υποδείξει επίσης τον τύπο και τη μάρκα της μονάδας που ικανοποιεί το αίτημα. Ένα παράδειγμα υπολογισμού της γραμμής των λέβητων αερίου που έχουν σχεδιαστεί για τη θέρμανση σπιτιών διαφορετικών μεγεθών δίνεται στον πίνακα:

Σημείωση για τη στήλη 11: Ns - τοποθετημένος ατμοσφαιρικός λέβητας, Α - λέβητας όροφος, Nd - επιτοίχιος υπερσυμπιεσμένος λέβητας.

Σύμφωνα με τις παραπάνω μεθόδους, υπολογίζεται η χωρητικότητα του λέβητα αερίου. Ωστόσο, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό των χαρακτηριστικών ισχύος των μονάδων θέρμανσης νερού που λειτουργούν σε άλλους τύπους καυσίμων.

Λογιστική απώλειας θερμότητας

Ξεκινώντας να αναπτύσσει ένα αυτόνομο σύστημα θέρμανσης, είναι πρώτα απαραίτητο να μάθετε πόση θερμότητα πηγαίνει στο δρόμο κατά τη διάρκεια των πιο σοβαρών παγετώνων μέσω των λεγόμενων κτιρίων. Αυτά περιλαμβάνουν τοίχους, παράθυρα, δάπεδο και οροφή. Μόνο με τον καθορισμό της ποσότητας απώλειας θερμότητας, θα είναι δυνατή η επιλογή μιας πηγής θερμότητας της κατάλληλης ισχύος.Πρέπει να έχουμε κατά νου ότι η απώλεια θερμότητας από ένα κτίριο κατά τη χειμερινή περίοδο συμβαίνει όχι μόνο μέσω κτιρίων. Ένα σημαντικό μέρος της παραγόμενης θερμότητας (έως και 30%) δαπανάται για τη θέρμανση του κρύου αέρα που προέρχεται από το δρόμο λόγω φυσικού αερισμού.

Η συνολική ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για τη θέρμανση του δωματίου καθορίζεται από τον τύπο:

Q = Qconst + Qstarόπου:

• Qconstru - την ποσότητα θερμότητας που χάθηκε μέσω του ίδιου σχεδιασμού, W ·
• Κστάρ - το ποσό της θερμότητας που δαπανάται για τη θέρμανση του αέρα που προέρχεται από το δρόμο, W.

Συνοψίζοντας τις τιμές που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα των υπολογισμών, προσδιορίζεται το συνολικό θερμικό φορτίο στο σύστημα θέρμανσης ολόκληρου του κτιρίου.

Όλες οι μετρήσεις πραγματοποιούνται στο εξωτερικό του κτιρίου, χωρίς να αποτυγχάνουν να τραβήξουν τις γωνίες του. Διαφορετικά, ο υπολογισμός της απώλειας θερμότητας θα είναι ανακριβής.

Υπάρχουν άλλοι τρόποι διαρροής θερμότητας στις εγκαταστάσεις, για παράδειγμα, μέσω απορροφητήρα, ανοιχτών θυρών και παραθύρων, ρωγμών σε κατασκευές κ.λπ. Ωστόσο, η ποσότητα θερμότητας που χάθηκε για αυτούς τους λόγους ουσιαστικά δεν υπερβαίνει το 5% της συνολικής απώλειας θερμότητας και συνεπώς δεν λαμβάνεται υπόψη στους υπολογισμούς .

Υπολογισμός της απώλειας θερμότητας μέσω κτιρίων

Η πολυπλοκότητα του υπολογισμού έγκειται στο γεγονός ότι πρέπει να πραγματοποιείται χωριστά για κάθε δωμάτιο, επιθεωρώντας προσεκτικά, μετρώντας και αξιολογώντας την κατάσταση καθενός από τα στοιχεία του που γειτνιάζουν με το περιβάλλον. Μόνο σε αυτήν την περίπτωση, μπορείτε να λάβετε υπόψη όλη τη ζέστη που φεύγει από το σπίτι.

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των μετρήσεων, προσδιορίζεται η περιοχή S κάθε στοιχείου του κτιρίου, το οποίο στη συνέχεια εισάγεται στον βασικό τύπο για τον υπολογισμό της ποσότητας θερμικής ενέργειας που χάνεται:

Qconstructor = 1 / R * (Tv-Tn) * S * (1 + Σβ), R = δ / λ; Οπου:

• Ρ - θερμική αντίσταση του υλικού κατασκευής, m. Sq. ° C / W,
• δ - θερμική αγωγιμότητα του υλικού κατασκευής, W / m ° C) ·
• λ - πάχος του υλικού κατασκευής, m
• μικρό - το εμβαδόν του εξωτερικού φράχτη, τετραγωνικά μέτρα.
• Τηλεόραση - θερμοκρασία εσωτερικού αέρα, ° C,
• Τ - η χαμηλότερη θερμοκρασία του αέρα τη χειμερινή περίοδο, ° С ·
• β - απώλεια θερμότητας, η οποία εξαρτάται από τον προσανατολισμό του κτιρίου.

Εάν ο σχεδιασμός αποτελείται από διάφορα υλικά, για παράδειγμα, από έναν τοίχο από τούβλα με μόνωση, η τιμή θερμικής αντίστασης R υπολογίζεται ξεχωριστά για καθένα από αυτά τα υλικά και στη συνέχεια αθροίζεται.

Οι απώλειες θερμότητας ανάλογα με τον προσανατολισμό του κτιρίου επιλέγονται ανάλογα με το πού προσανατολίζεται το στοιχείο κλεισίματος

• προς τη βόρεια πλευρά - β = 0,1;
• προς τα δυτικά ή νοτιοανατολικά - β = 0,05;
• προς νότο και αν το νοτιοδυτικό - β = 0.

Ο υπολογισμός των απωλειών θερμότητας μέσω των στοιχείων των δομών εγκλεισμού πραγματοποιείται για κάθε δωμάτιο στο κτίριο, και στη συνέχεια αθροίζοντας, λαμβάνουν την προβλεπόμενη συνολική απώλεια θερμότητας σε αυτό. Μετά από αυτό, προχωρούν στον υπολογισμό στο διπλανό δωμάτιο. Ως αποτέλεσμα αυτής της εργασίας, ο ιδιοκτήτης του σπιτιού θα είναι σε θέση να εντοπίσει τρόπους μέγιστης διαρροής θερμότητας και να εξαλείψει τις αιτίες της εμφάνισής τους.

Υπολογισμός της θερμότητας που δαπανάται για τη θέρμανση του αέρα εξαερισμού

Η ποσότητα θερμότητας που δαπανάται για τη θέρμανση του αέρα εξαερισμού σε ορισμένες περιπτώσεις φτάνει το 30% της συνολικής απώλειας ενέργειας θερμότητας. Αυτή είναι μια αρκετά μεγάλη τιμή, η οποία δεν είναι σωστό να αγνοηθεί. Για τον υπολογισμό της ποσότητας θερμότητας που θα πρέπει να δαπανηθεί για τη θέρμανση του αέρα τροφοδοσίας, χρησιμοποιείται ο τύπος:

Qtrain = c * m * (Tv-Tn)όπου:

• ντο - η θερμική ικανότητα του μείγματος αέρα, η τιμή του οποίου είναι 0,28 W / kg ° C,
• Μ - ρυθμός ροής μάζας αέρα που εισέρχεται στο δωμάτιο από το δρόμο, kg.

Η ροή μάζας αέρα που εισέρχεται στο δωμάτιο από το εξωτερικό προσδιορίζεται υποθέτοντας ότι ο αέρας ενημερώνεται σε όλο το σπίτι μία φορά κάθε ώρα. Σε αυτήν την περίπτωση, προσθέτοντας τους όγκους όλων των δωματίων, λαμβάνουν την ογκομετρική ροή αέρα. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας την τιμή της πυκνότητας του αέρα, ο όγκος του μεταφέρεται στη μάζα. Εδώ είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη το γεγονός ότι η πυκνότητα του αέρα εξαρτάται από τη θερμοκρασία του.

Παροχή θερμοκρασίας αέρα ºС	– 25	– 20	– 15	– 10	-5	0	+ 5	+ 10
Πυκνότητα, kg / m3	1,422	1,394	1,367	1,341	1,316	1,290	1,269	1,247

Αντικαθιστώντας όλες τις γνωστές τιμές στον παραπάνω τύπο, προσδιορίστε την ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για τη θέρμανση του αέρα παροχής.

Συνηθισμένα σφάλματα

Ο υπολογισμός ενός αυτόνομου συστήματος θέρμανσης είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που αποτελείται από διάφορες διασυνδεδεμένες, σταδιακές διαδικασίες:

1. Υπολογισμός της απώλειας θερμότητας του αντικειμένου.
2. Προσδιορισμός του καθεστώτος θερμοκρασίας των επιμέρους δωματίων και του κτηρίου στο σύνολό του.
3. Υπολογισμός της ισχύος των μπαταριών θέρμανσης καλοριφέρ.
4. Υδραυλικός υπολογισμός του συστήματος θέρμανσης.
5. Υπολογισμός της ισχύος του λέβητα θέρμανσης.
6. Προσδιορισμός του συνολικού όγκου του αυτόνομου συστήματος θέρμανσης.

Ο θερμικός υπολογισμός ενός συστήματος θέρμανσης δεν είναι θεωρητική έρευνα, αλλά ένα ακριβές και λογικό αποτέλεσμα, η πρακτική εφαρμογή του οποίου θα σας επιτρέψει να επιλέξετε σωστά όλα τα απαραίτητα εξαρτήματα και να εξοπλίσετε ένα αποτελεσματικό σύστημα θέρμανσης που λειτουργεί χωρίς προβλήματα για πολλά χρόνια.

Το κύριο λάθος που έκαναν πολλοί ιδιοκτήτες ιδιωτικών σπιτιών είναι να αγνοήσουν κάποια στάδια του υπολογισμού. Πιστεύουν ότι για την επίλυση του προβλήματος αρκεί να επιλέξετε έναν πιο ισχυρό λέβητα, εστιάζοντας μόνο στα δεδομένα ενός κατά προσέγγιση υπολογισμού της χωρητικότητάς του από την περιοχή του δωματίου. Μια τέτοια προσέγγιση είναι γεμάτη με υπερβολικό κόστος λειτουργίας και συχνά οδηγεί στο γεγονός ότι ο λέβητας θα λειτουργεί συνεχώς, οι μπαταρίες καλοριφέρ θα είναι ζεστές και ο χώρος θα είναι κρύος. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απαραίτητο να επιστρέψετε στην αρχική κατάσταση και να κάνετε έναν πλήρη υπολογισμό του συστήματος θέρμανσης. Μόνο μετά από αυτό μπορούμε να αρχίσουμε να εξαλείφουμε τις ελλείψεις που προκαλούνται από κρίσιμα σφάλματα στους υπολογισμούς.