Parametri e metodi di base per il calcolo del riscaldamento

GOST R 54860-2011 regola la necessità di calcoli nell'organizzazione delle comunicazioni di fornitura di calore. Prima di organizzare la linea, il proprietario deve determinare i parametri necessari della caldaia e delle batterie. Il calcolo del riscaldamento viene inoltre eseguito per stabilire l'efficienza energetica dell'apparecchiatura e la probabile perdita di calore.

Parametri di progettazione

La tecnologia di calcolo consente di scegliere un sistema termico adatto per potenza e lunghezza per una casa o un appartamento. Il calcolo si basa su diversi valori iniziali:

• l'area dell'edificio, la sua altezza dal soffitto al pavimento, volume interno;
• tipo di oggetto e presenza di altri edifici vicini;
• materiali per la costruzione di tetto, pavimento e soffitto;
• il numero di aperture di porte e finestre;
• uso previsto di parti della casa;
• la durata della stagione di riscaldamento e la temperatura media in un determinato periodo;
• caratteristiche di rosa dei venti e geografia;
• temperatura ambiente probabile;
• specifiche dei luoghi di connessione a gas, comunicazioni elettriche e approvvigionamento idrico.

L'isolamento di porte, finestre e pareti è obbligatorio.

Calcoli del volume della stanza

Il calcolo per il riscaldamento, effettuato dal volume dello spazio abitativo, è notevole per l'accuratezza dei dati. È consigliabile considerarlo come un esempio: una casa di 80 m2 nella regione di Mosca con un'altezza del soffitto di 3 m, 6 finestre e 2 porte che si aprono verso l'esterno. L'algoritmo delle azioni sarà il seguente:

1. Calcolo del volume totale di costruzione. I parametri di ogni stanza sono riassunti o viene utilizzato il principio generale - 80x3 = 240 m3.
2. Contando il numero di aperture rivolte verso l'esterno - 6 finestre + 2 porte = 8.
3. Determinazione del coefficiente regionale per la regione di Mosca, correlata alla zona centrale della Federazione Russa. Sarà uguale a 1.2. Il valore per altre regioni è riportato nella tabella.

Regione	Caratteristiche del periodo invernale	Coefficiente
Territorio di Krasnodar, Costa del Mar Nero	Clima caldo praticamente senza freddo	0,7-0,9
Midland e nord-ovest	Inverni moderati	1,2
Siberia	Inverni rigidi e gelidi	1,5
Yakutia, Chukotka, Estremo Nord	Clima estremamente freddo	2

4. Contando per un cottage di campagna. Il primo valore ottenuto viene moltiplicato per 60: 240x60 = 14.400.
5. Moltiplicazione per emendamento regionale. 14 400x1,2 = 17 280.
6. Moltiplicando il numero di finestre per 100, porte per 200 e sommando il risultato: 6x100 + 2x200 = 1000.
7. Aggiunta dei dati ottenuti nelle fasi n. 5 e n. 6: 17 280 + 1000 = 18 280.

La potenza del sistema di riscaldamento sarà di 18.280 W esclusi i materiali delle pareti portanti, i pavimenti e le caratteristiche di isolamento termico della casa. Nei calcoli, non esiste alcuna correzione per la ventilazione naturale, quindi il risultato sarà approssimativo.

Calcoli per il numero di piani

I residenti di un condominio pagano le utenze, a seconda del numero di piani. Più alta è la casa, più economico è il riscaldamento. Per questo motivo, il calcolo del sistema di riscaldamento è legato all'altezza dei soffitti:

• non più di 2,5 m - coefficiente 1;
• da 3 a 3,5 m - coefficiente 1,05;
• da 3,5 a 4,5 - coefficiente 1,1;
• da 4,5 - coefficiente 2.

È possibile calcolare le comunicazioni con la formula N = (S * H ​​* 41) / Cdove:

• N - numero di sezioni del radiatore;
• S è l'area della casa;
• C - il passaporto termico di una batteria è indicato nel passaporto;
• N - altezza della stanza;
• 41 watt - calore speso per il riscaldamento di 1 m3 (valore empirico).

Nel calcolo, vengono presi in considerazione anche il piano della residenza, la posizione delle stanze, la presenza della soffitta e il suo isolamento termico.

Per una stanza al piano terra di un edificio a tre piani, viene fissato un coefficiente di 0,82.

Selezione di una caldaia per riscaldamento

Le unità di riscaldamento, a seconda dello scopo, sono monocircuito e doppio circuito, possono essere installate a parete e pavimento. Le caldaie variano anche in base al tipo di combustibile.

Modifiche al gas

I produttori producono vari dispositivi, quindi quando si sceglie è necessario prestare attenzione ai seguenti fattori:

• Lo scopo dell'installazione delle comunicazioni di riscaldamento. Le opzioni a circuito singolo sono utilizzate per il riscaldamento, il doppio circuito con una caldaia integrata da 150-180 litri può fornire alla casa acqua calda e riscaldarla.
• Il numero di scambiatori di calore modello a doppio circuito. L'unico elemento bitermico riscalda contemporaneamente l'acqua come vettore di calore e come risorsa ACS. Nelle versioni con due, il riscaldamento primario viene utilizzato per il riscaldamento, il secondario - per riscaldare il sistema di acqua calda sanitaria.
• Materiale scambiatore di calore. La ghisa accumula calore per lungo tempo e non è soggetta a corrosione, l'acciaio è praticamente insensibile alle variazioni di temperatura.
• Tipo di camera di combustione. La camera aperta funziona a tiraggio naturale, quindi la caldaia necessita di un locale separato con una buona ventilazione. Un'unità chiusa rimuove i prodotti della combustione attraverso un camino orizzontale coassiale.
• Caratteristiche di accensione. Nella modalità di accensione elettrica, lo stoppino brucerà costantemente, ma l'apparecchiatura ha bisogno di elettricità per funzionare. I modelli con accensione piezoelettrica sono indipendenti, ma vengono accesi manualmente.

Le unità a gas a condensazione con un economizzatore d'acqua differiscono per prestazioni, ma la carica del carburante è quasi raddoppiata.

Modelli elettrici

I dispositivi sono caratterizzati da un funzionamento quasi silenzioso, compattezza e funzionamento sicuro. I proprietari di case e cottage possono acquistare modifiche:

• Su elementi riscaldanti tubolari. I dispositivi con un elemento riscaldante sono adatti per il montaggio a parete, sono automatizzati, ma spesso si rompono a causa della scala.
• Sugli elettrodi. Piccoli dispositivi collegati al circuito di due o più batterie. La caldaia è efficiente, dotata di impostazioni di temperatura, ma è sensibile al liquido di raffreddamento.
• Induzione. Dotati di un sistema di protezione dal surriscaldamento, riscaldano rapidamente il liquido di raffreddamento, con un'efficienza del 97%.

Le caldaie a induzione sono apparecchiature costose.

Unità combinate

Riscaldano qualsiasi area, possono funzionare in modalità universale e su due o tre tipi di carburante. Il tipo di alimentazione è selezionato dall'utente:

• combustibile solido + gas;
• combustibile solido + elettricità;
• gas + elettricità;
• gas + diesel.

Un tipo di risorse di combustibile è il principale, il secondo - ausiliario, che non riscalda la casa, ma mantiene solo le normali condizioni di temperatura.

Caldaie a combustibile solido

Lavorano su legno, segatura, carbone, coke, bricchette speciali, sono sicuri e facili da usare. Per una casa privata, puoi scegliere le unità:

• Classico. Funzionano secondo il principio della combustione diretta, è necessario riempire il forno ogni 5-6 ore.
• Pirolisi. Funzionano secondo il principio del gas residuo dopo la combustione in una camera speciale. Il rifornimento di carburante viene effettuato ogni 12-14 ore.

I dispositivi richiedono un camino con un buon tiraggio, sono collocati in una stanza separata. L'utente deve pulire periodicamente la camera di combustione di fuliggine e catrame.

Dispositivi a combustibile liquido

Funzionano con gasolio, quindi sono collocati in una stanza separata. Il locale caldaia è dotato di una cappa e un sistema di ventilazione di alta qualità. L'olio combustibile viene immagazzinato in contenitori sigillati in una stanza separata. Tutti i dispositivi a combustibile liquido sono automatizzati, produttivi e dotati di elevata potenza.

Caratteristiche del calcolo della perdita di calore

Molto spesso, il calore dipende dal materiale del pavimento e delle superfici del soffitto, dalle pareti, dal numero di aperture e dalle caratteristiche dell'isolamento. Il riscaldamento autonomo può essere calcolato tenendo conto delle perdite di calore in una casa privata usando l'esempio di una stanza d'angolo con una superficie di 18 m2 e 24,3 m3 di volume. Si trova al 1 ° piano, ha soffitti di 2,75 m, nonché 2 pareti esterne in legno di 18 cm di spessore con rivestimento in cartongesso e carta da parati. La stanza ha 2 finestre con parametri di 1,6x1,1 m Il pavimento è in legno, isolato, con un sottofondo.

Calcolo della superficie:

• Parete esterna senza finestre - S1 = (6 + 3) x 2.7 - 2 × 1.1 × 1.6 = 20.78 m2.
• Windows - S2 = 2 × 1,1 × 1,6 = 3,52 m2.
• Sesso - S3 = 6 × 3 = 18 m2.
• Soffitto - S4 = 6 × 3 = 18 m2.

Calcolo della perdita di calore delle superfici, Q1:

• Parete esterna - S1 x 62 = 20.78 × 62 = 1289 W.
• Windows: S2 x 135 = 3 × 135 = 405 watt.
• Soffitto - Q4 = S4 x 27 = 18 × 27 = 486 W.

Calcolo della perdita di calore totale sommando i dati. Q5 = Q + Q2 + Q3 + Q4 = 2810 watt.

La perdita di calore totale di una stanza in una giornata fredda è di -2,81 kW, ovvero viene fornita la stessa quantità di calore in più.

Calcolo idraulico

Puoi calcolare l'idraulica per il riscaldamento posata in una casa privata se conosci:

• configurazione della linea, tipo di tubazione e raccordi;
• diametro del tubo nelle sezioni principali;
• parametri di pressione in varie zone;
• perdita di pressione del portatore di calore;
• Il metodo di collegamento idraulico degli elementi del riscaldamento principale.

Ad esempio, è possibile utilizzare la linea di gravità a due tubi con i parametri:

• carico termico di progetto - 133 kW;
• temperatura - tg = 750 gradi, tо = 600 gradi;
• Portata stimata - 7,6 metri cubi all'ora;
• modalità di collegamento alla caldaia - distributore idraulico orizzontale;
• temperatura costante mantenuta dall'automazione durante tutto l'anno - 800 gradi;
• la presenza di un regolatore di pressione - all'ingresso di ciascuna delle valvole;
• tipo di conduttura - distribuzione metallo-plastica, acciaio per fornitura di calore.

Per la comodità dei calcoli, è possibile utilizzare diversi programmi online o una calcolatrice speciale. HERZ C.O. 3.5 considera il metodo di perdita di pressione lineare DanfossCO è adatto per sistemi con circolazione naturale. Nei calcoli, è necessario selezionare i parametri per la temperatura - gradi Kelvin o Celsius.

Diametro del tubo

La differenza tra la temperatura del refrigerante raffreddato e quello caldo nel sistema a due tubi è di 20 gradi. L'area della stanza è di 18 quadrati, soffitti alti 2,7 m, circuito di riscaldamento a circolazione forzata. I calcoli vengono effettuati come segue:

1. Definizione dei dati medi. Il consumo di energia è di 1 kW per 30 m3, la riserva di potenza termica è del 20%.
2. Calcolo del volume della stanza. 18 x 2,7 = 48,6 m³.
3. Determinazione dei costi di alimentazione. 48,6 / 30 = 1,62 kW.
4. Cerca la riserva di carica nella stagione fredda. 1,62x20% = 0,324 kW.
5. Calcolo della potenza totale. 1,62 + 0,324 = 1,944 kW.

I diametri dei tubi adeguati possono essere determinati dalla tabella.

Potere totale	Velocità del liquido di raffreddamento	Diametro del tubo
1226	0,3	8
1635	0,4	10
2044	0,5	12
2564	0,6	15
2861	0,7	20

Selezionare il valore della potenza totale il più vicino possibile al risultato del calcolo.

Parametri di pressione

La perdita di pressione totale è la perdita di pressione in ogni sezione. Questo valore viene calcolato come la somma delle perdite per attrito del refrigerante mobile e della resistenza locale. Algoritmo di conteggio:

1. Cerca la pressione locale nell'area usando la formula di Darcy-Weisbach.
2. Cerca il coefficiente di attrito idraulico con la formula di Alshutl.
3. Utilizzo di dati tabulari basati sul materiale del tubo.

Diametro esterno mm	Coefficiente di perdita per attrito	La velocità del liquido di raffreddamento, kg / h	Perdite locali, kg / h
Tubo d'acciaio
13,5	5,095	229,04	0,0093
17	3,392	439,1	0,0025
21,3	2,576	681,74	0,0010
Tubo elettrico
57	0,563	7193,82	0,0000094
76	0,379	13 552,38	0,0000026
Tubo in polietilene
14	2,328	276,58	0,0063
16	1,853	398,27	0,0030
18	1,528	542,1	0,0016
20	1,293	708,04	0,00097

Chilogrammi all'ora possono essere convertiti in litri al minuto.

Collegamento idraulico

Il collegamento idraulico è un passaggio necessario per uniformare le perdite d'acqua. I calcoli vengono effettuati sulla base del carico di progetto, della resistività e dei parametri tecnici dei tubi, della resistenza locale delle sezioni. Sarà inoltre necessario considerare le caratteristiche di installazione delle valvole.

Algoritmo per il calcolo della tecnologia delle caratteristiche di resistenza:

1. Calcolo delle perdite di carico per 1 kg / h di liquido di raffreddamento. Sono misurati in ∆P, Pa e sono proporzionali al quadrato della portata d'acqua nella sezione G, kg / h.
2. Utilizzando il coefficiente di resistenze locali e sommando tutti i parametri.

Informazioni e pressione dinamica del tubo sono disponibili nelle istruzioni del produttore.

Caratteristiche del conteggio del numero di radiatori

Per calcolare il numero di elementi del radiatore, è necessario tenere conto del volume dell'edificio, delle sue caratteristiche di design, del materiale della parete e del tipo di batterie. Ad esempio: una casa a pannelli con un flusso di calore di 0,041 kW. È necessario calcolare il numero di batterie per una stanza 6x4x4,5 m.

Algoritmo di calcolo:

1. Determinare il volume di una stanza. 6x4x2,5 = 60 m3.
2. Moltiplicare l'area della stanza per il flusso di calore per calcolare la quantità ottimale di energia termica Q. 60 × 0, 041 = 2.46 kW.
3. Cercare il numero di sezioni N. Dividere il risultato del passaggio n. 2 per il flusso di calore di un radiatore. 2.46 / 0.16 = 15.375 = 16 sezioni.
4. La scelta dei parametri del radiatore dalla tabella.

Materiale	Potenza di una sezione, W	Pressione di esercizio, MPa
ghisa	110	6-9
alluminio	175-199	10-20
tubolare d'acciaio	85	6-12
bimetallico	199	35

La durata più lunga sulla linea di ghisa è di 10 anni.

Calcolo della potenza della caldaia

Il calcolo del calore utile per il riscaldamento di ogni stanza comporta il calcolo della potenza del sistema di riscaldamento. Riconoscendolo, è possibile creare il regime di temperatura ottimale. La potenza della caldaia è calcolata dalla formula W = S x Wud / 10dove:

• S - un indicatore dell'area della stanza;
• Wud - parametri di potenza specifici per 10 metri cubi di spazio.

L'indicatore di alimentazione specifico dipende dalla regione di residenza. Si può trovare sul tavolo:

Regione	Potenza specifica, W
Centrale	1,25-1,55
Settentrionale	1,54-2,1
Sud	0,75-0,94

Un esempio di calcolo della potenza termica di una caldaia collegata a un sistema di riscaldamento per una stanza di 100 quadrati nella regione centrale sarà: 100x1,25 / 10 = 12 kW.

Viene spesso utilizzato un calcolo approssimativo: una caldaia con una capacità di 10 kW riscalda 100 m2.

Come scegliere gli apparecchi di riscaldamento

Nella progettazione esterna, gli apparecchi di riscaldamento sono simili, ma durante la selezione, è necessario prendere in considerazione le caratteristiche di progettazione.

Dispositivi di convezione

I riscaldatori generano rapidamente calore attraverso la circolazione dell'aria. Nella parte inferiore dei convettori sono presenti aperture per l'aspirazione dell'aria, all'interno dell'alloggiamento è presente un elemento riscaldante, i flussi di riscaldamento. L'apparecchiatura di convezione è:

• Gas: si collega alla linea principale della casa o del cilindro. Le unità sono efficienti dal punto di vista energetico, ma la loro installazione deve essere coordinata con le autorità di regolamentazione.
• Acqua - si collega in basso o lateralmente, si riscalda rapidamente. I dispositivi non sono adatti per ambienti con soffitti alti.
• Elettrico - collegato alla rete, ha un'efficienza fino al 95%, a basso rumore. Il rovescio della medaglia è l'elevato consumo di energia.

1 kW / h di energia viene speso per il riscaldamento di 10 m2 di superficie mediante convettori.

Sistemi di radiatori

Sono collegati alle linee di riscaldamento nel modo inferiore, laterale o universale. Realizzato con i seguenti materiali:

• Alluminio: leggero, a riscaldamento rapido, resistente al calore. La connessione filettata della valvola di aspirazione superiore è di scarsa qualità.
• Bimetal - dotato di anima in acciaio e corpo in alluminio. Resistere ad alta pressione, ma sono costosi.
• Ghisa - caratterizzata da elevata capacità termica e lungo raffreddamento.Gli svantaggi dei dispositivi includono riscaldamento lento e peso elevato.

Le batterie in alluminio non resistono alle fluttuazioni di pressione e non sono adatte per gli appartamenti.

Installazioni di radiatori convettivi

Sono realizzati collegando un pavimento riscaldato ad acqua e radiatori e vengono utilizzati nelle case di campagna nelle regioni server. Efficace nell'angolo di riscaldamento o nelle stanze vetrate. Sotto le finestre, è possibile installare batterie sezionali (4-16 celle) o pannello (corpo solido). I caldi pavimenti del primo piano sono rivestiti con piastrelle di ceramica, il secondo - con qualsiasi materiale.

Regole per l'installazione dei riscaldatori

I requisiti di installazione normativa sono prescritti in diversi SNiP e includono:

1. Monitoraggio di sicurezza della temperatura dei radiatori - non più di 70 gradi.
2. Rimozione delle batterie a 10 cm dal lato del muro, 6 cm dal pavimento, 5 cm dal fondo del muro, 2,5 cm dall'intonaco.
3. La presenza di un flusso di calore nominale è inferiore di 60 W rispetto a quella calcolata.
4. Effettuare connessioni all'interno della stessa stanza.
5. Esistenza di accessori di regolazione automatica nei locali e regolazione manuale in bagni, bagni, spogliatoi, magazzini.
6. Conformità alla pendenza dell'eyeliner mediante il movimento del liquido di raffreddamento di 5-10 mm.
7. Collegamento filettato di dispositivi in ​​alluminio e rame.
8. Riempimento costante del sistema con liquido di raffreddamento.

I documenti hanno anche rilevato la necessità di ispezioni e pulizie periodiche dei dispositivi dalla polvere prima dell'inizio del periodo di riscaldamento e una volta ogni 3-4 mesi durante il funzionamento.

Il calcolo termico per le comunicazioni di riscaldamento viene eseguito singolarmente. L'efficienza energetica, la sicurezza e la facilità d'uso del sistema dipendono dall'accuratezza e accuratezza dei calcoli.