O projeto de qualquer sistema de aquecimento começa com o cálculo de seus principais parâmetros. Antes de tudo, isso diz respeito à carga ideal no suprimento de calor. Portanto, antes de comprar o equipamento necessário, é necessário calcular a potência do sistema de aquecimento: caldeiras, radiadores, bombas, baterias.
Por que o aquecimento é necessário?
A tarefa decisiva de realizar cálculos é otimizar outras despesas. A potência mínima exigida da caldeira de aquecimento afetará diretamente o consumo de energia. Mas a economia deve estar dentro da razão.
O principal objetivo do suprimento de calor é manter um nível de temperatura confortável em instalações residenciais. Isso é afetado pela potência nominal dos radiadores de ferro fundido, pelas perdas de calor do edifício e pelos parâmetros da caldeira.
Para a seleção correta do equipamento deve calcular corretamente seus parâmetros. Isso pode ser feito usando programas especializados ou independentemente, usando certas fórmulas.
Além disso, os especialistas recomendam calcular a capacidade da caldeira de aquecimento e outros componentes do sistema para o seguinte:
- Planejamento de custos de equipamentos. Quanto maior a potência nominal da caldeira ou a transferência de calor da bateria, maior o seu custo. Como resultado, isso afetará o orçamento de todo o evento na organização do fornecimento de calor;
- Programação correta da carga no sistema. O cálculo correto da potência da bomba para aquecimento permitirá descobrir a carga máxima e mínima no equipamento ao alterar fatores externos - temperatura externa, nos cômodos da casa;
- Atualização do sistema. Se houver grandes custos de aquecimento, reduzi-los é uma prioridade para minimizar a manutenção. Para fazer isso, você precisa calcular a energia da bateria de aquecimento e de outros componentes.
Tendo decidido que, sem calcular os dados básicos, é impossível prosseguir com a aquisição de material e acessórios para organizar o suprimento de calor, você deve escolher métodos de cálculo. Primeiro, as características de cada componente são reconhecidas individualmente - a caldeira, a bomba do radiador. Em seguida, seus parâmetros são inseridos no programa de aquecimento e verificados novamente. Pelo mesmo método, é feito o cálculo do aquecimento da estufa.
O tipo de transportador de energia usado afeta o cálculo da potência de uma caldeira de aquecimento a gás. Deve-se decidir antecipadamente qual tipo de gás será usado - principal ou liquefeito.
Determinação da perda de calor em casa
Na primeira etapa, é necessário calcular corretamente a quantidade de calor que passará pelas paredes externas, janelas e portas do edifício. O trabalho do suprimento de calor deve compensar essas perdas e, com base nos dados obtidos, será realizado um cálculo adicional da capacidade da bomba de circulação para aquecimento, caldeira e baterias.
O parâmetro determinante é a resistência à transferência de calor de paredes e estruturas de janelas. Este é o indicador inverso da condutividade térmica dos materiais. É impossível fazer uma seleção da potência de uma caldeira de aquecimento sem conhecer esses valores. Portanto, antes de iniciar os cálculos, você deve descobrir a espessura das paredes e o material do qual elas são feitas.
É recomendável que você se familiarize com o conteúdo do SNiP II-3-79 e do SNiP 23-02-2003. Estes documentos indicam os valores padrão de resistência à transferência de calor para várias regiões da Rússia. Conhecendo-os, você pode resolver a questão de como calcular a potência de um radiador de aquecimento.Cada material possui um valor específico de transferência de calor. Os dados sobre os mais comuns para a construção de edifícios residenciais podem ser obtidos em tabelas padrão.
Mas isso não é suficiente para calcular ainda mais a potência dos radiadores de aquecimento de aço. Além disso, você precisará descobrir a espessura de cada tipo de material usado na construção de paredes. A proporção deste valor para o coeficiente de transferência de calor será o valor desejado:
R = D / λ
Onde R - resistência à transferência de calor;D - espessura do material;Λ - resistência à transferência de calor.
No futuro, isso será usado para calcular a capacidade necessária da caldeira de aquecimento. Esta etapa de cálculo é recomendada. Somente sabendo a resistência real das paredes você pode determinar a potência nominal de todo o sistema de aquecimento.
Durante o cálculo, a característica da rosa dos ventos de cada região específica não é levada em consideração. Os dados nele afetam o cálculo apenas para arranha-céus.
Características do cálculo da potência de várias caldeiras de aquecimento
Para a seleção correta da potência da caldeira de aquecimento, é determinado previamente com o local da instalação, o tipo de sistema de suprimento de calor (aberto, fechado) e o tipo de combustível utilizado. Além disso, a área total da casa e seu volume são levados em consideração. Esses dados permitirão que você faça cálculos de várias maneiras.
O método mais simples para calcular a potência nominal dos equipamentos de aquecimento é usar apenas a área da casa. Para isso, é adotada uma proporção padrão de que, para aquecer 10 m² de uma sala, é necessário gastar 1 kW de energia térmica. Este método funciona apenas para edifícios com bom isolamento térmico e altura de teto padrão. Sua desvantagem é um grande erro. Assim, para uma casa com uma área de 150 m², de acordo com o cálculo, a potência da caldeira de aquecimento precisará escolher um modelo de 15 kW.
Além disso, é aplicado um fator de correção, que depende da localização do edifício. Em seguida, a fórmula final para calcular a potência de uma caldeira de aquecimento a gás terá a seguinte aparência:
W = (S / 10) * K
Onde W - potência nominal da caldeira;S - área da casa;K - fator de correção.
Para as regiões centrais da Rússia, K = 0,13; para as latitudes do norte do ego, o valor varia de 0,15 a 0,2. Ao selecionar a capacidade da caldeira de suprimento de calor para as regiões sul, K = 0,08.
Cálculos exatos só podem ser feitos após uma determinação preliminar do coeficiente de transferência de calor das paredes. Esta técnica foi descrita acima. Primeiro, encontramos a diferença de temperatura entre o ar aquecido na rua e na casa - Δt. Então é necessário determinar a perda de calor. Eles são encontrados pela fórmula:
P = Δt / R
Onde R - perda de calor em casa;Δt - diferença de temperatura;R - coeficiente de resistência à transferência de calor.
Além disso, para calcular a potência de uma caldeira de aquecimento a gás, é necessário multiplicar a área das paredes externas por perda de calor. Por exemplo, em uma casa com uma área de parede de 127 m², o coeficiente de resistência à transferência de calor é de 0,502. O valor ideal de Δt deve ser 55. Nesse caso, a perda de calor por 1 m² será igual a:
P = 55 / 0,505 = 108 W / m²
Com base nisso, você pode calcular a capacidade da caldeira de aquecimento:
W = 127 * 108 = 13,7 kW
No futuro, a carga no sistema de aquecimento é determinada em vários valores de Δt. Recomenda-se escolher um modelo de equipamento com uma pequena margem de energia - 10-15%. Isso expandirá o suprimento de calor sem substituir a caldeira e os radiadores.
Para apartamentos com isolamento normal, você pode medir a proporção de 41 watts de calor por 1 m³ de espaço em uma casa-painel e 38 watts em um prédio de tijolos. Se as paredes foram isoladas, você precisará fazer o cálculo acima.
Cálculo da potência dos radiadores e radiadores
Mas, além da caldeira, o desempenho do suprimento de calor é afetado pelas características técnicas de outros componentes. Portanto, você precisa saber como calcular a energia da bateria de aquecimento.De fato, há uma transferência térmica de energia da água quente para o ar na sala.
Para calcular a potência do aquecimento das baterias, é necessário determinar sua transferência de calor. Este é o nome do processo de transferência de calor de um corpo aquecido para o ar em uma sala. Existem vários fatores que influenciam esse indicador. O principal é o material de fabricação. Quanto menor a resistência à transferência de calor da bateria, menor a perda de calor. No entanto, junto com isso, o efeito do armazenamento de energia deve ser levado em consideração. Isso é observado em estruturas de ferro fundido. Como para calcular a potência da bateria de aquecimento, é necessário saber o nível de preenchimento com água quente - a área total da estrutura deve ser calculada. A transferência total de calor também depende disso.
Para cálculos, é necessário determinar Δt pela seguinte fórmula:
Δt = ((Тпод-Тобр) / 2) -Тпом
Onde Tpod, Tobr e Tpom - temperaturas na tubulação de retorno, retorno e dentro de casa.
Para calcular a potência dos radiadores de aquecimento de ferro fundido, você precisará do coeficiente de condutividade térmica de um material específico e da área total de estruturas. O primeiro pode ser retirado de tabelas padrão. Para modelos bimetálicos, o cálculo da potência do radiador de aquecimento leva em consideração os núcleos de aço das tubulações e a superfície de aquecimento de alumínio.
O cálculo é realizado de acordo com a seguinte fórmula:
Q = Δt * k * S
Onde Q - calor específico do radiador;PARA - coeficiente de condutividade térmica;S - área total da estrutura.
Assim, você pode calcular a energia da bateria de aquecimento. No entanto, na prática, isso é difícil, pois vários fatores permanecem desconhecidos - a espessura real da parede, elementos adicionais usados na fabricação. Além disso, no cálculo da capacidade da bateria de suprimento de calor, as perdas de calor na sala não são levadas em consideração.
A maioria dos fabricantes indica a potência nominal no passaporte do radiador. Mas isso é feito apenas para um modo térmico de aquecimento. Portanto, considerando os dados do passaporte do produto, você pode calcular com precisão a potência do radiador de suprimento de calor.
As taxas reais de transferência de calor da bateria dependem da instalação correta. Ao calcular a potência dos radiadores de aquecimento de aço, sua localização em relação ao peitoril da janela, piso e paredes da sala não é levada em consideração.
Cálculo da potência da bomba de circulação
Em sistemas fechados de suprimento de calor, a circulação de fluido é forçada. Antes de calcular a potência da bomba para aquecimento, é necessário elaborar um esquema de fornecimento de calor. Somente depois disso podemos começar a calcular.
Existem vários parâmetros que determinam as principais características deste componente de aquecimento. A bomba visa aumentar a velocidade do líquido de refrigeração no sistema. Além disso, não deve criar cargas hidráulicas excessivas, aumentar o ruído. É por isso que é tão importante calcular corretamente a potência da bomba para aquecimento.
Para executar os cálculos, você precisa descobrir as seguintes características do equipamento:
- atuação. Caracteriza a quantidade de calor transferido por unidade de tempo através de tubulações usando uma bomba de circulação;
- Resistência hidráulica. São perdas de pressão na rede elétrica, devido ao atrito da água na superfície interna dos componentes do suprimento de calor. Ao calcular a potência da bomba para aquecimento, esse indicador é um dos determinantes, uma vez que a vazão do líquido de refrigeração depende dele;
- Consumo de energia. É indicado pelo fabricante no passaporte do dispositivo. É determinado pelas características do motor elétrico conectado ao rotor da bomba.
No primeiro estágio do cálculo da potência da bomba de circulação para aquecimento, o desempenho deve ser calculado. Para fazer isso, você precisa descobrir a saída de calor necessária do sistema de suprimento de calor. Os cálculos de desempenho são realizados de acordo com a seguinte fórmula:
Q = (0,86 * R) / (Tpod-Tob)
Onde Q - desempenho do dispositivo;R - potência térmica estimada, W;Tpod e Para B - temperatura da água nos tubos de aquecimento de alimentação e retorno.
O principal fator que afeta o desempenho da bomba é a energia térmica do sistema. É melhor calculá-lo com a maior precisão possível, para evitar a compra de um dispositivo com parâmetros inadequados. Além disso, o cálculo da potência da bomba para fornecimento de calor é afetado pelas características do líquido de refrigeração. No caso de anticongelante, o indicador nominal deve ser aumentado em 10-15%, pois sua densidade é muito maior que a da água destilada.
A resistência hidráulica da bomba de circulação é determinada pela seguinte fórmula:
H = 1,3 * (R1 * L1 + R2 * L2 + ... Z1 + Z2) / 10000
Onde R1 eR2 - perda de pressão nas seções de fornecimento e retorno da linha;L1 e L2 - o comprimento dos gasodutos;Z1 e Z2 - resistência hidráulica dos componentes do sistema.
O último indicador para calcular a potência da bomba para suprimento de calor pode ser obtido no passaporte do dispositivo. Se não houver, é recomendável usar os dados da tabela.
|
Componente de aquecimento |
Resistência hidráulica, Pa |
| Caldeira | 1000 a 2000 |
| Válvula termostática | 5000 a 10000 |
| Misturador | 2000 a 4000 |
| sensor de temperatura | 1000 a 1500 |
Os fabricantes indicam resistência hidráulica na magnitude da coluna de água. Essa. Este é um indicador de energia, capaz de elevar a água em um tubo vertical até um determinado nível.
Ao calcular a potência da bomba de circulação para suprimento de calor, a presença de vários modos de velocidade não é levada em consideração. Embora na prática, usando esta função do dispositivo, você possa otimizar a velocidade do líquido de arrefecimento, equilibrando assim todo o sistema.
É difícil fazer um cálculo preciso do aquecimento de uma casa ou estufa por conta própria? Além dos métodos acima, recomenda-se o uso de programas especializados para fornecimento de calor. Isso verificará os resultados e obterá a precisão máxima dos cálculos.
O vídeo mostra um exemplo de cálculo da potência de aquecimento usando um programa especializado:
