Proiectarea oricărui sistem de încălzire începe cu calcularea parametrilor principali ai acestuia. În primul rând, aceasta se referă la încărcarea optimă a sursei de căldură. Prin urmare, înainte de a achiziționa echipamentul necesar, este necesar să se calculeze puterea sistemului de încălzire: cazane, radiatoare, pompe, baterii.
De ce este necesară încălzirea?
Sarcina decisivă a efectuării calculelor este optimizarea cheltuielilor suplimentare. Puterea minimă necesară a cazanului de încălzire va afecta direct consumul de energie. Dar economiile ar trebui să fie în termeni raționali.
Scopul principal al alimentării cu căldură este menținerea unui nivel de temperatură confortabil în spațiile rezidențiale. Aceasta este afectată de puterea nominală a radiatoarelor din fontă, pierderile de căldură ale clădirii și parametrii cazanului.
Pentru selectarea corectă a echipamentului ar trebui să calculeze corect parametrii săi. Acest lucru poate fi realizat folosind programe specializate sau independent, folosind anumite formule.
În plus, experții recomandă calcularea capacității cazanului de încălzire și a altor componente ale sistemului pentru următoarele:
- Planificarea costurilor echipamentelor. Cu cât este mai mare puterea nominală a cazanului sau transferul de căldură al bateriei, cu atât costul lor este mai mare. Drept urmare, acest lucru va afecta bugetul întregului eveniment la amenajarea alimentării cu căldură;
- Programarea corectă a încărcării pe sistem. Calculul corect al puterii pompei pentru încălzire vă va permite să aflați sarcina maximă și minimă pe echipament atunci când schimbați factorii externi - temperatura în aer liber, în camerele casei;
- Actualizarea sistemului. Dacă există costuri mari de încălzire, reducerea acestora este o prioritate pentru a minimiza întreținerea. Pentru a face acest lucru, trebuie să calculați puterea bateriei de încălzire și a altor componente.
După ce a decis că, fără a calcula datele de bază, este imposibil să procedați la achiziționarea de materiale și accesorii pentru amenajarea alimentării cu căldură, ar trebui să alegeți metodele de calcul. În primul rând, caracteristicile fiecărei componente sunt recunoscute individual - cazanul, pompa radiatorului. Apoi parametrii lor sunt incluși în programul de încălzire și verificați din nou. Prin aceeași metodă se face calculul încălzirii în seră.
Tipul de purtător de energie utilizat afectează calculul puterii unui cazan de încălzire cu gaz. Ar trebui să se decidă în prealabil ce tip de gaz va fi utilizat - principal sau lichefiat.
Determinarea pierderilor de căldură la domiciliu
În prima etapă, este necesar să se calculeze corect cantitatea de căldură care va trece prin pereții exteriori, ferestrele și ușile clădirii. Lucrările furnizării de căldură ar trebui să compenseze aceste pierderi și, pe baza datelor obținute, se va efectua calculul suplimentar al capacității pompei de circulație pentru încălzire, cazan și baterii.
Parametrul determinant este rezistența transferului de căldură a pereților și structurilor ferestrelor. Acesta este indicatorul invers al conductivității termice a materialelor. Este imposibil să faceți o selecție a puterii unui cazan de încălzire fără a cunoaște aceste valori. Prin urmare, înainte de a începe calculele, ar trebui să aflați grosimea pereților și materialul din care sunt făcute.
Este recomandat să vă familiarizați cu conținutul SNiP II-3-79, precum și cu SNiP 23-02-2003. Aceste documente indică valorile standard ale rezistenței la transferul de căldură pentru diferite regiuni din Rusia. Cunoscându-le, puteți rezolva întrebarea cum să calculați puterea unui calorifer de încălzire.Fiecare material are o valoare specifică de transfer de căldură. Datele despre cele mai comune pentru construcția clădirilor rezidențiale pot fi preluate din tabelele standard.
Dar acest lucru nu este suficient pentru a calcula în continuare puterea caloriferelor de încălzire din oțel. În plus, va trebui să aflați grosimea fiecărui tip de material utilizat pentru zidurile de construcție. Raportul acestei valori la coeficientul de transfer de căldură va fi valoarea dorită:
R = D / λ
Unde R - rezistenta la transfer de caldura;D - Grosimea materialului;Λ - rezistența la transfer de căldură.
În viitor, acest lucru va fi utilizat pentru a calcula capacitatea necesară a cazanului de încălzire. Această etapă de calcul este recomandată. Doar știind rezistența reală a pereților puteți determina puterea nominală a întregului sistem de încălzire.
În timpul calculului, trandafirul caracteristic pentru fiecare regiune specifică nu este luat în considerare. Datele despre aceasta afectează calculul doar pentru clădirile înalte.
Caracteristici de calcul al puterii diferitelor cazane de încălzire
Pentru selectarea corectă a puterii cazanului de încălzire, se determină în prealabil cu locația de instalare, tipul sistemului de alimentare cu căldură (deschis, închis) și tipul de combustibil utilizat. În plus, se ia în considerare suprafața totală a casei și volumul acesteia. Aceste date vă vor permite să faceți calcule în mai multe moduri.
Cea mai simplă metodă pentru a calcula puterea nominală a echipamentelor de încălzire este de a utiliza doar zona casei. Pentru aceasta, se ia un raport standard că pentru încălzirea a 10 m² dintr-o cameră este necesar să se cheltuiască 1 kW de energie termică. Această metodă va funcționa numai pentru clădirile cu izolație termică bună și înălțimi standard ale tavanului. Dezavantajul său este o eroare mare. Deci, pentru o casă cu o suprafață de 150 m², conform calculului, puterea cazanului de încălzire va trebui să aleagă un model de 15 kW.
În plus, se aplică un factor de corecție, care depinde de locația clădirii. Atunci formula finală pentru calcularea puterii unui cazan de încălzire cu gaz va arăta astfel:
W = (S / 10) * K
Unde W - puterea nominală a cazanului;S - zona casei;K - factor de corectie.
Pentru regiunile centrale ale Rusiei, K = 0,13; pentru latitudinile nordice ale ego-ului, valoarea variază de la 0,15 la 0,2. La selectarea capacității cazanului de alimentare cu căldură pentru regiunile sudice K = 0,08.
Calculele exacte se pot face numai după o determinare preliminară a coeficientului de transfer de căldură al pereților. Această tehnică a fost descrisă mai sus. În primul rând, găsim diferența de temperatură între aerul încălzit în stradă și în casă - Δt. Atunci este necesar să se determine pierderea de căldură. Se găsesc după formula:
P = Δt / R
Unde R - pierderi de căldură la domiciliu;At - diferenta de temperatura;R - coeficientul de rezistență la transfer de căldură.
Mai mult, pentru a calcula puterea unui cazan de încălzire cu gaz, este necesară înmulțirea zonei pereților exteriori cu pierderi de căldură. Ca exemplu, luăm o casă cu o suprafață de 127 m², coeficientul de rezistență la transferul de căldură este 0,502. Valoarea optimă a Δt ar trebui să fie 55. În acest caz, pierderea de căldură pe 1 m² va fi egală cu:
P = 55 / 0,505 = 108 W / m²
Pe baza acestui lucru, puteți calcula capacitatea cazanului de încălzire:
L = 127 * 108 = 13,7 kW
În viitor, sarcina pe sistemul de încălzire este determinată la diferite valori ale Δt. Se recomandă alegerea unui model de echipament cu o marjă mică de putere - 10-15%. Aceasta va extinde alimentarea cu căldură fără a înlocui centrala și caloriferele.
Pentru apartamentele cu izolație normală, puteți lua raportul de 41 de wați de căldură la 1 m³ de spațiu într-o casă cu panou și 38 de wați într-o clădire din cărămidă. Dacă pereții au fost izolați, va trebui să faceți calculul de mai sus.
Calculul puterii caloriferelor și caloriferelor
Dar, pe lângă cazan, performanțele de alimentare cu căldură sunt afectate de caracteristicile tehnice ale altor componente. Prin urmare, trebuie să știți cum să calculați puterea bateriei de încălzire.De fapt, în cameră există un transfer termic de energie de la apa caldă la aer.
Pentru a calcula puterea bateriilor de încălzire, este necesar să se determine efectiv transferul de căldură al acestora. Acesta este numele procesului de transfer de căldură de la un corp încălzit la aer într-o cameră. Există mai mulți factori care influențează acest indicator. Principalul este materialul de fabricație. Cu cât este mai mică rezistența la transferul de căldură al bateriei, cu atât este mai mică pierderea de căldură. Cu toate acestea, împreună cu aceasta, trebuie să se țină seama de efectul stocării energiei. Acest lucru este observat în structurile din fontă. Întrucât pentru a calcula puterea bateriei de încălzire, este necesar să cunoaștem nivelul de umplere cu apă caldă - ar trebui calculată suprafața totală a structurii. De asemenea, depinde de transferul total de căldură.
Pentru calcule, este necesar să se determine Δt după următoarea formulă:
Δt = ((Тпод-Тобр) / 2) -Тпом
Unde Tpod, Tobr și Tpom - temperaturi în conducta de retur, în interior și în interior.
Pentru a calcula puterea radiatoarelor de încălzire din fontă, veți avea nevoie de coeficientul de conductivitate termică a unui anumit material și de suprafața totală a structurilor. Primul poate fi preluat din tabele standard. Pentru modelele bimetalice, calculul puterii radiatorului de încălzire ține cont de miezurile de oțel ale conductelor și de suprafața de încălzire din aluminiu.
Calculul se efectuează după următoarea formulă:
Q = Δt * k * S
Unde Q - căldura specifică a caloriferului;LA - coeficientul de conductivitate termică;S - suprafața totală a structurii.
În acest fel, puterea bateriei de încălzire poate fi calculată. Cu toate acestea, în practică acest lucru este dificil, întrucât mai mulți factori rămân necunoscuți - grosimea reală a peretelui, elemente suplimentare utilizate în fabricație. De asemenea, la calcularea capacității bateriei de alimentare cu căldură, nu sunt luate în considerare pierderile de căldură din încăpere.
Majoritatea producătorilor indică puterea nominală din pașaportul caloriferului. Dar acest lucru se face doar pentru un singur mod termic de încălzire. Prin urmare, luând ca bază datele de pașaport ale produsului, puteți calcula cu exactitate puterea caloriferului de alimentare cu căldură.
Ratele de transfer de căldură ale bateriei depind de instalarea corectă. Atunci când se calculează puterea radiatoarelor de încălzire din oțel, nu se ține cont de amplasarea lor în raport cu pervazul, podeaua și pereții din cameră.
Calculul puterii pompei de circulație
În sistemele de alimentare cu căldură închise, circulația fluidelor este forțată. Înainte de a calcula puterea pompei pentru încălzire, este necesar să se elaboreze o schemă de alimentare cu căldură. Abia după aceasta putem începe să calculăm.
Există mai mulți parametri care determină principalele caracteristici ale acestei componente de încălzire. Pompa are ca scop creșterea vitezei lichidului de răcire din sistem. În plus, nu ar trebui să creeze sarcini hidraulice excesive, să crească zgomotul. De aceea este atât de important să calculăm corect puterea pompei pentru încălzire.
Pentru a efectua calculele, trebuie să cunoașteți următoarele caracteristici ale echipamentului:
- Performanţă. Caracterizează cantitatea de căldură transferată pe unitate de timp prin conducte folosind o pompă de circulație;
- Rezistență hidraulică. Acestea sunt pierderi de presiune în rețea datorate frecării apei pe suprafața interioară a componentelor de alimentare cu căldură. La calcularea puterii pompei pentru încălzire, acest indicator este unul dintre cele determinante, deoarece debitul lichidului de răcire depinde de acesta;
- Consumul de energie. Este indicat de producător în pașaportul dispozitivului. Este determinat de caracteristicile motorului electric conectat la rotorul pompei.
În prima etapă a calculului puterii pompei de circulație pentru încălzire, trebuie calculată performanța. Pentru a face acest lucru, trebuie să aflați puterea de căldură necesară a sistemului de alimentare cu căldură. Calculele de performanță sunt efectuate după următoarea formulă:
Q = (0,86 * R) / (Tpod-Tob)
Unde Q - performanța dispozitivului;R - puterea termică estimată, W;Tpod și Tob - temperatura apei în conductele de încălzire de alimentare și retur.
Principalul factor care afectează performanța pompei este puterea termică a sistemului. Cel mai bine este să-l calculăm cât mai corect posibil pentru a evita cumpărarea unui dispozitiv cu parametri necorespunzători. De asemenea, calculul puterii pompei pentru alimentarea cu căldură este afectat de caracteristicile lichidului de răcire. În cazul utilizării antigelurilor, indicatorul nominal trebuie crescut cu 10-15%, deoarece densitatea lor este mult mai mare decât cea a apei distilate.
Rezistența hidraulică a pompei de circulație este determinată de următoarea formulă:
H = 1,3 * (R1 * L1 + R2 * L2 + ... Z1 + Z2) / 10000
Unde R1 șiR2 - pierderi de presiune pe secțiunile de alimentare și retur ale liniei;L1 și L2 - lungimea conductelor;Z1 și Z2 - rezistența hidraulică a componentelor sistemului.
Ultimul indicator pentru calcularea puterii pompei pentru alimentarea cu căldură poate fi preluat din pașaportul dispozitivului. Dacă nu există, se recomandă utilizarea datelor din tabel.
|
Componenta de încălzire |
Rezistența hidraulică, Pa |
| Cazan | 1000 până în 2000 |
| Robinet termostatic | 5000 până la 10000 |
| mixer | 2000 - 4000 |
| senzor de temperatura | 1000 la 1500 |
Producătorii indică rezistența hidraulică în mărimea coloanei de apă. Acestea. Acesta este un indicator al puterii care poate ridica apa într-o conductă verticală la un anumit nivel.
Atunci când se calculează puterea pompei de circulație pentru alimentarea cu căldură, prezența mai multor moduri de viteză nu este luată în considerare. Deși în practică, utilizând această funcție a dispozitivului, puteți optimiza viteza lichidului de răcire, echilibrând astfel întregul sistem.
Este dificil să faci un calcul precis al încălzirii unei case sau a unei sere pe cont propriu? Pe lângă metodele de mai sus, se recomandă utilizarea programelor specializate pentru alimentarea cu căldură. Acest lucru va verifica rezultatele și va obține precizia maximă a calculelor.
Videoclipul prezintă un exemplu de calcul al puterii de încălzire folosind un program specializat:
