Pohodlie ľudí, ktorí zostávajú v interiéri, najmä v zimnom období, do veľkej miery závisí od teploty okolitého vzduchu. Preto je medzi inžinierskymi sieťami, ktoré sú vybavené v obytných priestoroch, na prvom mieste vykurovací systém. V mestských podmienkach sa problémy s vykurovaním najčastejšie riešia centralizovane, ale v súkromných budovách musia vlastníci vybaviť autonómne vykurovacie systémy, ktorých hlavným prvkom je bojler na teplú vodu. Celkový výkon systému závisí od jeho technických a ekonomických charakteristík.
Ako vypočítať výkon kotla
Výkon vykurovacieho kotla je hlavným ukazovateľom, ktorý charakterizuje jeho schopnosti spojené s optimálnym vykurovaním miestností pri špičkovom zaťažení. Hlavnou vecou je správne vypočítať, koľko tepla bude potrebné na ich zahriatie. Iba v tomto prípade bude možné zvoliť správny kotol na vykurovanie súkromného domu podľa kapacity.
Na výpočet výkonu kotla pre dom sa používajú rôzne metódy, pri ktorých sa ako základ berie do úvahy plocha alebo objem vyhrievaných priestorov. V poslednej dobe sa požadovaný výkon vykurovacieho kotla stanovil pomocou tzv. Koeficientov domu nastavených pre rôzne typy domov v rámci (W / sq. M.):
- 130 ... 200 - domy bez tepelnej izolácie;
- 90 ... 110 - domy s čiastočne izolovanou fasádou;
- 50 ... 70 - domy postavené pomocou technológií 21. storočia.
Vynásobením plochy domu zodpovedajúcim koeficientom domu získame požadovaný výkon vykurovacieho kotla.
Výpočet výkonu kotla podľa geometrických rozmerov miestnosti
Predbežne vypočítajte výkon kotla na vykurovanie domu podľa jeho plochy. Použite vzorec:
Wkot = S * Wud / 10kde:
- Wkot - konštrukčný výkon kotla, kW;
- S - celková plocha vykurovanej miestnosti, m 2;
- WÜD - špecifický výkon kotla, ktorý predstavuje každých 10 metrov štvorcových. vyhrievaný priestor.
Vo všeobecnosti sa predpokladá, že v závislosti od oblasti, v ktorej sa miestnosť nachádza, je špecifický výkon kotla (kW \ m. Sq.):
- pre južné regióny - 0,7 ... 0,9;
- pre oblasti stredného pásma - 1,0 ... 1,2;
- pre Moskvu a Moskovský región - 1,2 ... 1,5;
- pre severné regióny - 1,5 ... 2,0.
Vyššie uvedený vzorec na výpočet kotla na vykurovanie domu podľa oblasti sa používa v prípadoch, keď sa ohrievač vody použije iba na vykurovanie miestností s výškou nepresahujúcou 2,5 m.
Ak sa predpokladá, že v miestnosti bude inštalovaný dvojokruhový kotol, ktorý by okrem vykurovania mal používateľom poskytovať teplú vodu, musí sa vypočítaný projektovaný výkon zvýšiť o 25%.
Ak výška vykurovaných miestností presahuje 2,5 m, potom sa získaný výsledok upraví vynásobením koeficientom Kv. Kv = N / 2,5, kde N je skutočná výška miestnosti, m.
V tomto prípade je konečný vzorec nasledujúci: P = (S * Wud / 10) * Qu
Tento spôsob výpočtu potrebného výkonu, ktorý by mal mať kotol, je vhodný pre malé budovy s izolovaným podkrovím, prítomnosť tepelnej izolácie stien a okien (okná s dvojitým zasklením) atď. V iných prípadoch môže výsledok získaný z približného výpočtu viesť k že zakúpený kotol nebude schopný normálnej prevádzky. V takom prípade nadmerný alebo nedostatočný výkon prispieva k množstvu nežiaducich problémov pre používateľa:
- zníženie technických a ekonomických ukazovateľov kotla;
- porucha automatizačných systémov;
- rýchle opotrebenie častí a príslušenstva;
- kondenzácia v komíne;
- upchávanie komínov produktmi nedokonalého spaľovania paliva atď .;
Na dosiahnutie presnejších výsledkov je potrebné vziať do úvahy množstvo skutočných tepelných strát cez jednotlivé prvky budov (okná, dvere, steny atď.).
Podrobný výpočet výkonu kotla
Výpočet vykurovacieho systému, ktorý zahŕňa vykurovací kotol, sa musí vykonať osobitne pre každý objekt. Okrem geometrických rozmerov je dôležité brať do úvahy množstvo takýchto parametrov:
- prítomnosť núteného vetrania;
- klimatické pásmo;
- dostupnosť dodávky teplej vody;
- stupeň izolácie jednotlivých prvkov objektu;
- prítomnosť podkrovia a suterénu atď.
Všeobecne platí, že vzorec pre presnejší výpočet výkonu kotla je nasledujúci:
Wkot = Qt * Kzapkde:
- Qt - tepelné straty predmetu, kW.
- Kzap - bezpečnostný faktor, ktorého hodnota sa odporúča na zvýšenie projektovej kapacity zariadenia. Jeho hodnota sa spravidla pohybuje v rozmedzí 1,15 ... 1,20 (15 - 20%).
Predpovedané tepelné straty sa určujú podľa vzorcov:
Qt = V * AT * Kp / 860, V = S * H; Kde:
- V - objem miestnosti, m3;
- AT - rozdiel medzi vonkajšou a vnútornou teplotou vzduchu, ° C;
- kr - disperzný koeficient v závislosti od stupňa tepelnej izolácie objektu.
Koeficient disperzie sa volí podľa typu budovy a stupňa jej tepelnej izolácie.
- Predmety bez tepelnej izolácie: hangáre, drevené kasárne, vlnité železné konštrukcie atď. - Кр = 3,0 ... 4.0.
- Budovy s nízkou úrovňou tepelnej izolácie: steny vyrobené z jednej tehly, drevených okien, bridlicových alebo železných striech - Cr rovné 2,0 ... 2.9.
- Domy s priemerným stupňom tepelnej izolácie: dvoj tehlové steny, malý počet okien, štandardná strecha atď. - Cr je 1,0 ... 1.9.
- Moderné, dobre izolované budovy: podlahové kúrenie, okná s dvojitým zasklením atď. - Kr je v rozmedzí 0,6 ... 0,9.
Aby sa zákazníkom uľahčilo hľadanie vykurovacieho kotla, mnohí výrobcovia umiestňujú na svoje webové stránky a webové stránky obchodníkov špeciálne kalkulačky. Pomocou ich zadania do príslušných polí je možné s veľkou pravdepodobnosťou určiť, ktorá oblasť je určená napríklad pre kotol s výkonom 24 kW.
Takáto kalkulačka sa spravidla počíta podľa týchto údajov:
- priemerná hodnota vonkajšej teploty v najchladnejšom týždni zimnej sezóny;
- teplota vzduchu vo vnútri zariadenia;
- prítomnosť alebo neprítomnosť dodávky horúcej vody;
- údaje o hrúbke vonkajších stien a stropov;
- materiály, z ktorých sú vyrobené stropy a vonkajšie steny;
- výška stropu;
- geometrické rozmery všetkých vonkajších stien;
- počet okien, ich veľkosť a podrobný popis;
- informácie o prítomnosti alebo neprítomnosti núteného vetrania.
Po spracovaní údajov poskytne kalkulačka zákazníkovi požadovaný výkon vykurovacieho kotla a tiež uvedie typ a značku jednotky, ktorá vyhovuje požiadavke. Príklad výpočtu vedenia plynových kotlov určených na vykurovanie domov rôznych veľkostí je uvedený v tabuľke:
Poznámka k stĺpcu 11: Ns - atmosférický kotol namontovaný na vzduchu, A - stojací kotol, Nd - nástenný preplňovaný kotol.
Podľa vyššie uvedených metód sa počíta kapacita plynového kotla. Môžu sa však tiež použiť na výpočet energetických charakteristík ohrievačov vody prevádzkovaných s inými druhmi paliva.
Účtovanie tepelných strát
Predtým, ako sa začne vyvíjať autonómny vykurovací systém, je potrebné zistiť, koľko tepla ide do ulice počas najťažších mrazov prostredníctvom tzv. Plášťov budov. Patria sem steny, okná, podlaha a strecha. Iba určením rozsahu tepelných strát bude možné venovať pozornosť výberu zdroja tepla s príslušnou energiou.Malo by sa pamätať na to, že k strate tepla v budove v zimnej sezóne dochádza nielen pri obálkach budov. Značná časť vyrobeného tepla (až 30%) sa vynakladá na ohrev studeného vzduchu prichádzajúceho z ulice z dôvodu prirodzeného vetrania.
Celkové množstvo tepla potrebné na vykurovanie miestnosti sa určuje podľa vzorca:
Q = Qconst + Qstarkde:
- Qconstru - množstvo tepla strateného rovnakým dizajnom, W;
- QStar - množstvo tepla spotrebovaného na ohrev vzduchu prichádzajúceho z ulice, W.
Sčítaním hodnôt získaných na základe výpočtov sa stanoví celkové tepelné zaťaženie vykurovacieho systému celej budovy.
Všetky merania sa vykonávajú na vonkajšej strane budovy bez toho, aby sa zachytili jej rohy. V opačnom prípade bude výpočet tepelných strát nepresný.
Existujú aj iné spôsoby úniku tepla v priestoroch, napríklad prostredníctvom odsávača pár, otvorených dverí a okien, prasklín v konštrukciách atď. Množstvo tepla strateného z týchto dôvodov však prakticky nepresahuje 5% celkovej straty tepla, a preto sa pri výpočtoch nezohľadňuje. ,
Výpočet tepelných strát prostredníctvom plášťov budov
Zložitosť výpočtu spočíva v tom, že sa musí vykonať pre každú miestnosť osobitne, starostlivo skontrolovať, zmerať a vyhodnotiť stav každého z jeho prvkov susediacich s prostredím. Iba v tomto prípade môžete vziať do úvahy všetok teplo vychádzajúce z domu.
Na základe výsledkov meraní sa určí plocha S každého prvku plášťa budovy, ktorá sa potom vloží do základného vzorca na výpočet množstva stratenej tepelnej energie:
Qconstructor = 1 / R * (Tv-Tn) * S * (1 + ß), R = δ / λ; Kde:
- R - tepelný odpor konštrukčného materiálu, m. S ° C / W;
- δ - tepelná vodivosť stavebného materiálu, W / m ° C);
- λ - hrúbka stavebného materiálu, m;
- S - plocha vonkajšieho plotu, sq. M.;
- televízia - vnútorná teplota vzduchu, ° C;
- T - najnižšia teplota vzduchu v zimnom období, ° С;
- β - tepelné straty, ktoré závisia od orientácie budovy.
Ak konštrukcia pozostáva z niekoľkých materiálov, napríklad z tehlovej steny s izoláciou, vypočíta sa hodnota tepelného odporu R osobitne pre každý z týchto materiálov a potom sa sčíta.
Tepelné straty sa v závislosti od orientácie budovy volia na základe toho, kde je orientovaný obvodový prvok:
- na severnú stranu - p = 0,1;
- na západ alebo na juhovýchod - β = 0,05;
- na juh a či juhozápad - β = 0.
Výpočet tepelných strát prostredníctvom prvkov obklopujúcich štruktúr sa vykonáva pre každú miestnosť v budove a potom ich spočítaním získajú predpokladané celkové tepelné straty v nej. Potom prejdú k výpočtu v ďalšej miestnosti. V dôsledku tejto práce bude majiteľ domu schopný identifikovať spôsoby maximálneho úniku tepla a eliminovať príčiny ich výskytu.
Výpočet tepla spotrebovaného na ohrev vetracieho vzduchu
Množstvo tepla spotrebovaného na ohrev vetracieho vzduchu v niektorých prípadoch dosahuje 30% celkovej straty tepelnej energie. Je to dostatočne veľká hodnota, ktorú nie je možné ignorovať. Na výpočet množstva tepla, ktoré sa musí vynaložiť na zohrievanie privádzaného vzduchu, sa používa vzorec:
Qtrain = c * m * (Tv-Tn)kde:
- C - tepelná kapacita zmesi vzduchu, ktorej hodnota je 0,28 W / kg ° C;
- m - hmotnostný prietok vzduchu vstupujúceho do miestnosti z ulice, kg.
Hmotnostný tok vzduchu vstupujúci do miestnosti zvonku sa určuje za predpokladu, že vzduch sa aktualizuje každú hodinu v celom dome. V tomto prípade získajú objemy všetkých miestností objemový prietok vzduchu. Potom sa pomocou hodnoty hustoty vzduchu jeho objem premení na hmotu. Tu je potrebné vziať do úvahy skutočnosť, že hustota vzduchu závisí od jeho teploty.
| Teplota privádzaného vzduchu ºС | – 25 | – 20 | – 15 | – 10 | -5 | 0 | + 5 | + 10 |
| Hustota, kg / m3 | 1,422 | 1,394 | 1,367 | 1,341 | 1,316 | 1,290 | 1,269 | 1,247 |
Nahradením všetkých známych hodnôt do vyššie uvedeného vzorca sa stanoví množstvo tepla potrebné na zahrievanie privádzaného vzduchu.
Časté chyby
Výpočet autonómneho vykurovacieho systému je komplexný proces pozostávajúci z niekoľkých vzájomne prepojených fázovaných postupov:
- Výpočet tepelných strát objektu.
- Stanovenie teplotného režimu jednotlivých miestností a budovy ako celku.
- Výpočet výkonu ohrievacích batérií.
- Hydraulický výpočet vykurovacieho systému.
- Výpočet výkonu vykurovacieho kotla.
- Stanovenie celkového objemu autonómneho vykurovacieho systému.
Tepelný výpočet vykurovacieho systému nie je teoretický výskum, ale presný a primeraný výsledok, ktorého praktická implementácia vám umožní správne vybrať všetky potrebné komponenty a vybaviť efektívny vykurovací systém, ktorý funguje bez problémov už mnoho rokov.
Hlavnou chybou mnohých majiteľov súkromných domov je ignorovanie niektorých etáp výpočtu. Domnievajú sa, že na vyriešenie problému stačí zvoliť výkonnejší kotol so zameraním iba na údaje približného výpočtu jeho kapacity podľa plochy miestnosti. Takýto prístup je spojený s nadmernými prevádzkovými nákladmi a často vedie k tomu, že kotol bude pracovať nepretržite, batérie chladiča budú horúce a miestnosť bude chladná. V takom prípade je potrebné sa vrátiť do pôvodného stavu a vykonať kompletný výpočet vykurovacieho systému. Až potom môžeme začať odstraňovať nedostatky spôsobené kritickými chybami vo výpočtoch.
