Как да оптимизираме разходите за отопление? Този проблем се решава само чрез интегриран подход, като се вземат предвид всички параметри на системата, сградите и климатичните особености на региона. В този случай най-важният компонент е топлинното натоварване при отопление: изчислението на часовите и годишните показатели се включва в системата за изчисляване на ефективността на системата.
Защо трябва да знаете този параметър
Какво е изчисляването на топлинното натоварване за отопление? Той определя оптималното количество топлинна енергия за всяка стая и сградата като цяло. Променливите са мощността на отоплителното оборудване - котел, радиатори и тръбопроводи. Също така се вземат предвид загубите на топлина у дома.
В идеалния случай топлинната мощност на отоплителната система трябва да компенсира всички топлинни загуби, като същевременно поддържа комфортно ниво на температура. Ето защо, преди да извършите изчисляването на годишното натоварване на отоплението, трябва да определите основните фактори, влияещи върху него:
- Описание на структурните елементи на къщата. Външните стени, прозорците, вратите, вентилационната система влияят на нивото на топлинните загуби;
- Размери на къщата. Логично е да се предположи, че колкото по-голямо е помещението, толкова по-интензивно трябва да работи отоплителната система. Важен фактор за това е не само общият обем на всяка стая, но и площта на външните стени и прозорците;
- Климатът в региона. При сравнително малки спадове на температурата навън е необходимо малко количество енергия, за да се компенсират загубите на топлина. Тези. Максималното часово натоварване на отоплението директно зависи от степента на понижаване на температурата в определен период от време и от средната годишна стойност за отоплителния сезон.
Като се имат предвид тези фактори, се съставя оптималният топлинен режим на отоплителната система. Обобщавайки всичко по-горе, можем да кажем, че определянето на топлинното натоварване при отопление е необходимо, за да се намали консумацията на енергия и да се поддържа оптималното ниво на отопление в помещенията на къщата.
За да изчислите оптималното натоварване за отопление чрез агрегирани показатели, трябва да знаете точния обем на сградата. Важно е да запомните, че тази техника е разработена за големи структури, така че грешката в изчислението ще бъде голяма.
Изборът на методи за изчисление
Преди да извършите изчисляването на натоварването при отопление според агрегирани показатели или с по-висока точност, е необходимо да се установят препоръчителните температурни условия за жилищна сграда.
Когато изчислявате характеристиките на отоплението, трябва да се ръководите от нормите на SanPiN 2.1.2.2645-10. Въз основа на таблицата, във всяка стая на къщата е необходимо да се осигури оптималният температурен режим на отопление.
Методите, чрез които се извършва изчисляването на отоплителното часово натоварване, могат да имат различна степен на точност. В някои случаи се препоръчва използването на доста сложни изчисления, в резултат на което грешката ще бъде минимална. Ако оптимизирането на енергийните разходи не е приоритет при проектирането на отоплението - можете да приложите по-малко точни схеми.
При изчисляване на часовото натоварване при отопление трябва да се вземе предвид дневната промяна на уличната температура. За да подобрите точността на изчисленията, трябва да знаете техническите характеристики на сградата.
Прости начини за изчисляване на топлинното натоварване
Всяко изчисление на топлинното натоварване е необходимо за оптимизиране на параметрите на отоплителната система или подобряване на топлоизолационните характеристики на къщата. След прилагането му се избират определени методи за регулиране на топлинното натоварване за отопление.Помислете за трудоемките методи за изчисляване на този параметър на отоплителната система.
Зависимостта на отоплителната мощност от района
За къща със стандартни размери на помещенията, височина на тавана и добра топлоизолация можете да приложите познатото съотношение на площта на помещението към необходимата топлинна мощност. В този случай ще е необходимо да се генерира 1 kW топлина на 10 m². Към получения резултат трябва да се приложи корекционен коефициент в зависимост от климатичната зона.
Да предположим, че къщата е в района на Москва. Общата му площ е 150 м². В този случай часовото топлинно натоварване за отопление ще бъде равно на:
15 * 1 = 15 kW / h
Основният недостатък на този метод е голямата грешка. Изчислението не отчита промените в метеорологичните фактори, както и особеностите на сградата - устойчивостта на топлопреминаване на стени и прозорци. Следователно на практика не се препоръчва използването му.
Разширено изчисление на топлинното натоварване на сграда
Разширеното изчисление на отоплителния товар се характеризира с по-точни резултати. Първоначално той е използван за предварително изчисляване на този параметър, когато е невъзможно да се определят точните характеристики на сградата. Общата формула за определяне на топлинното натоварване за отопление е представена по-долу:
Където q ° - специфична топлинна характеристика на конструкцията. Стойностите трябва да бъдат взети от съответната таблица,и - корекционен коефициент, споменат по-горе,Vн - външен обем на сградата, m³,TVN и Tnro - температурни стойности вътре в къщата и на улицата.
Да предположим, че е необходимо да се изчисли максималното часово натоварване за отопление в къща с обем 480 м³ по външните стени (площ 160 м², двуетажна къща). В този случай топлинната характеристика ще бъде равна на 0,49 W / m³ * C. Корекционен коефициент a = 1 (за района на Москва). Оптималната температура вътре в хола (телевизор) трябва да бъде + 22 ° C. Температурата на улицата ще бъде -15 ° C. Използваме формулата за изчисляване на часовото натоварване на отоплението:
Q = 0,49 * 1 * 480 (22 + 15) = 9,408 кВт
В сравнение с предишното изчисление получената стойност е по-малка. Въпреки това той отчита важни фактори - температурата на закрито, на открито, общият обем на сградата. Подобни изчисления могат да се правят за всяка стая. Методиката за изчисляване на отоплителното натоварване чрез агрегирани показатели позволява да се определи оптималната мощност за всеки радиатор в едно помещение. За по-точно изчисление трябва да знаете средните стойности на температурата за конкретен регион.
Този метод на изчисление може да се използва за изчисляване на часовото топлинно натоварване за отопление. Но получените резултати няма да дадат оптимално точна стойност на топлинните загуби на сградата.
Точни изчисления на топлинното натоварване
Но въпреки това, това изчисление на оптималното топлинно натоварване за отопление не осигурява необходимата точност на изчисление. Не отчита най-важния параметър - характеристиките на сградата. Основното е устойчивостта на топлопреминаване на материала, използван за производството на отделни елементи на къщата - стени, прозорци, таван и под. Те определят степента на запазване на топлинната енергия, получена от охлаждащата течност на отоплителната система.
Какво е устойчивост на топлопреминаване (R)? Това е реципрочност на топлопроводимостта (λ) - възможностите на структурата на материала за предаване на топлинна енергия. Тези. колкото по-голяма е стойността на топлопроводимостта, толкова по-големи са топлинните загуби. За изчисляване на годишното нагряващо натоварване тази стойност не може да се използва, тъй като не отчита дебелината на материала (д) Затова специалистите използват параметъра на устойчивост на топлопреминаване, който се изчислява по следната формула:
R = d / λ
Изчисляване на стени и прозорци
Има стандартизирани стойности на устойчивостта на топлопреминаване на стените, които пряко зависят от района, в който се намира къщата.
За разлика от увеличеното изчисление на отоплителния товар, първо трябва да изчислите съпротивлението на топлопреминаване за външните стени, прозорци, приземен етаж и таванско помещение. Ние вземаме за основа следните характеристики на къщата:
- Площ на стената - 280 м², Включва прозорци - 40 м²;
- Материал за стена - масивна тухла (λ=0.56) Дебелина на външната стена - 0,36 m, Въз основа на това изчисляваме съпротивлението на телевизионното шоу - R = 0,36 / 0,56 = 0,64 м² * C / W;
- За подобряване на топлоизолационните свойства е монтирана външна изолация - експандиран полистирол 100 мм, За него λ=0,036, съответно R = 0,1 / 0,036 = 2,72 м² * C / W;
- Обща стойност R за външните стени е равно 0,64+2,72= 3,36 което е много добър показател за топлоизолация у дома;
- Устойчивост на топлопреминаване на прозореца - 0,75 м² * C / W (прозорец с двоен стъклопакет с пълнеж от аргон).
Всъщност топлинните загуби през стените ще бъдат:
(1 / 3.36) * 240 + (1 / 0.75) * 40 = 124 W при температурна разлика от 1 ° C
Приемаме температурните индикатори същите като за интегрираното изчисляване на отоплителния товар + 22 ° C в помещението и -15 ° C на улицата. По-нататъшното изчисление трябва да се извърши по следната формула:
124 * (22 + 15) = 4,96 kW / h
Изчисляване на вентилация
След това трябва да изчислите загубата чрез вентилация. Общият обем на въздуха в сградата е 480 m³. Освен това плътността му е приблизително равна на 1,24 кг / м³. Тези. масата му е 595 кг. Средно се случва петкратно обновяване на въздуха на ден (24 часа). В този случай, за да изчислите максималното часово натоварване за отопление, трябва да изчислите топлинните загуби за вентилация:
(480 * 40 * 5) / 24 = 4000 kJ или 1,11 kW / h
Обобщавайки всички получени показатели, можете да намерите общата топлинна загуба на къщата:
4,96 + 1,11 = 6,07 кВт / ч
Това определя точния максимален топлинен товар за отопление. Получената стойност директно зависи от температурата на улицата. Следователно, за да се изчисли годишното натоварване на отоплителната система, е необходимо да се вземат предвид промените в метеорологичните условия. Ако средната температура през отоплителния сезон е -7 ° С, тогава крайният нагревателен товар ще бъде равен на:
(124 * (22 + 7) + ((480 * (22 + 7) * 5) / 24)) / 3600) * 24 * 150 (дни от отоплителния сезон) = 15843 кВт
Променяйки температурните стойности, можете да направите точно изчисление на топлинното натоварване за всяка отоплителна система.
Към резултатите трябва да добавите стойността на загубата на топлина през покрива и пода. Това може да се направи с корекционен коефициент 1,2 - 6,07 * 1,2 = 7,3 kW / h.
Получената стойност показва действителните разходи за енергия по време на работа на системата. Има няколко начина за регулиране на топлинното натоварване на отоплението. Най-ефективният от тях е понижаване на температурата в помещения, където няма постоянно присъствие на жители. Това може да стане с помощта на температурни контролери и инсталирани датчици за температура. Но в същото време в сградата трябва да се монтира двутръбна отоплителна система.
За да изчислите точната стойност на топлинните загуби, можете да използвате специализираната програма Valtec. Видеозаписите показват пример за работа с нея.
