Com optimitzar els costos de calefacció? Aquest problema es resol només mitjançant un enfocament integrat, tenint en compte tots els paràmetres del sistema, edificis i característiques climàtiques de la regió. En aquest cas, el component més important és la càrrega tèrmica de la calefacció: el càlcul d’indicadors horaris i anuals s’inclouen al sistema de càlcul d’eficiència del sistema.
Per què cal conèixer aquest paràmetre
Quin és el càlcul de la càrrega de calor per escalfar? Determina la quantitat òptima d’energia tèrmica per a cada habitació i l’edifici en el seu conjunt. Les variables són la potència dels equips de calefacció: caldera, radiadors i canonades. També es té en compte la pèrdua de calor a casa.
L’ideal seria que la producció de calor del sistema de calefacció ha de compensar totes les pèrdues de calor mantenint un nivell de temperatura còmode. Per tant, abans de realitzar el càlcul de la càrrega anual de calefacció, heu de determinar els principals factors que l’afecten:
- Descripció dels elements estructurals de la casa. Les parets exteriors, les finestres, les portes, el sistema de ventilació afecten el nivell de pèrdua de calor;
- Dimensions de la casa. És lògic suposar que com més gran sigui l’habitació, més intensament hauria de funcionar el sistema de calefacció. Un factor important no és només el volum total de cada habitació, sinó també la zona de les parets externes i les estructures de les finestres;
- El clima a la regió. Amb unes baixades de temperatura relativament petites, cal una petita quantitat d’energia per compensar la pèrdua de calor. Aquests. La càrrega horaria màxima de calefacció depèn directament del grau de disminució de la temperatura en un determinat període de temps i del valor mitjà anual de la temporada de calefacció.
Tenint en compte aquests factors, es compila el règim tèrmic òptim del sistema de calefacció. Resumint tot això, podem dir que la determinació de la càrrega tèrmica a la calefacció és necessària per reduir el consum d’energia i mantenir el nivell òptim de calefacció a les instal·lacions de l’habitatge.
Per calcular la càrrega de calefacció òptima mitjançant indicadors agregats, heu de conèixer el volum exacte de l’edifici. És important recordar que aquesta tècnica es va desenvolupar per a estructures grans, de manera que l’error de càlcul serà gran.
L’elecció dels mètodes de càlcul
Abans de realitzar el càlcul de la càrrega en calefacció segons indicadors agregats o amb més precisió, cal esbrinar les condicions de temperatura recomanades per a un edifici residencial.
En calcular les característiques de la calefacció, cal guiar-se per les normes de SanPiN 2.1.2.2645-10. Basat en la taula, a cada habitació de la casa cal assegurar el mode de calefacció òptim de temperatura.
Els mètodes mitjançant els quals es realitza el càlcul de la càrrega horària de calefacció poden tenir diversos graus de precisió. En alguns casos, es recomana fer càlculs força complexos, a causa dels quals l’error serà mínim. Si l’optimització dels costos energètics no és una prioritat en el disseny de la calefacció, podeu aplicar esquemes menys precisos.
Per calcular la càrrega horària de calefacció, cal tenir en compte la variació diària de la temperatura del carrer. Per millorar la precisió dels càlculs, cal conèixer les característiques tècniques de l’edifici.
Formes senzilles de calcular la càrrega de calor
Es necessita qualsevol càlcul de la càrrega de calor per optimitzar els paràmetres del sistema de calefacció o millorar les característiques d’aïllament tèrmic de la casa. Després de la seva implementació, es seleccionen determinats mètodes de regulació de la càrrega de calor de calefacció.Considereu els mètodes no laboriosos per calcular aquest paràmetre del sistema de calefacció.
La dependència de la potència de calefacció de la zona
Per a una casa amb mides d'habitació estàndard, alçades del sostre i un bon aïllament tèrmic, podeu aplicar la relació coneguda de la zona de la sala amb la producció de calor necessària. En aquest cas, caldrà generar 1 kW de calor per 10 m². S’ha d’aplicar un factor de correcció en funció de la zona climàtica al resultat obtingut.
Suposem que la casa es troba a la regió de Moscou. La seva superfície total és de 150 m². En aquest cas, la càrrega de calor per hora de la calefacció serà igual a:
15 * 1 = 15 kW / h
El principal desavantatge d'aquest mètode és el gran error. El càlcul no té en compte els canvis en els factors meteorològics, ni tampoc les característiques de l’edifici: la resistència a la transferència de calor de les parets i les finestres. Per tant, a la pràctica no es recomana utilitzar-lo.
Càlcul ampli de la càrrega de calor d’un edifici
Un càlcul augmentat de la càrrega de calefacció es caracteritza per obtenir resultats més precisos. Inicialment, es va utilitzar per al càlcul previ d’aquest paràmetre quan és impossible determinar les característiques exactes de l’edifici. A continuació, es presenta la fórmula general per determinar la càrrega de calor per escalfar:
On q ° - característica tèrmica específica de l'estructura. Els valors s’han de treure de la taula corresponent,i - factor de correcció esmentat anteriorment;Vн - volum exterior de l’edifici, m³,Televisió i Tnro - valors de temperatura dins de la casa i al carrer.
Suposem que cal calcular la càrrega de calefacció horària màxima en una casa amb un volum de 480 m³ a les parets exteriors (superfície de 160 m², casa de dues plantes). En aquest cas, la característica tèrmica serà igual a 0,49 W / m³ * C. Factor de correcció a = 1 (per a la regió de Moscou). La temperatura òptima a la sala d’estar (TV) ha de ser de + 22 ° C. La temperatura al carrer serà de -15 ºC. Utilitzem la fórmula per calcular la càrrega horària de calefacció:
P = 0.49 * 1 * 480 (22 + 15) = 9.408 kW
En comparació amb el càlcul anterior, el valor resultant és menor. Tanmateix, té en compte factors importants: la temperatura a l’interior, a l’aire lliure, el volum total de l’edifici. Es poden fer càlculs similars per a cada habitació. La metodologia per calcular la càrrega de calefacció mitjançant indicadors agregats permet determinar la potència òptima per a cada radiador d’una sola habitació. Per fer un càlcul més precís, heu de conèixer els valors de temperatura mitjana d’una regió concreta.
Aquest mètode de càlcul es pot utilitzar per calcular la càrrega de calor horària per escalfar. Però els resultats obtinguts no donaran un valor òptim de la pèrdua de calor de l’edifici.
Càlculs de càrrega de calor precisos
No obstant això, aquest càlcul de la càrrega de calor òptima per escalfar no proporciona la precisió de càlcul necessària. No té en compte el paràmetre més important: les característiques de l’edifici. El principal és la resistència a la transferència de calor del material que s’utilitza per fabricar elements individuals de la casa: parets, finestres, sostre i sòl. Determinen el grau de conservació de l’energia tèrmica rebuda amb el refrigerant del sistema de calefacció.
Què és la resistència a la transferència de calor (R)? Aquesta és la recíproca de la conductivitat tèrmica (λ) - les possibilitats de l'estructura del material per transferir energia tèrmica. Aquests. com més gran sigui el valor de la conductivitat tèrmica, més gran serà la pèrdua de calor. Per calcular la càrrega de calefacció anual, aquest valor no es pot utilitzar, ja que no té en compte el gruix del material (d) Per tant, els especialistes utilitzen el paràmetre de resistència a la transferència de calor, que es calcula amb la següent fórmula:
R = d / λ
Càlcul de paret i finestra
Hi ha valors normalitzats de la resistència a la transferència de calor de les parets, que depenen directament de la regió on es troba la casa.
En contrast amb el càlcul augmentat de la càrrega de calefacció, primer cal calcular la resistència a la transferència de calor de les parets exteriors, les finestres, la planta baixa i les golfes. Prenem com a base les següents característiques de la casa:
- Zona de la paret 280 m². Inclou Windows - 40 m²;
- Material de paret - maó massís (λ=0.56) Gruix extern de la paret 0,36 m. A partir d'això, calculem la resistència del programa de televisió: R = 0,36 / 0,56 = 0,64 m² * C / W;
- Per millorar les propietats de l’aïllament tèrmic, es va instal·lar un aïllament extern: poliestirè expandit 100 mm. Per ell λ=0,036. Respectivament R = 0,1 / 0,036 = 2,72 m² * C / W;
- Valor general R per a parets exteriors és igual 0,64+2,72= 3,36 que és un molt bon indicador d’aïllament tèrmic a casa;
- Resistència a la transferència de calor de la finestra 0,75 m² * C / W (finestra de doble vidre amb farcit d’argó).
De fet, la pèrdua de calor a les parets serà:
(1 / 3,36) * 240 + (1 / 0,75) * 40 = 124 W a una diferència de temperatura d'1 ° C
Prenem els indicadors de temperatura igual que per al càlcul integrat de la càrrega de calefacció + 22 ° C a l’habitació i -15 º C al carrer. Cal calcular més endavant amb la següent fórmula:
124 * (22 + 15) = 4,96 kW / h
Càlcul de ventilació
Després cal calcular la pèrdua per ventilació. El volum d'aire total de l'edifici és de 480 m³. A més, la seva densitat és aproximadament igual a 1,24 kg / m³. Aquests. la seva massa és de 595 kg. De mitjana, es renova l'aire per cinc vegades al dia (24 hores). En aquest cas, per calcular la càrrega horària màxima per escalfar, calcular la pèrdua de calor per a la ventilació:
(480 * 40 * 5) / 24 = 4000 kJ o 1,11 kW / h
Resumint tots els indicadors obtinguts, podeu trobar la pèrdua de calor total de la casa:
4,96 + 1,11 = 6,07 kW / h
Això determina la càrrega de calor màxima exacta per a la calefacció. El valor obtingut depèn directament de la temperatura del carrer. Per tant, per calcular la càrrega anual del sistema de calefacció, cal tenir en compte els canvis de les condicions meteorològiques. Si la temperatura mitjana durant la temporada de calefacció és de -7 º С, la càrrega final de calefacció serà igual a:
(124 * (22 + 7) + ((480 * (22 + 7) * 5) / 24)) / 3600) * 24 * 150 (dies de la temporada de calefacció) = 15843 kW
Canviant els valors de temperatura, podeu fer un càlcul precís de la càrrega de calor per a qualsevol sistema de calefacció.
Als resultats cal afegir el valor de la pèrdua de calor a través del terrat i del terra. Es pot fer amb un factor de correcció d’1,2 - 6,07 * 1,2 = 7,3 kW / h.
El valor obtingut indica els costos reals d’energia durant el funcionament del sistema. Hi ha diverses maneres de regular la càrrega de calor de la calefacció. El més efectiu és una disminució de la temperatura a les habitacions on no hi ha presència constant de residents. Això es pot fer mitjançant controladors de temperatura i sensors de temperatura instal·lats. Però, al mateix temps, s'hauria d'instal·lar un sistema de calefacció de dos canals a l'edifici.
Per calcular el valor exacte de la pèrdua de calor, podeu utilitzar el programa especialitzat Valtec. El vídeo mostra un exemple de treballar amb ella.
