Základní parametry a metody pro výpočet vytápění

GOST R 54860-2011 reguluje potřebu výpočtů při organizování komunikací dodávek tepla. Před uspořádáním linky musí majitel stanovit potřebné parametry kotle a baterií. Výpočet vytápění se také provádí za účelem stanovení energetické účinnosti zařízení a pravděpodobné tepelné ztráty.

Konstrukční parametry

Výpočtová technologie umožňuje zvolit tepelný systém vhodný pro výkon a délku domu nebo bytu. Výpočet je založen na několika počátečních hodnotách:

• plocha budovy, její výška od stropu po podlahu, vnitřní objem;
• druh objektu a přítomnost dalších budov v jeho blízkosti;
• materiály pro stavbu střechy, podlahy a stropu;
• počet oken a dveří;
• zamýšlené použití částí domu;
• délka topné sezóny a průměrná teplota v daném období;
• rysy větrné růže a geografie;
• pravděpodobná pokojová teplota;
• specifika míst připojení k plynu, elektrické komunikaci a vodovodu.

Izolace dveří, oken a stěn je povinná.

Výpočty objemu místnosti

Výpočet pro vytápění, provedený podle objemu obytného prostoru, je pozoruhodný pro přesnost údajů. Je vhodné to považovat za příklad: dům o 80 m2 v moskevském regionu s výškou stropu 3 m, 6 okny a 2 dveřmi, které se otevírají ven. Algoritmus akcí bude následující:

1. Výpočet celkového objemu stavby. Parametry každé místnosti se sčítají nebo se používá obecný princip - 80x3 = 240 m3.
2. Počítání otvorů směřujících ven - 6 oken + 2 dveře = 8.
3. Stanovení regionálního koeficientu pro moskevský region ve vztahu ke střední zóně Ruské federace. Bude se rovnat 1,2. Hodnotu pro ostatní regiony naleznete v tabulce.

Oblast	Vlastnosti zimního období	Koeficient
Krasnodarské území, pobřeží Černého moře	Teplé počasí prakticky bez chladu	0,7-0,9
Midland a severozápad	Mírné zimy	1,2
Sibiř	Těžké a mrazivé zimy	1,5
Yakutia, Chukotka, Dálný sever	Extrémně chladné klima	2

4. Počítání pro venkovskou chalupu. První získaná hodnota se vynásobí 60: 240x60 = 14 400.
5. Násobení regionálním pozměňovacím návrhem. 14 400 x 1,2 = 17 280.
6. Vynásobením počtu oken 100, dveří 200 a sečtením výsledku: 6x100 + 2x200 = 1000.
7. Přidání údajů získaných ve stádiích č. 5 a č. 6: 17 280 + 1000 = 18 280.

Výkon topného systému bude 18 280 W bez materiálů nosných stěn, podlah a tepelně izolačních vlastností domu. Ve výpočtech neexistuje žádná korekce pro přirozené větrání, takže výsledek bude přibližný.

Výpočty podle počtu podlaží

Obyvatelé bytového domu platí za služby v závislosti na počtu podlaží. Čím vyšší je dům, tím levnější je topení. Z tohoto důvodu je výpočet topného systému vázán na výšku stropů:

• ne více než 2,5 m - koeficient 1;
• od 3 do 3,5 m - koeficient 1,05;
• od 3,5 do 4,5 - koeficient 1,1;
• od 4,5 - koeficient 2.

Můžete vypočítat komunikaci podle vzorce N = (S * H ​​* 41) / Ckde:

• N - počet sekcí radiátoru;
• S je plocha domu;
• C - tepelný návrat jedné baterie je uveden v cestovním pase;
• N - výška místnosti;
• 41 wattů - teplo spotřebované na vytápění 1 m3 (empirická hodnota).

Při výpočtu se bere v úvahu také podlaha rezidence, umístění pokojů, přítomnost podkroví a jeho tepelná izolace.

Pro místnost v přízemí třípatrové budovy je stanoven koeficient 0,82.

Výběr topného kotle

Vytápěcí jednotky jsou v závislosti na účelu jednookruhové a dvouokruhové, lze instalovat na stěnu i podlahu. Kotle se liší také v druhu paliva.

Úpravy plynu

Výrobci vyrábějí různá zařízení, takže při výběru byste měli věnovat pozornost následujícím faktorům:

• Účel instalace topných komunikací. K vytápění slouží jednookruhové možnosti, dvouokruh s vestavěným kotlem o objemu 150–180 litrů může domu poskytnout teplou vodu a ohřát ji.
• Počet tepelných výměníků s duálním okruhem. Jediný bithermický prvek ohřívá vodu současně jako nosič tepla a zdroj teplé vody současně. Ve verzích se dvěma se primární vytápění používá pro vytápění, sekundární - pro vytápění systému teplé užitkové vody.
• Materiál tepelného výměníku. Litina akumuluje teplo po dlouhou dobu a není vystavena korozi, ocel je prakticky necitlivá na kolísání teploty.
• Typ spalovací komory. Otevřená komora běží na přirozený tah, takže kotel potřebuje samostatnou místnost s dobrým větráním. Uzavřená jednotka odstraňuje spaliny koaxiálním horizontálním komínem.
• Vlastnosti zapalování. V režimu elektrického zapalování knot bude neustále hořet, ale zařízení potřebuje k provozu elektřinu. Modely s piezoelektrickým zapalováním jsou nezávislé, ale zapínají se ručně.

Kondenzační plynové jednotky s ekonomizérem vody se liší výkonem, ale palivo se téměř zdvojnásobí.

Elektrické modely

Zařízení se vyznačují téměř tichým provozem, kompaktností a bezpečným provozem. Majitelé domů a chat mohou zakoupit úpravy:

• Na trubkových topných prvcích. Zařízení s topným prvkem jsou vhodná pro montáž na zeď, jsou automatizovaná, ale často se kvůli měřítku zlomí.
• Na elektrodách. Malá zařízení připojená k obvodu dvou nebo více baterií. Kotel je účinný, vybavený nastavením teploty, ale je citlivý na chladivo.
• Indukce. Vybaveny systémem ochrany proti přehřátí, rychle ohřívají chladicí kapalinu, mají účinnost 97%.

Indukční kotle jsou drahé vybavení.

Kombinované jednotky

Zahřívají jakoukoli oblast, mohou pracovat v univerzálním režimu a na dvou nebo třech druzích paliva. Typ napájení je vybrán uživatelem:

• tuhé palivo + plyn;
• pevná paliva + elektřina;
• plyn + elektřina;
• plyn + nafta.

Jeden druh palivových zdrojů je hlavní, druhý - pomocný, který nevykuruje dům, ale udržuje pouze normální teplotní podmínky.

Kotle na tuhá paliva

Pracují na dřevě, pilinách, uhlí, koksu, speciálních briketách, jsou bezpečné a snadno se používají. U soukromého domu si můžete vybrat jednotky:

• Klasický. Pracují podle principu přímého spalování, je nutné plnit pec každých 5-6 hodin.
• Pyrolýza. Pracují na principu dodatečného spalování zbytkového plynu ve speciální komoře. Plnění paliva se provádí každých 12–14 hodin.

Zařízení vyžadují komín s dobrým tahem, jsou umístěny v oddělené místnosti. Uživatel musí pravidelně čistit spalovací komoru sazí a dehtu.

Zařízení na kapalná paliva

Pracují na naftu, proto jsou umístěny v oddělené místnosti. Kotelna je vybavena digestoří a vysoce kvalitním ventilačním systémem. Topný olej je skladován v uzavřených nádobách v samostatné místnosti. Všechna zařízení na kapalná paliva jsou automatizovaná, produktivní a mají vysoký výkon.

Vlastnosti výpočtu tepelných ztrát

Teplo nejčastěji závisí na materiálu podlahy a stropních povrchů, stěn, počtu otvorů a vlastností izolace. Autonomní vytápění lze vypočítat s ohledem na tepelné ztráty v soukromém domě na příkladu rohové místnosti o rozloze 18 m2 a objemu 24,3 m3. Nachází se v 1. patře, má stropy 2,75 m, stejně jako 2 vnější stěny ze dřeva o tloušťce 18 cm, sádrokartonové obklady a tapetování. Místnost má 2 okna s parametry 1,6x1,1 m. Podlaha je dřevěná, zateplená, s podkladem.

Výpočet plochy povrchu:

• Vnější stěna bez oken - S1 = (6 + 3) x 2,7 - 2 × 1,1 × 1,6 = 20,78 m2.
• Windows - S2 = 2 × 1,1 × 1,6 = 3,52 m2.
• Pohlaví - S3 = 6 × 3 = 18 m2.
• Strop - S4 = 6 × 3 = 18 m2.

Výpočet tepelné ztráty povrchů, Q1:

• Vnější stěna - S1 x 62 = 20,78 × 62 = 1289 W.
• Windows - S2 x 135 = 3 × 135 = 405 wattů.
• Strop - Q4 = S4 x 27 = 18 × 27 = 486 W.

Výpočet celkové tepelné ztráty sčítáním údajů. Q5 = Q + Q2 + Q3 + Q4 = 2810 wattů.

Celková tepelná ztráta jedné místnosti v chladném dni je -2,81 kW, to znamená, že se dodatečně dodává stejné množství tepla.

Hydraulický výpočet

Hydrauliku pro vytápění uložené v soukromém domě můžete vypočítat, pokud víte:

• konfigurace potrubí, typ potrubí a armatur;
• průměr potrubí v hlavních sekcích;
• tlakové parametry v různých zónách;
• ztráta tlaku nosiče tepla;
• Metoda hydraulických spojovacích prvků topného potrubí.

Například můžete použít gravitační dvou trubku s parametry:

• návrhové tepelné zatížení - 133 kW;
• teplota - tg = 750 stupňů, t = 600 stupňů;
• Odhadovaný průtok - 7,6 kubických metrů za hodinu;
• způsoby připojení k kotli - hydraulický horizontální rozvaděč;
• konstantní teplota udržovaná automatizací po celý rok - 800 stupňů;
• přítomnost regulátoru tlaku - na vstupu každého z ventilů;
• druh potrubí - rozvody kov-plast, ocel pro dodávku tepla.

Pro pohodlí výpočtů můžete použít několik online programů nebo speciální kalkulačku. HERZ C.O. 3.5 považuje metodu lineární tlakové ztráty DanfossCO je vhodný pro systémy s přirozeným typem cirkulace. Ve výpočtech musíte vybrat parametry pro teplotu - stupně Kelvin nebo Celsius.

Průměr potrubí

Rozdíl mezi teplotou chlazené a horké chladicí kapaliny v systému dvou trubek je 20 stupňů. Plocha místnosti je 18 čtverců, stropy vysoké 2,7 m, topný okruh s nuceným oběhem. Výpočty se provádějí takto:

1. Definice průměrných údajů. Spotřeba energie je 1 kW na 30 m3, tepelná rezerva je 20%.
2. Výpočet objemu místnosti. 18 x 2,7 = 48,6 m3.
3. Stanovení nákladů na energii. 48,6 / 30 = 1,62 kW.
4. Hledejte výkonovou rezervu v chladném počasí. 1,62x20% = 0,324 kW.
5. Výpočet celkového výkonu. 1,62 + 0,324 = 1,944 kW.

Vhodné průměry potrubí lze zjistit z tabulky.

Celkový výkon	Rychlost chladicí kapaliny	Průměr potrubí
1226	0,3	8
1635	0,4	10
2044	0,5	12
2564	0,6	15
2861	0,7	20

Vyberte hodnotu celkového výkonu co nejblíže výsledku výpočtu.

Parametry tlaku

Celková tlaková ztráta je tlaková ztráta v každé sekci. Tato hodnota se vypočítá jako součet třecích ztrát pohybujícího se chladicího média a místního odporu. Algoritmus počítání:

1. Vyhledejte místní tlak v oblasti pomocí vzorce Darcy-Weisbach.
2. Vyhledejte koeficient hydraulického tření podle Alshutlova vzorce.
3. Použití tabulkových dat založených na materiálu potrubí.

Vnější průměr mm	Koeficient ztráty tření	Rychlost chladicí kapaliny, kg / h	Místní ztráty, kg / h
Ocelová trubka
13,5	5,095	229,04	0,0093
17	3,392	439,1	0,0025
21,3	2,576	681,74	0,0010
Elektrické potrubí
57	0,563	7193,82	0,0000094
76	0,379	13 552,38	0,0000026
Polyethylenová trubka
14	2,328	276,58	0,0063
16	1,853	398,27	0,0030
18	1,528	542,1	0,0016
20	1,293	708,04	0,00097

Kilogramy za hodinu lze převést na litry za minutu.

Hydraulické spojení

Hydraulické propojení je nezbytným krokem k vyrovnání ztrát vody. Výpočty se provádějí na základě projektovaného zatížení, odporu a technických parametrů potrubí, lokálního odporu úseků. Musíte také zvážit instalační charakteristiky ventilů.

Algoritmus pro výpočet technologie odporových charakteristik:

1. Výpočet tlakových ztrát na 1 kg / h chladicí kapaliny. Měří se v ∆P, Pa a jsou úměrné druhé mocnině průtoku vody v sekci G, kg / h.
2. Pomocí koeficientu lokálních odporů a sečtení všech parametrů.

Informace a dynamický tlak v potrubí naleznete v pokynech výrobce.

Funkce počítání počtu radiátorů

Pro výpočet počtu radiátorových prvků je nutné vzít v úvahu objem budovy, její konstrukční vlastnosti, materiál stěny a typ baterií. Například: panelový dům s tepelným tokem 0,041 kW. Je nutné vypočítat počet baterií pro místnost 6x4x4,5 m.

Algoritmus výpočtu:

1. Stanovení objemu místnosti. 6x4x2,5 = 60 m3.
2. Vynásobením plochy místnosti tepelným tokem pro výpočet optimálního množství tepelné energie Q. 60 × 0, 041 = 2,46 kW.
3. Vyhledejte počet sekcí N. Výsledek kroku č. 2 vydělte tepelným tokem jednoho radiátoru. 2,46 / 0,16 = 15,375 = 16 řezů.
4. Výběr parametrů radiátoru z tabulky.

Materiál	Výkon jedné sekce, W	Pracovní tlak, MPa
litina	110	6-9
hliník	175-199	10-20
trubková ocel	85	6-12
bimetal	199	35

Nejdelší životnost na lince je 10 let.

Výpočet výkonu kotle

Výpočet užitečného tepla pro vytápění každé místnosti zahrnuje výpočet výkonu topného systému. Po jeho rozpoznání můžete vytvořit optimální teplotní režim. Výkon kotle se vypočítá podle vzorce W = S x Wud / 10kde:

• S - indikátor oblasti místnosti;
• Wud - specifické parametry výkonu na 10 metrů krychlových v místnosti.

Specifický indikátor výkonu závisí na oblasti bydliště. Najdete ji v tabulce:

Oblast	Specifický výkon, W
Centrální	1,25-1,55
Severní	1,54-2,1
Jižní	0,75-0,94

Příklad výpočtu tepelné energie kotle připojeného k topnému systému pro místnost 100 čtverců ve střední oblasti bude: 100x1,25 / 10 = 12 kW.

Často se používá přibližný výpočet: kotel o výkonu 10 kW bude ohřívat 100 m2.

Jak vybrat topná zařízení

V externím provedení jsou topná zařízení podobná, ale při výběru musí být zohledněny konstrukční vlastnosti.

Konvekční zařízení

Ohřívače rychle vytvářejí teplo cirkulací vzduchu. Ve spodní části konvektoru jsou otvory pro přívod vzduchu, uvnitř pouzdra je topný prvek, topné proudy. Konvekční zařízení je:

• Plyn - připojuje se k hlavnímu vedení domu nebo válce. Jednotky jsou energeticky účinné, ale jejich instalace musí být koordinována s regulačními orgány.
• Voda - spojuje se zespodu nebo z boku, rychle se zahřívá. Zařízení nejsou vhodná pro místnosti s vysokými stropy.
• Elektrické - připojené k síti, mají účinnost až 95%, nízkou hlučnost. Nevýhodou je vysoká spotřeba energie.

1 kW / h energie se spotřebuje na vytápění 10 m2 plochy pomocí konvektorů.

Radiátorové systémy

Jsou připojeny k topným potrubím dolním, bočním nebo univerzálním způsobem. Vyrobeno z těchto materiálů:

• Hliník - lehký, rychle se zahřívá, tepelně odolný. Závitové připojení horního sacího ventilu je špatné kvality.
• Bimetal - vybaven ocelovým jádrem a hliníkovým tělem. Odolávají vysokému tlaku, ale jsou drahé.
• Litina - vyznačuje se vysokou tepelnou kapacitou a dlouhým chlazením.Nevýhody zařízení zahrnují pomalé zahřívání a vysokou hmotnost.

Hliníkové baterie nevydrží výkyvy tlaku a nejsou vhodné pro byty.

Instalace konvekčního radiátoru

Jsou realizovány propojením vody vytápěné podlahy a radiátorů a používají se ve venkovských domech v serverových oblastech. Účinné v topných koutech nebo prosklených místnostech. Pod okny můžete instalovat sekční (4-16 článkové) nebo panelové (pevné tělo) baterie. Teplé podlahy v prvním patře jsou pokryty keramickými dlaždicemi, ve druhém - jakýmkoli materiálem.

Pravidla pro instalaci topných těles

Požadavky na regulační instalaci jsou předepsány v několika SNiP a zahrnují:

1. Bezpečnostní sledování teploty radiátorů - ne více než 70 stupňů.
2. Vyjmutí baterií 10 cm od boku zdi, 6 cm od podlahy, 5 cm od dna zdi, 2,5 cm od omítky.
3. Přítomnost jmenovitého tepelného toku je o 60 W menší než vypočtený.
4. Vytváření spojení ve stejné místnosti.
5. Existence automatických seřizovacích kování v prostorách a ruční seřizování v koupelnách, koupelnách, šatnách, skladech.
6. Soulad se sklonem oční linky pohybem chladicí kapaliny o 5-10 mm.
7. Závitové připojení hliníkových a měděných zařízení.
8. Neustálé plnění systému chladicí kapalinou.

Dokumenty rovněž uváděly potřebu rutinní kontroly a čištění zařízení od prachu před začátkem topného období a jednou za 3-4 měsíce během provozu.

Tepelný výpočet pro vytápění je prováděn individuálně. Energetická účinnost, bezpečnost a snadné použití systému závisí na přesnosti a přesnosti výpočtů.