Jak optimalizovat náklady na vytápění? Tento problém je řešen pouze integrovaným přístupem, který zohledňuje všechny parametry systému, budovy a klimatické vlastnosti regionu. V tomto případě je nejdůležitější složkou tepelné zatížení vytápění: výpočet hodinových a ročních ukazatelů je zahrnut do systému pro výpočet účinnosti systému.
Proč potřebujete znát tento parametr
Jaký je výpočet tepelné zátěže pro vytápění? Určuje optimální množství tepelné energie pro každou místnost a budovu jako celek. Proměnné jsou výkon topného zařízení - kotel, radiátory a potrubí. Zohledněny jsou také tepelné ztráty doma.
V ideálním případě by tepelný výkon topného systému měl kompenzovat všechny tepelné ztráty při zachování pohodlné úrovně teploty. Před provedením výpočtu roční tepelné zátěže je tedy třeba určit hlavní faktory, které ji ovlivňují:
- Popis konstrukčních prvků domu. Vnější stěny, okna, dveře, ventilační systém ovlivňují úroveň tepelných ztrát;
- Rozměry domu. Je logické předpokládat, že čím větší je místnost, tím intenzivnější by měl systém vytápění fungovat. Důležitým faktorem je nejen celkový objem každé místnosti, ale také oblast vnějších stěn a okenních struktur;
- Podnebí v regionu. S relativně malými poklesy teploty venku je zapotřebí malé množství energie, aby se kompenzovaly tepelné ztráty. Ty. Maximální hodinová topná zátěž přímo závisí na stupni poklesu teploty v určitém časovém období a průměrné roční hodnotě pro topnou sezónu.
Vzhledem k těmto faktorům se sestavuje optimální tepelný režim topného systému. Shrneme-li vše výše, můžeme říci, že stanovení tepelné zátěže na vytápění je nutné ke snížení spotřeby energie a udržení optimální úrovně vytápění v prostorách domu.
Pro výpočet optimálního tepelného zatížení agregovanými ukazateli potřebujete znát přesný objem budovy. Je důležité si uvědomit, že tato technika byla vyvinuta pro velké struktury, takže chyba výpočtu bude velká.
Volba metod výpočtu
Před výpočtem zatížení vytápění podle agregovaných ukazatelů nebo s vyšší přesností je nutné zjistit doporučené teplotní podmínky pro bytový dům.
Při výpočtu vlastností vytápění se musíte řídit normami SanPiN 2.1.2.2645-10. Na základě tabulky je v každé místnosti domu nutné zajistit optimální teplotní režim vytápění.
Metody, kterými se provádí výpočet hodinového vytápění, mohou mít různé stupně přesnosti. V některých případech se doporučuje použít poměrně složité výpočty, v důsledku čehož bude chyba minimální. Pokud optimalizace nákladů na energii není v návrhu vytápění prioritou, můžete použít méně přesná schémata.
Při výpočtu hodinového zatížení vytápění je třeba vzít v úvahu denní změnu teploty na ulici. Chcete-li zlepšit přesnost výpočtu, musíte znát technické vlastnosti budovy.
Jednoduché způsoby výpočtu tepelné zátěže
K optimalizaci parametrů topného systému nebo ke zlepšení tepelně izolačních vlastností domu je třeba provést výpočet tepelného zatížení. Po jeho zavedení jsou vybrány určité způsoby regulace tepelného zatížení vytápění.Pro výpočet tohoto parametru topného systému zvažte beznákladné metody.
Závislost topného výkonu na ploše
U domu se standardní velikostí místnosti, výškou stropu a dobrou tepelnou izolací můžete použít známý poměr plochy místnosti k požadovanému tepelnému výkonu. V tomto případě bude nutné vyrobit 1 kW tepla na 10 m². Na dosažený výsledek musí být použit korekční faktor v závislosti na klimatické zóně.
Předpokládejme, že se dům nachází v oblasti Moskvy. Jeho celková plocha je 150 m². V tomto případě bude hodinová tepelná zátěž pro vytápění rovná:
15 * 1 = 15 kW / h
Hlavní nevýhodou této metody je velká chyba. Při výpočtu se nezohledňují změny v povětrnostních faktorech a vlastnostech budovy - odolnost stěn a oken proti přenosu tepla. Proto se v praxi nedoporučuje používat.
Zvětšený výpočet tepelné zátěže budovy
Zvětšený výpočet tepelného zatížení se vyznačuje přesnějšími výsledky. Zpočátku byl použit pro předběžný výpočet tohoto parametru, když není možné určit přesnou charakteristiku budovy. Obecný vzorec pro stanovení tepelné zátěže pro vytápění je uveden níže:
Kde q ° - specifická tepelná charakteristika struktury. Hodnoty musí být převzaty z příslušné tabulky,a - výše uvedený korekční faktor,Vн - vnější objem budovy, m³,Tvn a Tnro - teplotní hodnoty uvnitř domu a na ulici.
Předpokládejme, že je nutné vypočítat maximální hodinovou zátěž pro vytápění v domě s objemem 480 m³ na vnějších stěnách (plocha 160 m², dvoupodlažní dům). V tomto případě bude tepelná charakteristika rovna 0,49 W / m³ * C. Korekční faktor a = 1 (pro Moskevskou oblast). Optimální teplota uvnitř obývacího pokoje (TV) by měla být + 22 ° C. Teplota na ulici bude -15 ° C. Používáme vzorec pro výpočet hodinového vytápění za hodinu:
Q = 0,49 * 1 * 480 (22 + 15) = 9 408 kW
Ve srovnání s předchozím výpočtem je výsledná hodnota menší. Zohledňuje však důležité faktory - teplotu uvnitř, venku, celkový objem budovy. Podobné výpočty lze provést pro každou místnost. Metodika výpočtu tepelného zatížení agregovanými ukazateli umožňuje určit optimální výkon pro každý radiátor v jedné místnosti. Pro přesnější výpočet potřebujete znát průměrné hodnoty teploty pro konkrétní oblast.
Tuto metodu výpočtu lze použít pro výpočet hodinového tepelného zatížení pro vytápění. Získané výsledky však neposkytnou optimálně přesnou hodnotu tepelné ztráty budovy.
Přesné výpočty tepelného zatížení
Tento výpočet optimálního tepelného zatížení pro vytápění však neposkytuje požadovanou přesnost výpočtu. Nezohledňuje nejdůležitější parametr - vlastnosti budovy. Hlavním je tepelný odpor materiálu použitého k výrobě jednotlivých prvků domu - stěny, okna, strop a podlaha. Určují stupeň zachování tepelné energie přijaté z chladicího média topného systému.
Co je odpor přenosu tepla (R)? Toto je reciproční tepelná vodivost (λ) - možnosti struktury materiálu pro přenos tepelné energie. Ty. čím větší je hodnota tepelné vodivosti, tím vyšší jsou tepelné ztráty. Pro výpočet ročního tepelného zatížení nelze tuto hodnotu použít, protože nezohledňuje tloušťku materiálu (d) Proto specialisté používají parametr odporu přenosu tepla, který se vypočítá podle následujícího vzorce:
R = d / λ
Výpočet stěny a okna
Existují standardizované hodnoty tepelného odporu stěn, které přímo závisí na oblasti, kde se dům nachází.
Na rozdíl od rozšířeného výpočtu tepelného zatížení musíte nejprve vypočítat odpor přenosu tepla pro vnější stěny, okna, přízemí a podkroví. Bereme jako základ následující charakteristiky domu:
- Oblast zdi - 280 m². Zahrnuje okna - 40 m²;
- Materiál stěny - pevná cihla (λ=0.56) Vnější tloušťka stěny - 0,36 m. Na základě toho vypočítáme odpor televizního pořadu - R = 0,36 / 0,56 = 0,64 m² * C / W;
- Pro zlepšení tepelně izolačních vlastností byla nainstalována vnější izolace - expandovaný polystyren 100 mm. Pro něj λ=0,036. Respektivně R = 0,1 / 0,036 = 2,72 m² * C / W;
- Celková hodnota R pro vnější stěny je stejný 0,64+2,72= 3,36 což je velmi dobrý ukazatel tepelné izolace doma;
- Odolnost proti přenosu tepla z okna - 0,75 m² * C / W (dvojité prosklené okno s argonovou výplní).
Tepelná ztráta stěnami bude ve skutečnosti:
(1 / 3,36) * 240 + (1 / 0,75) * 40 = 124 W při teplotním rozdílu 1 ° C
Ukazatele teploty bereme stejně jako u integrovaného výpočtu topného zatížení + 22 ° C v místnosti a -15 ° C v ulici. Další výpočet musí být proveden podle následujícího vzorce:
124 * (22 + 15) = 4,96 kW / h
Výpočet ventilace
Pak musíte vypočítat ztrátu ventilací. Celkový objem vzduchu v budově je 480 m³. Kromě toho je jeho hustota přibližně rovná 1,24 kg / m3. Ty. jeho hmotnost je 595 kg. V průměru dochází k pětinásobné obnově vzduchu za den (24 hodin). V tomto případě je pro výpočet maximálního hodinového zatížení pro vytápění nutné vypočítat tepelné ztráty pro větrání:
(480 x 40 x 5) / 24 = 4 000 kJ nebo 1,11 kW / h
Souhrn všech získaných ukazatelů ukazuje celkovou tepelnou ztrátu domu:
4,96 + 1,11 = 6,07 kW / h
To určuje přesné maximální tepelné zatížení pro vytápění. Získaná hodnota přímo závisí na teplotě v ulici. Proto pro výpočet ročního zatížení topného systému je nutné vzít v úvahu změny povětrnostních podmínek. Pokud je průměrná teplota během topné sezóny -7 ° С, bude se konečné topné zatížení rovnat:
(124 * (22 + 7) + ((480 * (22 + 7) * 5) / 24)) / 3600) * 24 * 150 (dny topné sezóny) = 15843 kW
Změnou teplotních hodnot můžete provést přesný výpočet tepelné zátěže pro jakýkoli topný systém.
K výsledkům je třeba přidat hodnotu tepelné ztráty přes střechu a podlahu. To lze provést s korekčním faktorem 1,2 - 6,07 * 1,2 = 7,3 kW / h.
Získaná hodnota označuje skutečné náklady na energii během provozu systému. Existuje několik způsobů, jak regulovat tepelné zatížení vytápění. Nejúčinnější z nich je snížení teploty v místnostech, kde není trvalá přítomnost obyvatel. To lze provést pomocí regulátorů teploty a nainstalovaných snímačů teploty. Zároveň by však měl být v budově instalován dvou trubkový topný systém.
Pro výpočet přesné hodnoty tepelných ztrát můžete použít specializovaný program Valtec. Video záběry ukazují příklad práce s ní.
