El diseño de cualquier sistema de calefacción comienza con el cálculo de sus parámetros principales. En primer lugar, esto se refiere a la carga óptima en el suministro de calor. Por lo tanto, antes de comprar el equipo necesario, es necesario calcular la potencia del sistema de calefacción: calderas, radiadores, bombas, baterías.
¿Por qué es necesario calentar?
La tarea decisiva de realizar cálculos es optimizar más gastos. La potencia mínima requerida de la caldera de calefacción afectará directamente el consumo de energía. Pero los ahorros deben estar dentro de lo razonable.
El objetivo principal del suministro de calor es mantener un nivel de temperatura confortable en locales residenciales. Esto se ve afectado por la potencia nominal de los radiadores de hierro fundido, las pérdidas de calor del edificio y los parámetros de la caldera.
Para la correcta selección del equipo debe calcular correctamente sus parámetros. Esto se puede hacer usando programas especializados o independientemente, usando ciertas fórmulas.
Además, los expertos recomiendan calcular la capacidad de la caldera de calefacción y otros componentes del sistema para lo siguiente:
- Planificación de costos de equipo. Cuanto mayor sea la potencia nominal de la caldera o la transferencia de calor de la batería, mayor será su costo. Como resultado, esto afectará el presupuesto de todo el evento sobre la disposición del suministro de calor;
- Programación correcta de la carga en el sistema. El cálculo correcto de la potencia de la bomba para calefacción le permitirá conocer la carga máxima y mínima en el equipo al cambiar los factores externos: temperatura exterior, en las habitaciones de la casa;
- Actualización de sistema. Si hay grandes costos de calefacción, reducirlos es una prioridad para minimizar el mantenimiento. Para hacer esto, debe calcular la potencia de la batería de calefacción y otros componentes.
Habiendo decidido que sin calcular los datos básicos, es imposible proceder con la adquisición de material y accesorios para organizar el suministro de calor, debe elegir métodos de cálculo. Primero, las características de cada componente se reconocen individualmente: la caldera, la bomba del radiador. Luego, sus parámetros se ingresan en el programa de calefacción y se verifican nuevamente. Por el mismo método, se realiza el cálculo de calentar el invernadero.
El tipo de portador de energía utilizado afecta el cálculo de la potencia de una caldera de calefacción de gas. Se debe decidir de antemano qué tipo de gas se utilizará: principal o licuado.
Determinación de la pérdida de calor en el hogar.
En la primera etapa, es necesario calcular correctamente la cantidad de calor que pasará por las paredes exteriores, ventanas y puertas del edificio. El trabajo del suministro de calor debe compensar estas pérdidas y, en base a los datos obtenidos, se realizará un cálculo adicional de la capacidad de la bomba de circulación para calefacción, caldera y baterías.
El parámetro determinante es la resistencia a la transferencia de calor de paredes y estructuras de ventanas. Este es el indicador inverso de la conductividad térmica de los materiales. Es imposible hacer una selección de la potencia de una caldera de calefacción sin conocer estos valores. Por lo tanto, antes de comenzar los cálculos, debe averiguar el grosor de las paredes y el material del que están hechas.
Se recomienda que se familiarice con el contenido de SNiP II-3-79, así como con SNiP 23-02-2003. Estos documentos indican los valores estándar de resistencia a la transferencia de calor para varias regiones de Rusia. Al conocerlos, puede resolver la cuestión de cómo calcular la potencia de un radiador de calefacción.Cada material tiene un valor de transferencia de calor específico. Los datos sobre los más comunes para la construcción de edificios residenciales pueden tomarse de tablas estándar.
Pero esto no es suficiente para calcular aún más la potencia de los radiadores de calefacción de acero. Además, deberá averiguar el grosor de cada tipo de material utilizado para construir muros. La relación de este valor con el coeficiente de transferencia de calor será el valor deseado:
R = D / λ
Dónde R - resistencia a la transferencia de calor;re - espesor del material;Λ - resistencia a la transferencia de calor.
En el futuro, esto se utilizará para calcular la capacidad requerida de la caldera de calefacción. Se recomienda este paso de cálculo. Solo conociendo la resistencia real de las paredes puede determinar la potencia nominal de todo el sistema de calefacción.
Durante el cálculo, la característica de la rosa de los vientos de cada región específica no se tiene en cuenta. Los datos sobre esto afectan el cálculo solo para edificios de gran altura.
Características del cálculo de la potencia de varias calderas de calefacción.
Para la correcta selección de la potencia de la caldera de calefacción, se determina de antemano su ubicación de instalación, el tipo de sistema de suministro de calor (abierto, cerrado) y el tipo de combustible utilizado. Además, se tiene en cuenta el área total de la casa y su volumen. Estos datos le permitirán hacer cálculos de varias maneras.
El método más simple para calcular la potencia nominal de los equipos de calefacción es usar solo el área de la casa. Para esto, se toma una relación estándar de que para calentar 10 m² de una habitación es necesario gastar 1 kW de energía térmica. Este método solo funcionará para edificios con buen aislamiento térmico y alturas de techo estándar. Su desventaja es un gran error. Entonces, para una casa de 150 m², según el cálculo, la potencia de la caldera de calefacción deberá elegir un modelo de 15 kW.
Además, se aplica un factor de corrección, que depende de la ubicación del edificio. Entonces la fórmula final para calcular la potencia de una caldera de calentamiento de gas se verá así:
W = (S / 10) * K
Dónde W - potencia nominal de la caldera;S - área de la casa;K - factor de corrección.
Para las regiones centrales de Rusia, K = 0.13; Para las latitudes septentrionales del ego, el valor varía de 0.15 a 0.2. Al seleccionar la capacidad de la caldera de suministro de calor para las regiones del sur K = 0.08.
Los cálculos exactos solo se pueden hacer después de una determinación preliminar del coeficiente de transferencia de calor de las paredes. Esta técnica se ha descrito anteriormente. Primero, encontramos la diferencia de temperatura entre el aire calentado en la calle y en la casa - Δt. Entonces es necesario determinar la pérdida de calor. Se encuentran por la fórmula:
P = Δt / R
Dónde R - pérdida de calor en el hogar;Δt - diferencia de temperatura;R - coeficiente de resistencia a la transferencia de calor.
Además, para calcular la potencia de una caldera de calentamiento de gas, es necesario multiplicar el área de las paredes exteriores por la pérdida de calor. Como ejemplo, tome una casa con un área de pared de 127 m², el coeficiente de resistencia a la transferencia de calor es 0.502. El valor óptimo de Δt debería ser 55. En este caso, la pérdida de calor por 1 m² será igual a:
P = 55 / 0.505 = 108 W / m²
En base a esto, puede calcular la capacidad de la caldera de calefacción:
W = 127 * 108 = 13.7 kW
En el futuro, la carga en el sistema de calefacción se determina a varios valores de Δt. Se recomienda elegir un modelo de equipo con un pequeño margen de potencia: 10-15%. Esto expandirá el suministro de calor sin reemplazar la caldera y los radiadores.
Para apartamentos con aislamiento normal, puede tomar la proporción de 41 vatios de calor por 1 m³ de espacio en una casa de paneles y 38 vatios en un edificio de ladrillo. Si las paredes estaban aisladas, deberá hacer el cálculo anterior.
Cálculo de la potencia de radiadores y radiadores.
Pero además de la caldera, el rendimiento del suministro de calor se ve afectado por las características técnicas de otros componentes. Por lo tanto, debe saber cómo calcular la potencia de la batería de calefacción.De hecho, hay una transferencia térmica de energía del agua caliente al aire en la habitación.
Para calcular la potencia de las baterías de calefacción, es necesario determinar realmente su transferencia de calor. Este es el nombre del proceso de transferencia de calor de un cuerpo calentado al aire en una habitación. Hay varios factores que influyen en este indicador. El principal es el material de fabricación. Cuanto menor es la resistencia a la transferencia de calor de la batería, menor es la pérdida de calor. Sin embargo, junto con esto, se debe tener en cuenta el efecto del almacenamiento de energía. Esto se observa en estructuras de hierro fundido. Dado que para calcular la potencia de la batería de calefacción, es necesario conocer el nivel de llenado de agua caliente, se debe calcular el área total de la estructura. La transferencia de calor total también depende de esto.
Para los cálculos, es necesario determinar Δt mediante la siguiente fórmula:
Δt = ((Тпод-Тобр) / 2) -Тпом
Dónde Tpod, Tobr y Tpom - temperaturas en la entrega, tubería de retorno y en interiores.
Para calcular la potencia de los radiadores de calefacción de hierro fundido, necesitará el coeficiente de conductividad térmica de un material en particular y el área total de las estructuras. El primero puede tomarse de las tablas estándar. Para los modelos bimetálicos, el cálculo de la potencia del radiador de calefacción tiene en cuenta los núcleos de acero de las tuberías y la superficie de calentamiento de aluminio.
El cálculo se realiza de acuerdo con la siguiente fórmula:
Q = Δt * k * S
Dónde Q - calor específico del radiador;A - coeficiente de conductividad térmica;S - área total de la estructura.
De esta manera, se puede calcular la potencia de la batería de calefacción. Sin embargo, en la práctica esto es difícil, ya que varios factores permanecen desconocidos: el grosor real de la pared, elementos adicionales utilizados en la fabricación. Además, al calcular la capacidad de la batería de suministro de calor, no se tienen en cuenta las pérdidas de calor en la habitación.
La mayoría de los fabricantes indican la potencia nominal en el pasaporte del radiador. Pero esto se hace solo para un modo térmico de calefacción. Por lo tanto, tomando como base los datos del pasaporte del producto, puede calcular con precisión la potencia del radiador de suministro de calor.
Las tasas reales de transferencia de calor de la batería dependen de la instalación correcta. Al calcular la potencia de los radiadores de calefacción de acero, no se tiene en cuenta su ubicación con respecto al alféizar de la ventana, el piso y las paredes de la habitación.
Cálculo de la potencia de la bomba de circulación.
En sistemas cerrados de suministro de calor, la circulación del fluido es forzada. Antes de calcular la potencia de la bomba para calentar, es necesario elaborar un esquema de suministro de calor. Solo después de esto podemos comenzar a calcular.
Hay varios parámetros que determinan las características principales de este componente de calentamiento. La bomba está destinada a aumentar la velocidad del refrigerante en el sistema. Además, no debe crear cargas hidráulicas excesivas, aumentar el ruido. Por eso es tan importante calcular correctamente la potencia de la bomba para calefacción.
Para realizar los cálculos, debe conocer las siguientes características del equipo:
- Actuación. Caracteriza la cantidad de calor transferido por unidad de tiempo a través de tuberías utilizando una bomba de circulación;
- Resistencia hidraulica. Estas son pérdidas de presión en la red eléctrica debido a la fricción del agua en la superficie interna de los componentes de suministro de calor. Al calcular la potencia de la bomba para calentar, este indicador es uno de los determinantes, ya que el caudal del refrigerante depende de ello;
- El consumo de energía. Está indicado por el fabricante en el pasaporte del dispositivo. Está determinado por las características del motor eléctrico conectado al rotor de la bomba.
En la primera etapa de cálculo de la potencia de la bomba de circulación para calentar, se debe calcular el rendimiento. Para hacer esto, debe averiguar la salida de calor necesaria del sistema de suministro de calor. Los cálculos de rendimiento se realizan de acuerdo con la siguiente fórmula:
Q = (0.86 * R) / (Tpod-Tob)
Dónde Q - rendimiento del dispositivo;R - potencia térmica estimada, W;Tpod y Tob - temperatura del agua en las tuberías de calefacción de suministro y retorno.
El factor principal que afecta el rendimiento de la bomba es la potencia térmica del sistema. Es mejor calcularlo con la mayor precisión posible para evitar comprar un dispositivo con parámetros inapropiados. Además, el cálculo de la potencia de la bomba para el suministro de calor se ve afectado por las características del refrigerante. En el caso de utilizar anticongelantes, el indicador nominal debe aumentarse en un 10-15%, ya que su densidad es mucho mayor que la del agua destilada.
La resistencia hidráulica de la bomba de circulación está determinada por la siguiente fórmula:
H = 1.3 * (R1 * L1 + R2 * L2 + ... Z1 + Z2) / 10000
Dónde R1 yR2 - pérdida de presión en las secciones de suministro y retorno de la línea;L1 y L2 - la longitud de las tuberías;Z1 y Z2 - resistencia hidráulica de los componentes del sistema.
El último indicador para calcular la potencia de la bomba para el suministro de calor puede tomarse del pasaporte del dispositivo. Si no hay ninguno, se recomienda utilizar los datos de la tabla.
|
Componente de calentamiento |
Resistencia hidráulica, Pa |
| Caldera | 1000 a 2000 |
| Válvula termostática | 5000 a 10000 |
| Mezclador | 2000 a 4000 |
| sensor de temperatura | 1000 a 1500 |
Los fabricantes indican resistencia hidráulica en la magnitud de la columna de agua. Aquellos. Este es un indicador de potencia, que puede elevar el agua en una tubería vertical hasta cierto nivel.
Al calcular la potencia de la bomba de circulación para el suministro de calor, no se tiene en cuenta la presencia de varios modos de velocidad. Aunque en la práctica, utilizando esta función del dispositivo, puede optimizar la velocidad del refrigerante, equilibrando así todo el sistema.
¿Es difícil hacer un cálculo preciso de calentar una casa o un invernadero por sí solo? Además de los métodos anteriores, se recomienda utilizar programas especializados para el suministro de calor. Esto verificará los resultados y alcanzará la máxima precisión de los cálculos.
El video muestra un ejemplo de cálculo de la potencia de calefacción utilizando un programa especializado:
