Cilvēku, kas uzturas telpās, ērtības, it īpaši ziemas sezonā, lielā mērā ir atkarīgs no apkārtējā gaisa temperatūras. Tāpēc starp komunālajiem pakalpojumiem, kas ir aprīkoti dzīvojamās telpās, apkures sistēma ieņem pirmo vietu. Pilsētas apstākļos dzīvokļu apsildīšanas jautājumi visbiežāk tiek risināti centralizēti, bet privātajās ēkās to īpašniekiem jāaprīko autonomas apkures sistēmas, kuru galvenais elements ir karstā ūdens katls. Kopējās sistēmas veiktspēja ir atkarīga no pēdējiem tehniskajiem un ekonomiskajiem raksturlielumiem.
Kā aprēķināt katla jaudu
Apkures katla jauda ir galvenais rādītājs, kas raksturo tā iespējas, kas saistītas ar optimālu telpu apsildīšanu maksimālās slodzes laikā. Šeit galvenais ir pareizi aprēķināt, cik daudz siltuma būs nepieciešams, lai tos sildītu. Tikai šajā gadījumā būs iespējams izvēlēties pareizo katlu privātmājas sildīšanai pēc jaudas.
Lai aprēķinātu katla jaudu mājai, tiek izmantotas dažādas metodes, kurās par pamatu ņem apsildāmo telpu platību vai tilpumu. Nesen apkures katla nepieciešamā jauda tika noteikta, izmantojot tā sauktos māju koeficientus, kas noteikti dažādiem māju tipiem (W / kv.m):
- 130 ... 200 - mājas bez siltumizolācijas;
- 90 ... 110 - mājas ar daļēji siltinātu fasādi;
- 50 ... 70 - mājas, kas uzceltas, izmantojot 21. gadsimta tehnoloģijas.
Reizinot mājas platību ar atbilstošo mājas koeficientu, iegūstam nepieciešamo apkures katla jaudu.
Katla jaudas aprēķins pēc telpas ģeometriskajiem izmēriem
Tentavatīvi aprēķiniet katla jaudu mājas apsildīšanai pēc tā platības. Izmantojiet formulu:
Wkot = S * Wud / 10kur:
- Wkot - katla projektētā jauda, kW;
- S - apsildāmās telpas kopējā platība, kv.m .;
- Wud - katla īpatnējā jauda, kas sastāda uz katriem 10 kvadrātmetriem. apsildāmā platība.
Parasti tiek pieņemts, ka atkarībā no reģiona, kurā atrodas telpa, katla īpatnējā jauda ir (kW / m 2):
- dienvidu reģioniem - 0,7 ... 0,9;
- vidējās joslas laukumiem - 1,0 ... 1,2;
- Maskavai un Maskavas reģionam - 1,2 ... 1,5;
- ziemeļu reģioniem - 1,5 ... 2,0.
Iepriekš minētā formula katla aprēķināšanai mājas apsildīšanai pēc platības tiek izmantota gadījumos, kad ūdens sildīšanas ierīci izmantos tikai tādu telpu apsildīšanai, kuru augstums nepārsniedz 2,5 m.
Ja tiek pieņemts, ka telpā tiks uzstādīts dubultās ķēdes katls, kuram papildus apkurei vajadzētu arī lietotājiem nodrošināt karstu ūdeni, aprēķinātā projektētā jauda jāpalielina par 25%.
Ja apsildāmo telpu augstums pārsniedz 2,5 m, tad iegūto rezultātu koriģē, reizinot to ar koeficientu Kv. Kv = N / 2,5, kur N ir faktiskais telpas augstums, m.
Šajā gadījumā galīgā formula ir šāda: P = (S * Wud / 10) * Qu
Šī katla vajadzīgās jaudas aprēķināšanas metode ir piemērota mazām ēkām ar siltinātiem bēniņiem, sienu un logu siltumizolācijai (stikla pakešu logiem) utt. Citos gadījumos aptuvena aprēķina rezultāts var izraisīt ka iegādātais katls nespēs normāli darboties. Šajā gadījumā pārāk liela vai nepietiekama jauda lietotājiem rada vairākas nevēlamas problēmas:
- katla tehnisko un ekonomisko rādītāju samazināšana;
- automātikas sistēmu darbības traucējumi;
- detaļu un piederumu ātrs nodilums;
- kondensācija skurstenī;
- skursteņa aizsērēšana ar nepilnīgas degvielas sadegšanas produktiem utt .;
Lai iegūtu precīzākus rezultātus, ir jāņem vērā faktisko siltuma zudumu daudzums caur atsevišķiem ēku elementiem (logiem, durvīm, sienām utt.).
Pilnveidots katla jaudas aprēķins
Apkures sistēmas, kas ietver apkures katlu, aprēķins jāveic katram objektam atsevišķi. Papildus ģeometriskajiem izmēriem ir svarīgi ņemt vērā arī vairākus šādus parametrus:
- piespiedu ventilācijas klātbūtne;
- klimatiskā zona;
- karstā ūdens piegādes pieejamība;
- objekta atsevišķu elementu izolācijas pakāpe;
- bēniņu un pagraba klātbūtne utt.
Kopumā precīzāka katla jaudas aprēķināšanas formula ir šāda:
Wkot = Qt * Kzapkur:
- Qt - objekta siltuma zudumi, kW.
- Kzaps - drošības koeficients, kura vērtība ir ieteicama, lai palielinātu objekta projektēto jaudu. Parasti tā vērtība ir diapazonā no 1,15 ... 1,20 (15-20%).
Paredzamos siltuma zudumus nosaka pēc formulas:
Qt = V * ΔT * Kp / 860, V = S * H; Kur:
- V - telpas tilpums, m3;
- ΔT - starpība starp ārējo un iekšējo gaisa temperatūru, ° C;
- Kr - izkliedes koeficients, atkarībā no objekta siltumizolācijas pakāpes.
Izkliedes koeficients tiek izvēlēts, pamatojoties uz ēkas veidu un tās siltumizolācijas pakāpi.
- Objekti bez siltumizolācijas: angāri, koka kazarmas, gofrētas dzelzs konstrukcijas utt. - Кр = 3,0 ... 4,0.
- Ēkas ar zemu siltumizolācijas līmeni: sienas no viena ķieģeļa, koka logi, šīfera vai dzelzs jumti - Cr vienāds ar precizitāti 2,0 ... 2,9.
- Mājas ar vidējo siltumizolācijas pakāpi: divu ķieģeļu sienas, neliels logu skaits, standarta jumts utt. - Cr ir 1,0 ... 1,9.
- Mūsdienīgas, labi izolētas ēkas: grīdas apsilde, stikla pakešu logi utt. - Kr ir diapazonā no 0,6 līdz 0,9.
Lai patērētājiem būtu vieglāk atrast apkures katlu, daudzi ražotāji savās vietnēs un izplatītāju vietnēs ievieto īpašus kalkulatorus. Ar viņu palīdzību, ievadot nepieciešamo informāciju attiecīgajos laukos, ir iespējams ar lielu varbūtību noteikt, kāds laukums paredzēts, piemēram, 24 kW katlam.
Parasti šāds kalkulators aprēķina pēc šādiem datiem:
- vidējā āra temperatūras vērtība aukstākajā nedēļā ziemas sezonā;
- gaisa temperatūra objektā;
- karstā ūdens piegādes esamība vai neesamība;
- dati par ārsienu un griestu biezumu;
- materiāli, no kuriem izgatavoti griesti un ārsienas;
- griestu augstums;
- visu ārsienu ģeometriskie izmēri;
- logu skaits, to izmēri un detalizēts apraksts;
- informācija par piespiedu ventilācijas esamību vai neesamību.
Apstrādājot datus, kalkulators klientam piešķirs nepieciešamo apkures katla jaudu, kā arī norādīs pieprasījumam atbilstošās vienības tipu un zīmolu. Gāzes katlu līnijas aprēķināšanas piemērs, kas paredzēts dažāda lieluma māju apsildīšanai, ir sniegts tabulā:
Piezīme 11. slejai: Ns - uzstādīts atmosfēras katls, A - stāvošs katls, Nd - sienas piestiprināms katls ar turbokompresoru.
Saskaņā ar iepriekšminētajām metodēm tiek aprēķināta gāzes katla jauda. Tomēr tos var izmantot arī, lai aprēķinātu ūdens sildīšanas iekārtu jaudas raksturlielumus, kas darbojas ar cita veida degvielu.
Siltuma zudumu uzskaite
Sākot attīstīt autonomu apkures sistēmu, vispirms ir jānoskaidro, cik daudz siltuma caur tā sauktajām norobežojošajām konstrukcijām vissmagāko salnu laikā nonāk uz ielas. Tie ietver sienas, logus, grīdu un jumtu. Tikai nosakot siltuma zudumu daudzumu, būs iespējams piedalīties atbilstošas enerģijas siltuma avota izvēlē.Jāpatur prātā, ka ēkas siltumenerģijas zudums ziemas sezonā notiek ne tikai ar ēkas norobežojošo konstrukciju palīdzību. Ievērojama daļa saražotā siltuma (līdz 30%) tiek iztērēta aukstā gaisa sildīšanai, kas dabiskas ventilācijas dēļ nāk no ielas.
Kopējo siltumenerģijas daudzumu, kas nepieciešams telpas apsildīšanai, nosaka pēc formulas:
Q = Qconst + Qstarkur:
- Qconstru - siltuma daudzums, kas zaudēts ar to pašu dizainu, W;
- Qstar - siltuma daudzums, kas iztērēts, lai sildītu gaisu, kas nāk no ielas, W.
Apkopojot aprēķinu rezultātā iegūtās vērtības, tiek noteikta kopējā ēkas apkures sistēmas kopējā siltuma slodze.
Visi mērījumi tiek veikti ēkas ārpusē, nezaudējot tvertņu stūrus. Pretējā gadījumā siltuma zudumu aprēķins būs kļūdains.
Ir arī citi siltuma noplūdes veidi telpās, piemēram, caur tvaika nosūcēju, atvērtām durvīm un logiem, konstrukciju plaisām utt. Tomēr šo iemeslu dēļ zaudētais siltuma daudzums praktiski nepārsniedz 5% no kopējiem siltuma zudumiem, un tāpēc aprēķinos to neņem vērā. .
Siltuma zudumu aprēķins, izmantojot ēkas norobežojošās konstrukcijas
Aprēķina sarežģītība slēpjas faktā, ka tas jāveic katrai telpai atsevišķi, rūpīgi pārbaudot, izmērot un novērtējot katra tā videi blakus esošā elementa stāvokli. Tikai šajā gadījumā jūs varat ņemt vērā visu siltumu, kas iziet no mājas.
Saskaņā ar mērījumu rezultātiem tiek noteikts katra aploksnes elementa S laukums S, kuru pēc tam ievieto pamatformulā zaudētās siltumenerģijas daudzuma aprēķināšanai:
Qkonstruktors = 1 / R * (Tv-Tn) * S * (1 + Σβ), R = δ / λ; Kur:
- R - konstrukcijas materiāla siltumizturība, m. ° C / W;
- δ - konstrukcijas materiāla siltumvadītspēja, W / m ° C);
- λ - konstrukcijas materiāla biezums, m;
- S - ārējā žoga platība, kv. m .;
- Tv - gaisa temperatūra telpās, ° C;
- T - zemākā gaisa temperatūra ziemas sezonā, ° С;
- β - siltuma zudumi, kas ir atkarīgi no ēkas orientācijas.
Ja dizains sastāv no vairākiem materiāliem, piemēram, ķieģeļu sienas ar izolāciju, siltumizturības vērtību R aprēķina katram no šiem materiāliem atsevišķi un pēc tam summē.
Siltuma zudumus atkarībā no ēkas orientācijas izvēlas, ņemot vērā norobežojošā elementa orientāciju:
- uz ziemeļu pusi - β = 0,1;
- uz rietumiem vai dienvidaustrumiem - β = 0,05;
- uz dienvidiem un vai dienvidrietumos - β = 0.
Siltuma zudumu aprēķināšana caur norobežojošo konstrukciju elementiem tiek veikta katrai ēkas telpai, un, tos summējot, iegūst prognozētos kopējos siltuma zudumus tajā. Pēc tam viņi dodas uz aprēķinu nākamajā telpā. Šī darba rezultātā mājas īpašnieks varēs noteikt maksimālas siltuma noplūdes veidus un novērst to rašanās cēloņus.
Ventilācijas gaisa sildīšanai patērētā siltuma aprēķins
Siltuma daudzums, kas tiek tērēts ventilācijas gaisa sildīšanai, dažos gadījumos sasniedz 30% no kopējiem siltumenerģijas zudumiem. Šī ir pietiekami liela vērtība, kuru nav ieteicams ignorēt. Lai aprēķinātu siltuma daudzumu, kas būs jāiztērē pieplūdes gaisa sildīšanai, izmanto formulu:
Qtrain = c * m * (Tv-Tn)kur:
- c - gaisa maisījuma siltuma jauda, kuras vērtība ir 0,28 W / kg ° C;
- m - telpā ieplūstošā gaisa masas plūsmas ātrums, kg.
Gaisa masas plūsmu, kas telpā ienāk no ārpuses, nosaka, pieņemot, ka gaiss visā mājā tiek atjaunots reizi stundā. Šajā gadījumā, saskaitot visu telpu tilpumus, iegūst gaisa tilpuma plūsmas ātrumu. Pēc tam, izmantojot gaisa blīvuma vērtību, tā tilpums tiek pārnests uz masu. Šeit ir jāņem vērā fakts, ka gaisa blīvums ir atkarīgs no tā temperatūras.
| Pieplūdes gaisa temperatūra ºС | – 25 | – 20 | – 15 | – 10 | -5 | 0 | + 5 | + 10 |
| Blīvums, kg / m3 | 1,422 | 1,394 | 1,367 | 1,341 | 1,316 | 1,290 | 1,269 | 1,247 |
Aizstājot visas iepriekšminētajā formulā zināmās vērtības, nosaka siltuma daudzumu, kas nepieciešams pieplūdes gaisa sildīšanai.
Izplatītas kļūdas
Autonomā apkures sistēmas aprēķināšana ir sarežģīts process, kas sastāv no vairākām savstarpēji savienotām, fāzētām procedūrām:
- Objekta siltuma zudumu aprēķins.
- Temperatūras režīma noteikšana atsevišķām telpām un ēkai kopumā.
- Apkures radiatora akumulatoru jaudas aprēķins.
- Apkures sistēmas hidrauliskais aprēķins.
- Apkures katla jaudas aprēķins.
- Autonomās apkures sistēmas kopējā tilpuma noteikšana.
Apkures sistēmas termiskais aprēķins nav teorētisks pētījums, bet precīzs un pamatots rezultāts, kura praktiska ieviešana ļaus pareizi izvēlēties visus nepieciešamos komponentus un aprīkot efektīvu apkures sistēmu, kas daudzus gadus darbojas bez problēmām.
Galvenā kļūda, ko izdarījuši daudzi privātmāju īpašnieki, ir dažu aprēķina posmu ignorēšana. Viņi uzskata, ka problēmas risināšanai ir pietiekami izvēlēties jaudīgāku katlu, koncentrējoties tikai uz datiem par aptuvenu tā jaudas aprēķinu pēc telpas platības. Šāda pieeja ir pārpildīta ar pārmērīgām ekspluatācijas izmaksām un bieži noved pie tā, ka katls strādās nepārtraukti, radiatora akumulatori būs karsti, un telpa būs auksta. Šajā gadījumā ir nepieciešams atgriezties sākotnējā stāvoklī un veikt pilnīgu apkures sistēmas aprēķinu. Tikai pēc tam mēs varam sākt novērst trūkumus, ko rada aprēķinu kritiskas kļūdas.
