Beregning av kraften til varmekjeler for et privat hus

Komforten for mennesker som holder seg innendørs, spesielt i vintersesongen, avhenger i stor grad av temperaturen i den omkringliggende luften. Derfor, blant verktøyene som er utstyrt i boliglokaler, tar varmesystemet førsteplassen. Under urbane forhold løses problemene med oppvarming av leiligheter ofte på en sentralisert måte, men i private bygninger må eierne deres utstyre autonome varmesystemer, hvor hovedelementet er en varmtvannskjel. Det er fra de tekniske og økonomiske kjennetegnene til sistnevnte at den generelle systemytelsen avhenger.

Hvordan beregne kjeleeffekt

Kraften til varmekjelen er hovedindikatoren som kjennetegner dens evner forbundet med optimal oppvarming av rom under toppbelastning. Det viktigste her er å beregne riktig hvor mye varme som skal til for å varme dem opp. Bare i dette tilfellet vil det være mulig å velge riktig kjele for oppvarming av et privat hus etter kapasitet.

For å beregne kraften til kjelen for huset brukes forskjellige metoder der området eller volumet til de oppvarmede lokalene er lagt til grunn. Nyere ble den nødvendige kraften til en varmekjel bestemt ved å bruke de såkalte huskoeffisientene satt for forskjellige typer hus innenfor (W / kvm. M.):

• 130 ... 200 - hus uten varmeisolasjon;
• 90 ... 110 - hus med delvis isolert fasade;
• 50 ... 70 - hus bygget ved hjelp av teknologiene fra det 21. århundre.

Ved å multiplisere huset til huset med den tilsvarende huskoeffisienten, oppnår vi den nødvendige kraften til varmekjelen.

Beregning av kjeleeffekten i henhold til de geometriske dimensjonene til rommet

Beregn tentativt kraften til kjelen for å varme opp et hus etter dets område. Bruk formelen:

Wkot = S * Wud / 10hvor:

• Wkot - designkraft til kjelen, kW;
• S - totalareal på det oppvarmede rommet, kvm .;
• wud - den spesifikke effekten til kjelen, som utgjør hver 10 kvadratmeter. oppvarmet område.

I det generelle tilfellet antas det at avhengig av regionen der rommet befinner seg, er kjelenes spesifikke kraft (kW \ m. Kvadrat):

• for de sørlige regionene - 0,7 ... 0,9;
• for områder av midtbåndet - 1.0 ... 1.2;
• for Moskva og Moskva-regionen - 1,2 ... 1,5;
• for de nordlige regionene - 1,5 ... 2,0.

Ovennevnte formel for beregning av en kjele for oppvarming av et hus etter område brukes i tilfeller der varmtvannsberederen bare skal brukes til oppvarming av rom med en høyde på ikke mer enn 2,5 m.

Hvis det antas at det vil bli installert en dobbelkretsskjel i rommet, som i tillegg til oppvarming, skal gi brukerne varmt vann, må den beregnede designkraften økes med 25%.

Hvis høyden på de oppvarmede rommene overstiger 2,5 m, justeres det oppnådde resultatet ved å multiplisere det med koeffisienten Kv. Kv = N / 2,5, hvor N er den faktiske høyden på rommet, m.

I dette tilfellet er den endelige formelen som følger: P = (S * Wud / 10) * Qu

Denne metoden for å beregne den nødvendige kraften som kjelen skal ha, er egnet for små bygninger med isolert loft, tilstedeværelsen av varmeisolering av vegger og vinduer (doble vinduer), etc. I andre tilfeller kan resultatet oppnådd fra en omtrentlig beregning føre til at den kjøpte kjelen ikke vil kunne fungere normalt. I dette tilfellet bidrar overflødig eller utilstrekkelig kraft til en rekke uønskede problemer for brukeren:

• reduksjon av tekniske og økonomiske indikatorer på kjelen;
• funksjonsfeil i automatiseringssystemer;
• rask slitasje av deler og tilbehør;
• kondens i skorsteinen;
• tilstopping av skorstein ved produkter av ufullstendig forbrenning av drivstoff osv.;

For å oppnå mer nøyaktige resultater er det nødvendig å ta hensyn til mengden av faktisk varmetap gjennom individuelle elementer i bygninger (vinduer, dører, vegger, etc.).

Raffinert beregning av kjeleeffekten

Beregning av varmesystemet, som inkluderer en varmekjel, må utføres individuelt for hvert objekt. I tillegg til dets geometriske dimensjoner, er det viktig å ta hensyn til en rekke slike parametere:

• tilstedeværelsen av tvungen ventilasjon;
• klimasone;
• tilgjengeligheten av varmt vannforsyning;
• graden av isolasjon av individuelle elementer i objektet;
• tilstedeværelsen av loftet og kjelleren, etc.

Generelt sett er formelen for en mer nøyaktig beregning av kjeleeffekten som følger:

Wkot = Qt * Kzaphvor:

• Qt - varmetap av en gjenstand, kW.
• Kzap - sikkerhetsfaktor, hvis verdi anbefales for å øke konstruksjonskapasiteten til anlegget. Som regel ligger verdien i området 1,15 ... 1,20 (15-20%).

Forutsagt varmetap bestemmes av formlene:

Qt = V * ΔT * Kp / 860, V = S * H; Hvor:

• V - volumet på rommet, m3;
• AT - forskjellen mellom den ytre og den innvendige lufttemperaturen, ° C;
• kr - spredningskoeffisient, avhengig av graden av varmeisolering av gjenstanden.

Spredningskoeffisienten velges basert på bygningstype og graden av dens varmeisolasjon.

• Gjenstander uten varmeisolasjon: hangarer, trebrakker, bølgeblikkekonstruksjoner, etc. - Кр = 3.0 ... 4.0.
• Bygninger med lavt varmeisolasjonsnivå: vegger laget av en murstein, trevinduer, skifer- eller jerntak - Cr tilsvarer innen 2,0 ... 2.9.
• Hus med en gjennomsnittlig grad av varmeisolasjon: to-murvegger, et lite antall vinduer, et standard tak osv. - Cr er 1,0 ... 1,9.
• Moderne, godt isolerte bygninger: gulvvarme, doble vinduer osv. - Kr er i området 0,6 ... 0,9.

For å gjøre det enklere for forbrukerne å finne en varmekjel, plasserer mange produsenter spesielle kalkulatorer på sine nettsteder og forhandlers nettsteder. Med deres hjelp, etter å ha lagt inn nødvendig informasjon i de tilsvarende feltene, er det mulig å bestemme med stor grad av sannsynlighet hvilket område som er designet for eksempel for en 24 kW kjele.

Som regel beregner en slik kalkulator i henhold til følgende data:

• den gjennomsnittlige verdien av utetemperaturen i den kaldeste uken i vintersesongen;
• lufttemperatur inne i anlegget;
• tilstedeværelse eller fravær av varmt vannforsyning;
• data om tykkelsen på ytre vegger og tak;
• materialer som tak og yttervegger er laget av;
• takhøyde;
• geometriske dimensjoner på alle yttervegger;
• antall vinduer, størrelser og detaljert beskrivelse;
• informasjon om tilstedeværelse eller fravær av tvungen ventilasjon.

Etter å ha behandlet dataene vil kalkulatoren gi kunden den nødvendige kraften til varmekjelen, samt angi type og merke til enheten som oppfyller forespørselen. Et eksempel på beregning av linjen med gasskjeler designet for å varme opp hus i forskjellige størrelser er gitt i tabellen:

Merknad til kolonne 11: Ns - montert atmosfærisk kjele, A - gulvstående kjele, Nd - veggmontert turbo-kjele.

I henhold til ovennevnte metoder beregnes kapasiteten til gasskjelen. De kan imidlertid også brukes til å beregne effektegenskapene til vannvarmeenheter som opererer på andre typer drivstoff.

Regnskap for varmetap

Fra å begynne å utvikle et autonomt varmesystem, er det først nødvendig å finne ut hvor mye varme som går inn i gaten under de mest alvorlige frost gjennom de såkalte innelukkende strukturer. Disse inkluderer vegger, vinduer, gulv og tak. Bare ved å bestemme mengden varmetap, vil det være mulig å ivareta valget av en varmekilde med passende effekt.Man må huske på at tapet av varme fra en bygning i vintersesongen ikke bare skjer gjennom byggekonvolutter. En betydelig del av den genererte varmen (opptil 30%) blir brukt på å varme opp den kalde luften som kommer fra gaten på grunn av naturlig ventilasjon.

Den totale mengden varme som trengs for å varme opp rommet, bestemmes av formelen:

Q = Qconst + Qstarhvor:

• Qconstru - mengden varme som går tapt gjennom samme design, W;
• Qstar - mengden varme som brukes på å varme opp luften fra gaten, W.

Oppsummering av verdiene som er oppnådd som et resultat av beregningene, bestemmes den totale varmebelastningen på varmeanlegget til hele bygningen.

Alle målinger blir utført på utsiden av bygningen uten å fange hjørnene. Ellers vil beregningen av varmetap være unøyaktig.

Det er andre måter å varme lekkasje i lokalene, for eksempel gjennom en avtrekkshette, åpne dører og vinduer, sprekker i konstruksjoner, etc. Mengden varme som er tapt av disse grunner praktisk talt ikke overstiger 5% av det totale varmetapet og blir derfor ikke tatt med i beregningene .

Beregning av varmetap gjennom byggekonvolutter

Kompleksiteten i beregningen ligger i det faktum at den må utføres for hvert rom separat, nøye inspisere, måle og evaluere tilstanden til hvert av elementene i tilknytning til miljøet. Bare i dette tilfellet kan du ta hensyn til all varmen som forlater huset.

I henhold til resultatene fra målingene bestemmes arealet S for hvert element i bygningskonvolutten, som deretter settes inn i den grunnleggende formelen for å beregne mengden termisk energi som går tapt:

Qconstructor = 1 / R * (Tv-Tn) * S * (1 + ß), R = δ / λ; Hvor:

• R - termisk motstand av konstruksjonsmaterialet, m. S ° C / W;
• δ - termisk konduktivitet av konstruksjonsmaterialet, W / m ° C);
• λ - tykkelse på konstruksjonsmaterialet, m;
• S - området til det ytre gjerdet, kvm .;
• TV - innetemperatur, ° C;
• T - den laveste lufttemperaturen i vintersesongen, ° С;
• β - varmetap, som avhenger av bygningens orientering.

Hvis designen består av flere materialer, for eksempel en murvegg med isolasjon, beregnes den termiske motstandsverdien R separat for hvert av disse materialene, og deretter oppsummeres.

Varmetap avhengig av bygningens orientering velges ut fra hvor det omsluttende elementet er orientert:

• til nordsiden - β = 0,1;
• mot vest eller sørøst - β = 0,05;
• mot sør og om sørvest - β = 0.

Beregning av varmetap gjennom elementene i de lukkende strukturer blir utført for hvert rom i bygningen, og deretter oppsummerer de, oppnår de det forutsagte totale varmetapet i det. Etter det går de videre til beregningen i neste rom. Som et resultat av dette arbeidet vil eieren av huset være i stand til å identifisere måter for maksimal varmelekkasje og eliminere årsakene til deres forekomst.

Beregning av varmen brukt på oppvarming av ventilasjonsluften

Mengden varme som blir brukt på å varme opp ventilasjonsluften når i noen tilfeller 30% av det totale tapet av varmeenergi. Dette er en tilstrekkelig stor verdi, som er upassende å ignorere. For å beregne mengden varme som må brukes på oppvarming av tilluften, brukes formelen:

Qtrain = c * m * (Tv-Tn)hvor:

• c - varmekapasiteten til luftblandingen, hvis verdi er 0,28 W / kg ° C;
• m - massestrømningshastighet for luft som kommer inn i rommet fra gaten, kg.

Massestrømmen som kommer inn i rommet utenfra, bestemmes ved å anta at luften blir oppdatert i hele huset en gang i timen. I dette tilfellet, når de legger sammen volumene i alle rommene, får de den volumetriske strømningshastigheten for luft. Deretter overføres volumet til massen ved å bruke verdien på lufttettheten. Her er det nødvendig å ta hensyn til det faktum at tettheten av luft avhenger av dens temperatur.

Tilluftstemperatur ºС	– 25	– 20	– 15	– 10	-5	0	+ 5	+ 10
Tetthet, kg / m3	1,422	1,394	1,367	1,341	1,316	1,290	1,269	1,247

Ved å erstatte alle de kjente verdiene i formelen ovenfor, bestemme mengden varme som er nødvendig for å varme opp tilluften.

Vanlige feil

Beregning av et autonomt varmesystem er en kompleks prosess som består av flere sammenkoblede, fasede prosedyrer:

1. Beregning av varmetap av gjenstanden.
2. Fastsettelse av temperaturregimet til individuelle rom og bygningen som helhet.
3. Beregning av kraften til radiatorbatterier.
4. Hydraulisk beregning av varmesystemet.
5. Beregning av effekten til varmekjelen.
6. Bestemmelse av det totale volumet til det autonome varmesystemet.

Termisk beregning av et varmesystem er ikke teoretisk forskning, men et nøyaktig og underbygget resultat, med den praktiske implementeringen der du kan velge riktig nødvendige komponenter og utstyre et effektivt varmesystem som har fungert uten problemer i mange år.

Den viktigste feilen som mange eiere av private hus har gjort, er å ignorere noen stadier i beregningen. De tror at for å løse problemet er det nok å velge en kraftigere kjele, kun fokusere på dataene til en omtrentlig beregning av kapasiteten etter områdets område. En slik tilnærming er full av store driftskostnader og fører ofte til at kjelen vil fungere kontinuerlig, radiatorbatteriene blir varme og rommet vil være kaldt. I dette tilfellet er det nødvendig å gå tilbake til opprinnelig tilstand og foreta en fullstendig beregning av varmesystemet. Først etter dette kan vi begynne å eliminere manglene forårsaket av kritiske feil i beregningene.