Do ogrzania pomieszczenia wymagane są urządzenia grzewcze o odpowiedniej mocy. Obliczenie obciążenia cieplnego do ogrzewania budynku pozwala dokładnie określić, jakiej mocy będzie potrzebować kocioł, jakie grzejniki należy zainstalować i jaki schemat ogrzewania będzie najbardziej efektywny. Przy obliczaniu bierze się pod uwagę wiele czynników.
Koncepcje obciążenia cieplnego
Ogrzewanie pomieszczeń jest kompensacją strat ciepła. Przez ściany, fundamenty, okna i drzwi ciepło jest stopniowo usuwane. Im niższa temperatura zewnętrzna, tym szybciej zachodzi przenoszenie ciepła na zewnątrz. Aby utrzymać komfortową temperaturę wewnątrz budynku, zainstalowane są grzejniki. Ich wydajność powinna być wystarczająco wysoka, aby blokować utratę ciepła.
Obciążenie cieplne definiuje się jako sumę strat ciepła w budynku równą wymaganej mocy grzewczej. Po obliczeniu, ile i jak dom traci ciepło, dowiedzą się o mocy systemu grzewczego. Łączna wartość to za mało. Pokój z 1 oknem traci mniej ciepła niż pokój z 2 oknami i balkonem, więc wskaźnik jest obliczany dla każdego pokoju osobno.
W obliczeniach należy wziąć pod uwagę wysokość sufitu. Jeśli nie przekracza 3 m, obliczyć wielkość obszaru. Jeśli wysokość wynosi od 3 do 4 m, natężenie przepływu jest uwzględniane objętościowo.
Czynniki wpływające na TH
Wiele czynników wpływa na utratę ciepła:
- Fundament - wersja izolowana zatrzymuje ciepło w domu, izolacja przechodzi do 20%.
- Ściana - porowaty beton lub beton z drewna ma znacznie niższą przepustowość niż ściana z cegieł. Cegła z czerwonej gliny lepiej zatrzymuje ciepło niż cegła silikatowa. Ważna jest również grubość przegrody: ściana z cegły o grubości 65 cm i pianobeton o grubości 25 cm ma ten sam poziom strat ciepła.
- Ocieplenie - izolacja termiczna znacząco zmienia obraz. Zewnętrzna izolacja pianką poliuretanową - arkusz o grubości 25 mm - jest równa skuteczności z drugą ścianą z cegły o grubości 65 cm, a wykończenie korkiem wewnątrz - arkusz 70 mm - zastępuje 25 cm pianobetonu. Eksperci świadomie twierdzą, że skuteczne ogrzewanie zaczyna się od odpowiedniej izolacji.
- Konstrukcja spadzista i izolowane poddasze zmniejszają straty. Płaski dach wykonany z płyt żelbetowych zapewnia do 15% ciepła.
- Obszar szklenia - wskaźnik przewodności cieplnej w szkle jest bardzo duży. Bez względu na to, jak szczelne są ramki, ciepło przepływa przez szybę. Im więcej okien i większa ich powierzchnia, tym wyższe obciążenie cieplne budynku.
- Wentylacja - poziom strat ciepła zależy od wydajności urządzenia i częstotliwości użytkowania. System odzyskiwania pozwala nieznacznie zmniejszyć straty.
- Różnica między temperaturą na ulicy i wewnątrz domu - im większa, tym większe obciążenie.
- Dystrybucja ciepła wewnątrz budynku - wpływa na wydajność każdego pomieszczenia. Pomieszczenia wewnątrz budynku chłodzą się mniej: przy obliczaniu komfortowej temperatury uwzględniają one wartość +20 C. Końcowe pokoje chłodzą się szybciej - normalna temperatura wynosi tutaj +22 C. W kuchni wystarczy podgrzać powietrze do +18 C, ponieważ istnieje wiele innych źródeł ciepła: piec , piekarnik, lodówka.
Przy obliczaniu obciążenia cieplnego budynku mieszkalnego bierze się pod uwagę materiał, grubość i izolację przegród i sufitów.
Charakterystyka obiektu do obliczeń
Obciążenie cieplne podczas ogrzewania i utrata ciepła w domu to nie to samo. Nie ma potrzeby ogrzewania budynku technicznego tak intensywnie jak pomieszczeń mieszkalnych. Przed przystąpieniem do obliczeń ustal następujące elementy:
- Cel obiektu - budynek mieszkalny, mieszkanie, szkoła, siłownia, sklep. Wymagania grzewcze są różne.
- Cechy architektury to rozmiary otworów okiennych i balkonowych, montaż dachu, obecność poddaszy i piwnic, liczba kondygnacji budynku itp.
- Normy temperaturowe - w przypadku salonu i biura są różne.
- Cel pomieszczenia - parametr jest ważny dla budynków przemysłowych, ponieważ każdy warsztat, a nawet miejsce wymaga innego reżimu temperaturowego.
- Projektowanie ogrodzeń zewnętrznych - ścian zewnętrznych i dachów.
- Poziom utrzymania - obecność dopływu ciepłej wody zmniejsza straty ciepła, intensywnie pracuje wentylacja wzrasta.
- Liczba osób stale przebywających w domu - na przykład, wpływa na wskaźniki temperatury i wilgotności.
- Liczba punktów poboru chłodziwa - im więcej, tym większa strata ciepła.
- Inne funkcje - na przykład obecność basenu, sauny, szklarni lub liczba godzin przebywania ludzi w budynku.
Przy obliczaniu strat ciepła w sklepie lub w punkcie gastronomicznym brana jest pod uwagę ilość sprzętu wytwarzającego ciepło - gabloty, lodówki, urządzenia kuchenne.
Rodzaje obciążeń termicznych
Obciążenia termiczne mają inny charakter. Istnieje pewien stały poziom strat ciepła związanych z grubością ściany, konstrukcji dachu. Są tymczasowe - z gwałtownym spadkiem temperatury, z intensywną wentylacją. Uwzględnia to obliczenie całego obciążenia cieplnego.
Obciążenia sezonowe
Tak zwane straty ciepła związane z pogodą. To zawiera:
- różnica między temperaturą powietrza zewnętrznego i wewnątrz;
- prędkość i kierunek wiatru;
- ilość promieniowania słonecznego - z wysokim nasłonecznieniem budynku i dużą liczbą słonecznych dni, nawet w zimie dom chłodzi się mniej;
- wilgotność powietrza.
Obciążenie sezonowe wyróżnia się zmiennym harmonogramem rocznym i stałym harmonogramem dziennym. Sezonowe obciążenie cieplne to ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja. Pierwsze 2 gatunki odnoszą się do zimowych.
W formułach nie stosuje się krótkoterminowych ostrych zmian temperatury i wilgotności - maksimum, ale uśredniono: wartości obserwowane dla 5 najzimniejszych dni z 5 najzimniejszych zim od 50 lat.
Stałe ciepło
Przez cały rok obejmuje ciepłą wodę i urządzenia technologiczne. Ta ostatnia jest ważna dla przedsiębiorstw przemysłowych: komory fermentacyjne, lodówki przemysłowe, komory parowe emitują ogromną ilość ciepła.
W budynkach mieszkalnych obciążenie ciepłej wody staje się porównywalne z obciążeniem grzewczym. Wartość ta zmienia się nieznacznie w ciągu roku, ale różni się znacznie w zależności od pory dnia i dnia tygodnia. Latem zużycie FGP spada o 30%, ponieważ temperatura wody w zimnej wodzie jest o 12 stopni wyższa niż zimą. W zimnych porach wzrasta zużycie ciepłej wody, szczególnie w weekendy.
Duchota
Tryb komfortu zależy od temperatury i wilgotności powietrza. Parametry te są obliczane na podstawie koncepcji ciepła suchego i utajonego. Dry to wartość mierzona specjalnym suchym termometrem. Wpływ na to mają:
- szyby i drzwi;
- obciążenia słoneczne i cieplne do ogrzewania zimą;
- przegrody między pokojami o różnych temperaturach, podłogi nad pustą przestrzenią, sufity na poddaszu;
- pęknięcia, szczeliny, szczeliny w ścianach i drzwiach;
- kanały powietrzne poza ogrzewanymi obszarami i wentylacją;
- ekwipunek;
- ludzie.
Podłogi na betonowym fundamencie, ściany podziemne nie są uwzględniane w obliczeniach.
Ciepło
Ten parametr określa wilgotność powietrza. Źródłem jest:
- sprzęt - ogrzewa powietrze, zmniejsza wilgotność;
- ludzie są źródłem wilgoci;
- powietrze przepływa przez pęknięcia i szczeliny w ścianach.
Zazwyczaj wentylacja nie wpływa na suchość w pomieszczeniu, ale są wyjątki.
Metody obliczania obciążenia cieplnego do ogrzewania budynku
Aby obliczyć niezbędne obciążenie cieplne, dane dotyczące norm temperatury i wilgotności są pobierane z GOST i SNiP. Dostępne są również informacje na temat współczynników przenikania ciepła różnych materiałów i konstrukcji. Przy obliczaniu danych paszportowych grzejników, kotła grzewczego i innych urządzeń należy wziąć pod uwagę
Obliczenia obejmują:
- przepływ ciepła przez grzejnik - wartość maksymalna;
- maksymalne zużycie przez 1 godzinę, gdy system grzewczy;
- koszty ciepła na sezon.
Przybliżoną wartość podaje stosunek obliczonych danych do powierzchni domu lub pokoi. Jednak to podejście nie uwzględnia cech konstrukcyjnych budynku.
Obliczanie strat ciepła za pomocą zagregowanych wskaźników
Metodę stosuje się, gdy nie można ustalić dokładnej charakterystyki budynku. Aby obliczyć obciążenie termiczne, użyj wzoru.
Qot = α * qo * V * (tv-tn.r); Gdzie:
- q ° - specyficzny wskaźnik termiczny konstrukcji zgodnie z projektem lub standardową tabelą. W przypadku budynków do różnych celów - budynek mieszkalny, garaż, laboratorium - jest inaczej.
- oraz - współczynnik korygujący, różny dla różnych stref klimatycznych.
- Vн - zewnętrzna objętość budynku, m³.
- Tvn i Tnro - temperatura wewnątrz domu i na zewnątrz.
Ta metoda pozwala obliczyć wskaźniki dla całego budynku i dla każdej strefy lub pokoju. Jednak formuła nie zawiera danych na temat przewodności cieplnej materiałów, z których zbudowany jest dom, a wskaźniki dotyczące drewna, pianobetonu i kamienia są bardzo różne.
Określenie wymiany ciepła urządzeń grzewczych i wentylacyjnych
Aby uzyskać bardziej wiarygodny wynik, użyj obliczeń dla ścian i okien i dodatkowo oblicz obciążenie cieplne wentylacji. Obliczenia przeprowadzane są w kilku etapach:
- obliczyć powierzchnię ścian i przeszkleń;
- obliczyć opór wymiany ciepła na podstawie danych odniesienia;
- obliczyć współczynnik zgodnie z rodzajem izolacji - dane znajdują się również w katalogu budowlanym, można podać w paszporcie produktu;
- obliczyć poziom strat ciepła przez okna;
- Obliczone wartości mnoży się przez sumę temperatur (wewnątrz i na zewnątrz budynku) i uzyskuje się całkowite zużycie ciepła.
Obliczanie obciążenia wentylacji termicznej odbywa się zgodnie ze wzorem Qv = c * m * (Tv-Tn)gdzie:
- Qv - zużycie ciepła przez wentylację;
- z - pojemność cieplna powietrza;
- m - masa powietrza: średnio normalna wentylacja wymaga objętości powietrza równej trzykrotności kwadratury pomieszczenia; masa jest uzyskiwana przez pomnożenie wartości przez gęstość powietrza;
- Tv-tn - różnica między temperaturą zewnętrzną i wewnętrzną.
Ogólny wskaźnik uzyskuje się poprzez zsumowanie szacunkowych strat ciepła budynku i strat spowodowanych wentylacją.
Obliczanie wartości z uwzględnieniem różnych elementów obwiedni budynku
Jeśli do obliczeń wykorzystamy dane teoretyczne - wskaźniki utraty ciepła każdego materiału - wynik nadal nie jest całkowicie dokładny. W obliczeniach nie można wziąć pod uwagę liczby i wielkości pęknięć i szczelin, pracy oświetlenia i tak dalej.
Najdokładniejszy wynik zapewnia inspekcja termowizyjna budynku. Procedura jest wykonywana w ciemności, z wyłączonymi światłami. Zaleca się na chwilę usunąć dywany i meble, aby nie zakłócać odczytów.
Badanie odbywa się w 3 etapach:
- za pomocą kamery termowizyjnej badają pokój od wewnątrz, dokładnie badają narożniki i stawy;
- mierzyć straty z zewnątrz - w ten sposób uwzględniane są wszystkie cechy materiałów i architektury;
- Dane urządzenia są przesyłane do komputera, wynik jest obliczany.
Na podstawie wyników ankiety formułowane są zalecenia dotyczące izolacji, przebudowy i wyboru urządzeń grzewczych.
Nowoczesne kotły wyposażone są w regulatory mocy. Są to urządzenia, które utrzymują wydajność na ustalonym poziomie, ale zapobiegają skokom i spadkom podczas pracy. Istnieją ograniczenia w zużyciu zasobów energetycznych: jeśli wartość zadana zostanie przekroczona, opłata za gaz lub prąd wzrośnie. PTH ogranicza zużycie paliwa.
