Projektowanie każdego systemu grzewczego rozpoczyna się od obliczenia jego głównych parametrów. Przede wszystkim dotyczy to optymalnego obciążenia źródła ciepła. Dlatego przed zakupem niezbędnego sprzętu należy obliczyć moc systemu grzewczego: kotły, grzejniki, pompy, akumulatory.
Dlaczego konieczne jest ogrzewanie?
Decydującym zadaniem wykonywania obliczeń jest optymalizacja dalszych wydatków. Minimalna wymagana moc kotła grzewczego będzie miała bezpośredni wpływ na zużycie energii. Ale oszczędności powinny być uzasadnione.
Głównym celem zaopatrzenia w ciepło jest utrzymanie komfortowego poziomu temperatury w pomieszczeniach mieszkalnych. Wpływ na to ma moc znamionowa żeliwnych grzejników, straty ciepła w budynku i parametry kotła.
Do prawidłowego doboru sprzętu należy poprawnie obliczyć jego parametry. Można to zrobić za pomocą specjalistycznych programów lub niezależnie, stosując określone formuły.
Ponadto eksperci zalecają obliczanie wydajności kotła grzewczego i innych elementów systemu dla następujących elementów:
- Planowanie kosztów sprzętu. Im większa moc znamionowa kotła lub przenikanie ciepła akumulatora, tym wyższy jest jego koszt. W rezultacie wpłynie to na budżet całego wydarzenia dotyczącego organizacji dostaw ciepła;
- Prawidłowe planowanie obciążenia w systemie. Prawidłowe obliczenie mocy pompy do ogrzewania pozwoli ci dowiedzieć się o maksymalnym i minimalnym obciążeniu urządzenia podczas zmiany czynników zewnętrznych - temperatury na zewnątrz, w pomieszczeniach domu;
- Ulepszenie systemu. Jeśli występują duże koszty ogrzewania, ich zmniejszenie jest priorytetem w celu zminimalizowania konserwacji. Aby to zrobić, musisz obliczyć moc akumulatora grzewczego i innych elementów.
Zdecydowawszy, że bez obliczenia podstawowych danych nie można przystąpić do zakupu materiałów i akcesoriów do aranżacji dostaw ciepła, należy wybrać metody obliczeniowe. Po pierwsze, charakterystyka każdego elementu jest rozpoznawana indywidualnie - kocioł, pompa chłodnicy. Następnie ich parametry są wprowadzane do programu grzewczego i sprawdzane ponownie. Tą samą metodą wykonuje się obliczenia ogrzewania szklarni.
Rodzaj zastosowanego nośnika energii wpływa na obliczenie mocy gazowego kotła grzewczego. Należy wcześniej zdecydować, który rodzaj gazu zostanie użyty - główny lub skroplony.
Określenie strat ciepła w domu
Na pierwszym etapie konieczne jest prawidłowe obliczenie ilości ciepła, które przejdzie przez zewnętrzne ściany, okna i drzwi budynku. Praca źródła ciepła powinna zrekompensować te straty i na podstawie uzyskanych danych przeprowadzone zostaną dalsze obliczenia wydajności pompy obiegowej do ogrzewania, kotła i akumulatorów.
Parametrem determinującym jest odporność na przenikanie ciepła ścian i konstrukcji okiennych. Jest to odwrotny wskaźnik przewodności cieplnej materiałów. Nie można dokonać wyboru mocy kotła grzewczego bez znajomości tych wartości. Dlatego przed rozpoczęciem obliczeń powinieneś dowiedzieć się o grubości ścian i materiale, z którego są wykonane.
Zalecane jest zapoznanie się z zawartością SNiP II-3-79, a także SNiP 23-02-2003. Dokumenty te wskazują standardowe wartości rezystancji wymiany ciepła dla różnych regionów Rosji. Znając je, możesz rozwiązać pytanie, jak obliczyć moc grzejnika.Każdy materiał ma określoną wartość wymiany ciepła. Dane o najczęstszych w budowie budynków mieszkalnych można pobrać ze standardowych tabel.
Ale to nie wystarczy, aby dalej obliczyć moc stalowych grzejników. Ponadto musisz dowiedzieć się, jaka jest grubość każdego rodzaju materiału użytego do budowy ścian. Stosunek tej wartości do współczynnika przenikania ciepła będzie wartością pożądaną:
R = D / λ
Gdzie R - odporność na przenikanie ciepła;re - grubość materiału;Λ - odporność na przenikanie ciepła.
W przyszłości zostanie to wykorzystane do obliczenia wymaganej wydajności kotła grzewczego. Ten krok obliczeniowy jest zalecany. Tylko znając rzeczywistą rezystancję ścian, możesz określić moc znamionową całego systemu grzewczego.
Podczas obliczeń charakterystyka róży wiatrów dla każdego określonego regionu nie jest brana pod uwagę. Dane na ten temat wpływają na obliczenia tylko dla wieżowców.
Funkcje obliczania mocy różnych kotłów grzewczych
W celu prawidłowego wyboru mocy kotła grzewczego określa się z wyprzedzeniem jego lokalizację instalacji, rodzaj systemu grzewczego (otwarty, zamknięty) i rodzaj stosowanego paliwa. Dodatkowo brana jest pod uwagę całkowita powierzchnia domu i jego objętość. Dane te pozwolą ci wykonać obliczenia na kilka sposobów.
Najprostszym sposobem obliczenia mocy znamionowej urządzeń grzewczych jest wykorzystanie tylko powierzchni domu. W tym celu przyjmuje się standardowy współczynnik, że do ogrzania 10 m² pomieszczenia konieczne jest wydanie 1 kW energii cieplnej. Ta metoda będzie działać tylko w przypadku budynków o dobrej izolacji termicznej i standardowych wysokościach sufitu. Jego wadą jest duży błąd. Tak więc, dla domu o powierzchni 150 m², zgodnie z obliczeniami, moc kotła grzewczego będzie musiała wybrać model 15 kW.
Dodatkowo stosuje się współczynnik korygujący, który zależy od lokalizacji budynku. Wtedy końcowy wzór na obliczenie mocy gazowego kotła grzewczego będzie wyglądał następująco:
W = (S / 10) * K
Gdzie W. - moc znamionowa kotła;S. - powierzchnia domu;K. - współczynnik korygujący.
Dla centralnych regionów Rosji K = 0,13; dla północnych szerokości geograficznych ego wartość waha się od 0,15 do 0,2. Przy wyborze wydajności kotła grzewczego dla regionów południowych K = 0,08.
Dokładnych obliczeń można dokonać dopiero po wstępnym ustaleniu współczynnika przenikania ciepła ścian. Ta technika została opisana powyżej. Po pierwsze, znajdujemy różnicę temperatur między ogrzanym powietrzem na ulicy i w domu - Δt. Następnie konieczne jest określenie straty ciepła. Można je znaleźć według wzoru:
P = Δt / R
Gdzie R - utrata ciepła w domu;Δt - różnica temperatur;R - współczynnik oporu przenikania ciepła.
Ponadto, aby obliczyć moc gazowego kotła grzewczego, konieczne jest pomnożenie powierzchni ścian zewnętrznych przez utratę ciepła. Jako przykład weźmy dom o powierzchni ściany 127 m², współczynnik oporu przenoszenia ciepła wynosi 0,502. Optymalna wartość Δt powinna wynosić 55. W takim przypadku strata ciepła na 1 m² będzie równa:
P = 55 / 0,505 = 108 W / m²
Na tej podstawie można obliczyć wydajność kotła grzewczego:
W = 127 * 108 = 13,7 kW
W przyszłości obciążenie systemu grzewczego określa się przy różnych wartościach Δt. Zaleca się wybór modelu sprzętu z niewielkim marginesem mocy - 10-15%. Zwiększy to dopływ ciepła bez wymiany kotła i grzejników.
W przypadku mieszkań z normalną izolacją można przyjąć stosunek 41 watów ciepła na 1 m3 powierzchni w domu z paneli i 38 watów w budynku z cegły. Jeśli ściany zostały zaizolowane, musisz wykonać powyższe obliczenia.
Obliczanie mocy grzejników i grzejników
Ale oprócz kotła na wydajność dostarczania ciepła wpływają właściwości techniczne innych komponentów. Dlatego musisz wiedzieć, jak obliczyć moc akumulatora grzewczego.W rzeczywistości następuje termiczny transfer energii z gorącej wody do powietrza w pomieszczeniu.
Aby obliczyć moc akumulatorów grzewczych, konieczne jest rzeczywiste określenie ich wymiany ciepła. Jest to nazwa procesu przenoszenia ciepła z ogrzanego ciała do powietrza w pomieszczeniu. Na ten wskaźnik wpływa kilka czynników. Głównym jest materiał produkcyjny. Im niższy opór wymiany ciepła przez akumulator, tym mniejsze straty ciepła. Jednak wraz z tym należy wziąć pod uwagę efekt magazynowania energii. Jest to obserwowane w konstrukcjach żeliwnych. Ponieważ w celu obliczenia mocy akumulatora grzewczego należy znać poziom napełnienia gorącą wodą - należy obliczyć całkowity obszar konstrukcji. Od tego zależy również całkowity transfer ciepła.
Do obliczeń konieczne jest określenie Δt według następującego wzoru:
Δt = ((Тпод-Тобр) / 2) -Тпом
Gdzie Tpod, Tobr i Tpom - temperatury w rurze podającej, powrotnej i w pomieszczeniu.
Aby obliczyć moc żeliwnych grzejników, potrzebujesz współczynnika przewodności cieplnej określonego materiału i całkowitej powierzchni konstrukcji. Pierwszy można pobrać ze standardowych tabel. W przypadku modeli bimetalicznych przy obliczaniu mocy grzejnika uwzględnia się stalowe rdzenie rurociągów i aluminiową powierzchnię grzewczą.
Obliczenia wykonuje się zgodnie z następującym wzorem:
Q = Δt * k * S
Gdzie Q - ciepło właściwe grzejnika;DO - współczynnik przewodności cieplnej;S. - całkowita powierzchnia konstrukcji.
W ten sposób można obliczyć moc akumulatora grzewczego. Jednak w praktyce jest to trudne, ponieważ kilka czynników pozostaje nieznanych - rzeczywista grubość ścianki, dodatkowe elementy użyte do produkcji. Przy obliczaniu pojemności akumulatora zasilającego ciepło nie uwzględnia się strat ciepła w pomieszczeniu.
Większość producentów podaje moc znamionową w paszporcie chłodnicy. Ale odbywa się to tylko dla jednego termicznego trybu ogrzewania. Dlatego, biorąc za podstawę dane paszportowe produktu, możesz dokładnie obliczyć moc radiatora.
Rzeczywiste prędkości wymiany ciepła akumulatora zależą od prawidłowej instalacji. Przy obliczaniu mocy stalowych grzejników grzejnych ich lokalizacja względem parapetu, podłogi i ścian w pomieszczeniu nie jest brana pod uwagę.
Obliczanie mocy pompy obiegowej
W zamkniętych systemach dostarczania ciepła cyrkulacja płynu jest wymuszona. Przed obliczeniem mocy pompy do ogrzewania konieczne jest opracowanie schematu zaopatrzenia w ciepło. Dopiero po tym możemy zacząć obliczać.
Istnieje kilka parametrów, które określają główne cechy tego elementu grzewczego. Pompa ma na celu zwiększenie prędkości płynu chłodzącego w układzie. Ponadto nie powinien powodować nadmiernych obciążeń hydraulicznych, zwiększać hałasu. Dlatego tak ważne jest prawidłowe obliczenie mocy pompy do ogrzewania.
Aby wykonać obliczenia, musisz poznać następujące cechy sprzętu:
- Wydajność. Charakteryzuje ilość ciepła przekazywanego na jednostkę czasu przez rurociągi za pomocą pompy obiegowej;
- Opór hydrauliczny. Są to straty ciśnienia w sieci z powodu tarcia wody na wewnętrznej powierzchni elementów dostarczających ciepło. Podczas obliczania mocy pompy do ogrzewania wskaźnik ten jest jednym z decydujących, ponieważ zależy od niego natężenie przepływu chłodziwa;
- Pobór energii. Jest to wskazane przez producenta w paszporcie urządzenia. Jest to określone przez charakterystykę silnika elektrycznego podłączonego do wirnika pompy.
Na pierwszym etapie obliczania mocy pompy obiegowej do ogrzewania należy obliczyć wydajność. Aby to zrobić, musisz znaleźć niezbędną moc cieplną systemu zaopatrzenia w ciepło. Obliczenia wydajności wykonuje się zgodnie z następującym wzorem:
Q = (0,86 * R) / (Tpod-Tob)
Gdzie Q - wydajność urządzenia;R - szacunkowa moc cieplna, W;Tpod i Być - temperatura wody w zasilających i powrotnych przewodach grzewczych.
Głównym czynnikiem wpływającym na wydajność pompy jest moc cieplna systemu. Najlepiej obliczyć to tak dokładnie, jak to możliwe, aby uniknąć zakupu urządzenia o nieodpowiednich parametrach. Ponadto na obliczenie mocy pompy do dostarczania ciepła mają wpływ właściwości chłodziwa. W przypadku stosowania środków przeciw zamarzaniu wskaźnik nominalny należy zwiększyć o 10-15%, ponieważ ich gęstość jest znacznie wyższa niż w wodzie destylowanej.
Opór hydrauliczny pompy obiegowej określa się według następującego wzoru:
H = 1,3 * (R1 * L1 + R2 * L2 + ... Z1 + Z2) / 10000
Gdzie R1 iR2 - strata ciśnienia na odcinku zasilającym i powrotnym linii;L1 i L2 - długość rurociągów;Z1 i Z2 - opór hydrauliczny elementów układu.
Ostatni wskaźnik do obliczania mocy pompy do dostarczania ciepła można pobrać z paszportu urządzenia. Jeśli nie ma, zaleca się użycie danych z tabeli.
|
Element grzewczy |
Opór hydrauliczny, Pa |
| Bojler | Od 1000 do 2000 |
| Zawór termostatyczny | 5000 do 10000 |
| Mikser | 2000 do 4000 |
| czujnik temperatury | Od 1000 do 1500 |
Producenci wskazują opór hydrauliczny w wysokości słupa wody. Te. Jest to wskaźnik mocy, który jest w stanie podnieść wodę w pionowej rurze do pewnego poziomu.
Przy obliczaniu mocy pompy obiegowej do dostarczania ciepła nie bierze się pod uwagę obecności kilku trybów prędkości. Chociaż w praktyce za pomocą tej funkcji urządzenia można zoptymalizować prędkość płynu chłodzącego, równoważąc w ten sposób cały system.
Czy trudno jest samodzielnie dokonać dokładnego obliczenia ogrzewania domu lub szklarni? Oprócz powyższych metod zaleca się stosowanie specjalistycznych programów do dostarczania ciepła. Pozwoli to zweryfikować wyniki i osiągnąć maksymalną dokładność obliczeń.
Film pokazuje przykład obliczania mocy grzewczej za pomocą specjalistycznego programu:
