Jak zoptymalizować koszty ogrzewania? Problem ten rozwiązuje się tylko poprzez zintegrowane podejście, uwzględniające wszystkie parametry systemu, budynków i cech klimatycznych regionu. W tym przypadku najważniejszym elementem jest obciążenie cieplne ogrzewania: obliczenia wskaźników godzinowych i rocznych są uwzględnione w systemie obliczania wydajności systemu.
Dlaczego musisz znać ten parametr
Jakie jest obliczenie obciążenia cieplnego do ogrzewania? Określa optymalną ilość energii cieplnej dla każdego pomieszczenia i budynku jako całości. Zmienne są mocą urządzeń grzewczych - kotła, grzejników i rurociągów. Uwzględniono także utratę ciepła w domu.
Idealnie, moc cieplna systemu grzewczego powinna kompensować wszystkie straty ciepła przy zachowaniu komfortowego poziomu temperatury. Dlatego przed wykonaniem obliczenia rocznego obciążenia grzewczego należy określić główne czynniki, które mają na niego wpływ:
- Opis elementów konstrukcyjnych domu. Ściany zewnętrzne, okna, drzwi, system wentylacji wpływają na poziom strat ciepła;
- Wymiary domu Logiczne jest założenie, że im większe pomieszczenie, tym intensywniej powinien działać system grzewczy. Ważnym czynnikiem jest nie tylko całkowita objętość każdego pokoju, ale także powierzchnia zewnętrznych ścian i konstrukcji okiennych;
- Klimat w regionie. Przy stosunkowo niewielkich spadkach temperatury na zewnątrz potrzebna jest niewielka ilość energii, aby zrekompensować straty ciepła. Te. Maksymalne godzinowe obciążenie grzewcze zależy bezpośrednio od stopnia spadku temperatury w danym okresie czasu i średniej rocznej wartości dla sezonu grzewczego.
Biorąc pod uwagę te czynniki, opracowano optymalny reżim termiczny systemu grzewczego. Podsumowując wszystkie powyższe, możemy powiedzieć, że określenie obciążenia cieplnego podczas ogrzewania jest konieczne w celu zmniejszenia zużycia energii i utrzymania optymalnego poziomu ogrzewania w pomieszczeniach domu.
Aby obliczyć optymalne obciążenie grzewcze za pomocą zagregowanych wskaźników, musisz znać dokładną objętość budynku. Należy pamiętać, że ta technika została opracowana dla dużych konstrukcji, więc błąd obliczeniowy będzie duży.
Wybór metod obliczeniowych
Przed wykonaniem obliczeń obciążenia grzewczego według zagregowanych wskaźników lub z większą dokładnością konieczne jest ustalenie zalecanych warunków temperaturowych dla budynku mieszkalnego.
Przy obliczaniu charakterystyki ogrzewania należy kierować się normami SanPiN 2.1.2.2645-10. Na podstawie tabeli w każdym pomieszczeniu domu konieczne jest zapewnienie optymalnego trybu temperaturowego ogrzewania.
Metody przeprowadzania obliczeń godzinowego obciążenia grzewczego mogą mieć różny stopień dokładności. W niektórych przypadkach zaleca się stosowanie dość złożonych obliczeń, w wyniku których błąd będzie minimalny. Jeśli optymalizacja kosztów energii nie jest priorytetem w projektowaniu ogrzewania - możesz zastosować mniej dokładne schematy.
Przy obliczaniu godzinnego obciążenia ogrzewania należy wziąć pod uwagę codzienną zmianę temperatury ulicy. Aby poprawić dokładność obliczeń, musisz znać parametry techniczne budynku.
Proste sposoby obliczania obciążenia cieplnego
Wszelkie obliczenia obciążenia cieplnego są konieczne w celu optymalizacji parametrów systemu grzewczego lub poprawy właściwości termoizolacyjnych domu. Po jego wdrożeniu wybierane są niektóre metody regulacji obciążenia cieplnego ogrzewania.Rozważ mało pracochłonne metody obliczania tego parametru systemu grzewczego.
Zależność mocy grzewczej od powierzchni
W przypadku domu o standardowych rozmiarach pomieszczenia, wysokościach sufitu i dobrej izolacji termicznej można zastosować znany stosunek powierzchni pomieszczenia do wymaganej mocy cieplnej. W takim przypadku konieczne będzie wygenerowanie 1 kW ciepła na 10 m². Do uzyskanego wyniku należy zastosować współczynnik korekcji zależny od strefy klimatycznej.
Załóżmy, że dom znajduje się w regionie moskiewskim. Jego całkowita powierzchnia wynosi 150 m². W takim przypadku godzinowe obciążenie cieplne do ogrzewania będzie równe:
15 * 1 = 15 kW / h
Główną wadą tej metody jest duży błąd. Obliczenia nie uwzględniają zmian czynników pogodowych, a także cech budynku - odporności ścian i okien na przenikanie ciepła. Dlatego w praktyce nie zaleca się jego używania.
Powiększone obliczenie obciążenia cieplnego budynku
Powiększone obliczenie obciążenia grzewczego charakteryzuje się dokładniejszymi wynikami. Początkowo był używany do wstępnego obliczenia tego parametru, gdy niemożliwe jest określenie dokładnej charakterystyki budynku. Ogólny wzór na określenie obciążenia cieplnego na ogrzewanie przedstawiono poniżej:
Gdzie q ° - specyficzna charakterystyka termiczna konstrukcji. Wartości należy pobrać z odpowiedniej tabeli,i - współczynnik korekcyjny wspomniany powyżej,Vн - objętość zewnętrzna budynku, m³,Tvn i Tnro - wartości temperatur w domu i na ulicy.
Załóżmy, że konieczne jest obliczenie maksymalnego godzinowego obciążenia ogrzewania w domu o objętości 480 m³ na ścianach zewnętrznych (powierzchnia 160 m², dwupiętrowy dom). W takim przypadku charakterystyka termiczna będzie równa 0,49 W / m³ * C. Współczynnik korygujący a = 1 (dla regionu moskiewskiego). Optymalna temperatura w salonie (telewizor) powinna wynosić + 22 ° C. Temperatura na ulicy wyniesie -15 ° C. Używamy wzoru do obliczania godzinowego obciążenia ogrzewania:
Q = 0,49 * 1 * 480 (22 + 15) = 9,408 kW
W porównaniu z poprzednim obliczeniem uzyskana wartość jest mniejsza. Bierze jednak pod uwagę ważne czynniki - temperaturę w pomieszczeniu, na zewnątrz, całkowitą objętość budynku. Podobne obliczenia można wykonać dla każdego pokoju. Metodologia obliczania obciążenia grzewczego za pomocą zagregowanych wskaźników umożliwia określenie optymalnej mocy dla każdego grzejnika w jednym pomieszczeniu. Aby uzyskać dokładniejsze obliczenia, musisz znać średnie wartości temperatury dla określonego regionu.
Tej metody obliczeniowej można użyć do obliczenia godzinowego obciążenia cieplnego do ogrzewania. Ale uzyskane wyniki nie zapewnią optymalnie dokładnej wartości strat ciepła w budynku.
Dokładne obliczenia obciążenia cieplnego
Niemniej jednak to obliczenie optymalnego obciążenia cieplnego do ogrzewania nie zapewnia wymaganej dokładności obliczeń. Nie uwzględnia najważniejszego parametru - charakterystyki budynku. Głównym jest odporność na przenikanie ciepła materiału użytego do produkcji poszczególnych elementów domu - ścian, okien, sufitu i podłogi. Określają stopień zachowania energii cieplnej otrzymanej z chłodziwa systemu grzewczego.
Co to jest odporność na przenikanie ciepła (R)? Jest to odwrotność przewodności cieplnej (λ) - możliwości struktury materiału do przenoszenia energii cieplnej. Te. im większa wartość przewodności cieplnej, tym wyższa strata ciepła. Do obliczenia rocznego obciążenia grzewczego nie można użyć tej wartości, ponieważ nie uwzględnia ona grubości materiału (re) Dlatego specjaliści używają parametru rezystancji wymiany ciepła, który jest obliczany według następującego wzoru:
R = d / λ
Obliczenia ścian i okien
Istnieją znormalizowane wartości odporności ścian na przenikanie ciepła, które bezpośrednio zależą od regionu, w którym znajduje się dom.
W przeciwieństwie do powiększonego obliczenia obciążenia grzewczego należy najpierw obliczyć opór przenikania ciepła dla ścian zewnętrznych, okien, parteru i poddasza. Jako podstawę przyjmujemy następujące cechy domu:
- Powierzchnia ściany - 280 m². Zawiera okna - 40 m²;
- Materiał na ścianę - cegła pełna (λ=0.56) Grubość ścianki zewnętrznej - 0,36 m. Na tej podstawie obliczamy opór programu telewizyjnego - R = 0,36 / 0,56 = 0,64 m² * C / W;
- Aby poprawić właściwości termoizolacyjne, zainstalowano izolację zewnętrzną - styropian 100 mm. Dla niego λ=0,036. Odpowiednio R = 0,1 / 0,036 = 2,72 m² * C / W;
- Ogólna wartość R dla ścian zewnętrznych jest równa 0,64+2,72= 3,36 co jest bardzo dobrym wskaźnikiem izolacji termicznej w domu;
- Odporność okna na przenikanie ciepła - 0,75 m² * C / W (podwójnie oszklone okno z wypełnieniem argonem).
W rzeczywistości straty ciepła przez ściany będą następujące:
(1 / 3,36) * 240 + (1 / 0,75) * 40 = 124 W przy różnicy temperatur 1 ° C
Przyjmujemy wskaźniki temperatury tak samo, jak w przypadku zintegrowanego obliczania obciążenia grzewczego + 22 ° C w pomieszczeniu i -15 ° C na ulicy. Dalsze obliczenia należy wykonać zgodnie z następującym wzorem:
124 * (22 + 15) = 4,96 kW / h
Obliczanie wentylacji
Następnie musisz obliczyć stratę przez wentylację. Całkowita objętość powietrza w budynku wynosi 480 m³. Co więcej, jego gęstość jest w przybliżeniu równa 1,24 kg / m³. Te. jego masa wynosi 595 kg. Średnio pięciokrotna wymiana powietrza następuje codziennie (24 godziny). W takim przypadku, aby obliczyć maksymalne obciążenie godzinowe na ogrzewanie, należy obliczyć straty ciepła na wentylację:
(480 * 40 * 5) / 24 = 4000 kJ lub 1,11 kW / h
Podsumowując wszystkie uzyskane wskaźniki, możesz znaleźć całkowitą utratę ciepła w domu:
4,96 + 1,11 = 6,07 kW / h
To określa dokładne maksymalne obciążenie cieplne do ogrzewania. Uzyskana wartość zależy bezpośrednio od temperatury na ulicy. Dlatego, aby obliczyć roczne obciążenie systemu grzewczego, należy wziąć pod uwagę zmiany warunków pogodowych. Jeśli średnia temperatura w sezonie grzewczym wynosi -7 ° С, wówczas końcowe obciążenie grzewcze będzie równe:
(124 * (22 + 7) + ((480 * (22 + 7) * 5) / 24)) / 3600) * 24 * 150 (dni sezonu grzewczego) = 15843 kW
Zmieniając wartości temperatury, można dokładnie obliczyć obciążenie cieplne dla dowolnego systemu grzewczego.
Do wyników należy dodać wartość strat ciepła przez dach i podłogę. Można tego dokonać ze współczynnikiem korygującym wynoszącym 1,2 - 6,07 * 1,2 = 7,3 kW / h.
Otrzymana wartość wskazuje rzeczywiste koszty energii podczas pracy systemu. Istnieje kilka sposobów regulacji obciążenia cieplnego ogrzewania. Najbardziej skutecznym z nich jest spadek temperatury w pomieszczeniach, w których nie ma stałej obecności mieszkańców. Można to zrobić za pomocą kontrolerów temperatury i zainstalowanych czujników temperatury. Ale jednocześnie w budynku należy zainstalować dwururowy system grzewczy.
Aby obliczyć dokładną wartość strat ciepła, możesz użyć specjalistycznego programu Valtec. Materiał wideo pokazuje przykład współpracy z nią.
