Parâmetros e métodos básicos para calcular o aquecimento

O GOST R 54860-2011 regula a necessidade de cálculos ao organizar as comunicações de suprimento de calor. Antes de organizar a linha, o proprietário deve determinar os parâmetros necessários da caldeira e das baterias. O cálculo do aquecimento também é realizado para estabelecer a eficiência energética do equipamento e a provável perda de calor.

Parâmetros de projeto

A tecnologia de cálculo permite escolher um sistema térmico adequado para potência e comprimento de uma casa ou apartamento. O cálculo é baseado em vários valores iniciais:

• a área do edifício, sua altura do teto ao chão, volume interno;
• tipo de objeto e presença de outros edifícios próximos a ele;
• materiais para a construção do telhado, piso e teto;
• o número de aberturas de janelas e portas;
• uso pretendido de partes da casa;
• a duração da estação de aquecimento e a temperatura média em um determinado período;
• características de rosa dos ventos e geografia;
• provável temperatura ambiente;
• detalhes dos locais de conexão com gás, comunicações elétricas e abastecimento de água.

O isolamento de portas, janelas e paredes é obrigatório.

Cálculos do volume da sala

O cálculo do aquecimento, feito pelo volume da área útil, é notável pela precisão dos dados. É aconselhável considerá-lo como um exemplo: uma casa de 80 m2 na região de Moscou, com um pé direito de 3 m, 6 janelas e 2 portas que se abrem para o exterior. O algoritmo de ações será o seguinte:

1. Cálculo do volume total de construção. Os parâmetros de cada sala são resumidos ou o princípio geral é usado - 80x3 = 240 m3.
2. Contando o número de aberturas voltadas para fora - 6 janelas + 2 portas = 8.
3. Determinação do coeficiente regional para a região de Moscou, relacionado à zona intermediária da Federação Russa. Será igual a 1,2. O valor para outras regiões pode ser encontrado na tabela.

Região	Características do período de inverno	Coeficiente
Território de Krasnodar, costa do Mar Negro	Clima quente praticamente sem frio	0,7-0,9
Midland e Noroeste	Invernos moderados	1,2
Sibéria	Invernos severos e gelados	1,5
Yakutia, Chukotka, Extremo Norte	Clima extremamente frio	2

4. Contando para uma casa de campo. O primeiro valor obtido é multiplicado por 60: 240x60 = 14.400.
5. Multiplicação por emenda regional. 14 400x1,2 = 17 280.
6. Multiplicando o número de janelas por 100, portas por 200 e somando o resultado: 6x100 + 2x200 = 1000.
7. Adição de dados obtidos nas etapas 5 e 6: 17 280 + 1000 = 18 280.

A potência do sistema de aquecimento será de 18.280 W, excluindo materiais de paredes, pisos e características de isolamento térmico da casa. Nos cálculos, não há correção para ventilação natural, portanto o resultado será aproximado.

Cálculos pelo número de andares

Os moradores de um prédio pagam por serviços públicos, dependendo do número de andares. Quanto mais alta a casa, mais barato é aquecer. Por esse motivo, o cálculo do sistema de aquecimento está atrelado à altura dos tetos:

• não mais de 2,5 m - coeficiente 1;
• de 3 a 3,5 m - coeficiente 1,05;
• de 3,5 a 4,5 - coeficiente 1,1;
• de 4,5 - coeficiente 2.

Você pode calcular as comunicações pela fórmula N = (S * H ​​* 41) / COnde:

• N - número de seções do radiador;
• S é a área da casa;
• C - o retorno térmico de uma bateria é indicado no passaporte;
• N - altura da sala;
• 41 watts - calor gasto no aquecimento de 1 m3 (valor empírico).

Os cálculos também levam em consideração o piso da residência, a localização dos quartos, a presença de um sótão e seu isolamento térmico.

Para uma sala no térreo de um prédio de três andares, é definido um coeficiente de 0,82.

Seleção de uma caldeira de aquecimento

As unidades de aquecimento, dependendo da finalidade, são de circuito único e duplo, podem ser instaladas na parede e no piso. Caldeiras também variam em tipo de combustível.

Modificações de gás

Os fabricantes produzem vários dispositivos, portanto, ao escolher, você deve prestar atenção aos seguintes fatores:

• O objetivo da instalação de comunicações de aquecimento. As opções de circuito único são usadas para aquecimento, o circuito duplo com uma caldeira embutida de 150-180 litros pode fornecer água quente à casa e aquecê-la.
• O número de trocadores de calor com modelo de circuito duplo. O único elemento bitérmico aquece a água como um transportador de calor e um recurso de AQS ao mesmo tempo. Nas versões com duas, o aquecimento primário é usado para aquecimento, o secundário - para aquecimento do sistema de água quente sanitária.
• Material do trocador de calor. O ferro fundido acumula calor por um longo período de tempo e não está sujeito a corrosão, o aço é praticamente insensível a flutuações de temperatura.
• Tipo de câmara de combustão. A câmara aberta funciona com tiragem natural, portanto a caldeira precisa de uma sala separada com boa ventilação. Uma unidade fechada remove os produtos de combustão através de uma chaminé horizontal coaxial.
• Características de ignição. No modo de ignição elétrica, o pavio queima constantemente, mas o equipamento precisa de eletricidade para operar. Os modelos com ignição piezo são independentes, mas são ativados manualmente.

As unidades de gás condensador com um economizador de água diferem no desempenho, mas a carga de combustível é quase o dobro.

Modelos elétricos

Os dispositivos são caracterizados por operação quase silenciosa, compacidade e operação segura. Proprietários de casas e chalés podem comprar modificações:

• Em elementos de aquecimento tubulares. Os dispositivos com um elemento de aquecimento são adequados para montagem na parede, são automatizados, mas geralmente quebram devido à escala.
• Nos eletrodos. Pequenos dispositivos conectados ao circuito de duas ou mais baterias. A caldeira é eficiente, equipada com configurações de temperatura, mas é sensível ao líquido de refrigeração.
• Indução. Equipados com um sistema de proteção contra superaquecimento, aquecem rapidamente o líquido de arrefecimento e têm uma eficiência de 97%.

Caldeiras de indução são equipamentos caros.

Unidades combinadas

Eles aquecem qualquer área, podem funcionar no modo universal e com dois ou três tipos de combustível. O tipo de energia é selecionado pelo usuário:

• combustível sólido + gás;
• combustível sólido + eletricidade;
• gás + eletricidade;
• gás + diesel.

Um tipo de recurso de combustível é o principal, o segundo - auxiliar, que não aquece a casa, mas mantém apenas as condições normais de temperatura.

Caldeiras a combustível sólido

Eles trabalham com madeira, serragem, carvão, coque, briquetes especiais, são seguros e fáceis de usar. Para uma casa particular, você pode escolher as unidades:

• Clássico. Eles operam de acordo com o princípio da combustão direta, é necessário encher o forno a cada 5-6 horas.
• Pirólise. Eles trabalham com o princípio de pós-combustão de gás residual em uma câmara especial. O abastecimento de combustível é realizado a cada 12-14 horas.

Os dispositivos requerem uma chaminé com bom calado e são colocados em uma sala separada. O usuário deve limpar periodicamente a câmara de combustão de fuligem e alcatrão.

Dispositivos de combustível líquido

Eles trabalham com combustível diesel, portanto, são colocados em uma sala separada. A sala da caldeira está equipada com um exaustor e um sistema de ventilação de alta qualidade. O óleo combustível é armazenado em recipientes selados em uma sala separada. Todos os dispositivos de combustível líquido são automatizados, produtivos e apresentam alta potência.

Características do cálculo da perda de calor

Na maioria das vezes, o calor depende do material das superfícies do piso e do teto, paredes, número de aberturas e características do isolamento. O aquecimento autônomo pode ser calculado levando em consideração as perdas de calor em uma casa particular, usando o exemplo de uma sala de canto com uma área de 18 m2 e 24,3 m3 de volume. Está localizado no 1º andar, possui tetos de 2,75 m, além de 2 paredes externas de madeira de 18 cm de espessura com revestimento de gesso cartonado e papel de parede. A sala possui 2 janelas com parâmetros de 1,6 x 1,1 m O piso é de madeira, isolado, com subpavimento.

Cálculo da área de superfície:

• Parede externa sem janelas - S1 = (6 + 3) x 2,7 - 2 × 1,1 × 1,6 = 20,78 m2.
• Windows - S2 = 2 × 1,1 × 1,6 = 3,52 m2.
• Sexo - S3 = 6 × 3 = 18 m2.
• Teto - S4 = 6 × 3 = 18 m2.

Cálculo da perda de calor das superfícies, Q1:

• Parede externa - S1 x 62 = 20,78 × 62 = 1289 W.
• Windows - S2 x 135 = 3 × 135 = 405 watts.
• Teto - Q4 = S4 x 27 = 18 × 27 = 486 W.

Cálculo da perda total de calor, somando dados. Q5 = Q + Q2 + Q3 + Q4 = 2810 watts.

A perda total de calor de uma sala em um dia frio é de -2,81 kW, ou seja, a mesma quantidade de calor é fornecida adicionalmente.

Cálculo hidráulico

Você pode calcular o sistema hidráulico para aquecimento instalado em uma casa particular, se você souber:

• configuração da linha, tipo de tubulação e acessórios;
• diâmetro do tubo nas seções principais;
• parâmetros de pressão em várias zonas;
• perda de pressão do transportador de calor;
• O método de elementos de ligação hidráulicos da tubulação de aquecimento.

Por exemplo, você pode usar a linha de dois tubos de gravidade com os parâmetros:

• carga térmica de projeto - 133 kW;
• temperatura - tg = 750 graus, t = 600 graus;
• Vazão estimada - 7,6 metros cúbicos por hora;
• maneiras de conectar-se à distribuidora horizontal hidráulica da caldeira;
• temperatura constante mantida pela automação ao longo do ano - 800 graus;
• a presença de um regulador de pressão - na entrada de cada uma das válvulas;
• tipo de tubulação - distribuição metal-plástico, aço para fornecimento de calor.

Para conveniência dos cálculos, você pode usar vários programas online ou uma calculadora especial. HERZ C.O. 3.5 considera o método de perda de pressão linear O DanfossCO é adequado para sistemas com circulação natural. Nos cálculos, você precisa selecionar os parâmetros para a temperatura - graus Kelvin ou Celsius.

Diâmetro do tubo

A diferença entre a temperatura do líquido refrigerante e do líquido quente no sistema de dois tubos é de 20 graus. A área da sala é de 18 quadrados, tetos com 2,7 m de altura, circuito de aquecimento de circulação forçada. Os cálculos são feitos da seguinte maneira:

1. Definição de dados médios. O consumo de energia é de 1 kW por 30 m3, a reserva de energia térmica é de 20%.
2. Cálculo do volume da sala. 18 x 2,7 = ³ de 48,6 m.
3. Determinação de custos de energia. 48,6 / 30 = 1,62 kW.
4. Procure reserva de energia em clima frio. 1,62x20% = 0,324 kW.
5. Cálculo da potência total. 1,62 + 0,324 = 1,944 kW.

Os diâmetros de tubo adequados podem ser determinados a partir da tabela.

Poder total	Velocidade do líquido de refrigeração	Diâmetro do tubo
1226	0,3	8
1635	0,4	10
2044	0,5	12
2564	0,6	15
2861	0,7	20

Selecione o valor da potência total o mais próximo possível do resultado do cálculo.

Parâmetros de pressão

A perda total de pressão é a perda de pressão em cada seção. Este valor é calculado como a soma das perdas por atrito do refrigerante em movimento e da resistência local. Algoritmo de contagem:

1. Pesquise a pressão local na área usando a fórmula de Darcy-Weisbach.
2. Procure o coeficiente de atrito hidráulico pela fórmula de Alshutl.
3. Usando dados tabulares com base no material do tubo.

Diâmetro externo mm	Coeficiente de perda por atrito	A velocidade do líquido de refrigeração, kg / h	Perdas locais, kg / h
Cano de aço
13,5	5,095	229,04	0,0093
17	3,392	439,1	0,0025
21,3	2,576	681,74	0,0010
Tubo elétrico
57	0,563	7193,82	0,0000094
76	0,379	13 552,38	0,0000026
Tubo de polietileno
14	2,328	276,58	0,0063
16	1,853	398,27	0,0030
18	1,528	542,1	0,0016
20	1,293	708,04	0,00097

Quilogramas por hora podem ser convertidos em litros por minuto.

Articulação hidráulica

A articulação hidráulica é uma etapa necessária para equilibrar as perdas de água. Os cálculos são feitos com base na carga projetada, resistividade e parâmetros técnicos dos tubos, resistência local das seções. Você também precisará considerar as características de instalação das válvulas.

Algoritmo para calcular a tecnologia de características de resistência:

1. Cálculo de perdas de pressão por 1 kg / h de líquido de refrigeração. São medidas em ∆P, Pa e são proporcionais ao quadrado da vazão da água na seção G, kg / h.
2. Usando o coeficiente de resistências locais e somando todos os parâmetros.

Informações e pressão dinâmica do tubo podem ser encontradas nas instruções do fabricante.

Características de contar o número de radiadores

Para calcular o número de elementos do radiador, é necessário levar em consideração o volume do edifício, suas características de design, material da parede e tipo de bateria. Por exemplo: uma casa de painel com um fluxo de calor de 0,041 kW. É necessário calcular o número de baterias para uma sala 6x4x4,5 m.

Algoritmo de computação:

1. Determinando o volume de uma sala. 6x4x2,5 = 60 m3.
2. Multiplicando a área da sala pelo fluxo de calor para calcular a quantidade ideal de energia térmica Q. 60 × 0, 041 = 2,46 kW.
3. Procure o número de seções N. Divida o resultado da etapa No. 2 pelo fluxo de calor de um radiador. 2,46 / 0,16 = 15,375 = 16 seções.
4. A escolha dos parâmetros do radiador da tabela.

Material	Potência de uma seção, W	Pressão de trabalho, MPa
ferro fundido	110	6-9
alumínio	175-199	10-20
aço tubular	85	6-12
bimetálico	199	35

A vida útil mais longa da linha de ferro fundido é de 10 anos.

Cálculo da potência da caldeira

O cálculo do calor útil para o aquecimento de cada sala envolve o cálculo da potência do sistema de aquecimento. Ao reconhecê-lo, você pode criar o regime de temperatura ideal. A potência da caldeira é calculada pela fórmula W = S x Wud / 10Onde:

• S - indicador da área da sala
• Wud - parâmetros de potência específicos por 10 metros cúbicos de espaço.

O indicador de energia específico depende da região de residência. Pode ser encontrado na mesa:

Região	Potência específica, W
Central	1,25-1,55
Norte	1,54-2,1
Sul	0,75-0,94

Um exemplo de cálculo da energia térmica de uma caldeira conectada a um sistema de aquecimento para uma sala de 100 quadrados na região Central será: 100x1,25 / 10 = 12 kW.

Um cálculo aproximado é frequentemente usado: uma caldeira com capacidade de 10 kW aquecerá 100 m2.

Como escolher aparelhos de aquecimento

No design externo, os aparelhos de aquecimento são semelhantes, mas durante a seleção, os recursos de design devem ser levados em consideração.

Dispositivos de convecção

Aquecedores geram calor rapidamente através da circulação de ar. Na parte inferior dos convectores existem aberturas para entrada de ar, dentro da caixa existe um elemento de aquecimento, fluxos de aquecimento. O equipamento de convecção é:

• Gás - conecta-se à linha principal da casa ou cilindro. As unidades são eficientes em termos de energia, mas sua instalação deve ser coordenada com as autoridades reguladoras.
• Água - conecta na parte inferior ou lateral, esquenta rapidamente. Os dispositivos não são adequados para salas com tetos altos.
• Elétrico - conectado à rede, possui uma eficiência de até 95%, baixo ruído. A desvantagem é o alto consumo de energia.

1 kW / h de energia é gasto no aquecimento de 10 m2 de área usando convectores.

Sistemas de radiadores

Eles são conectados às linhas de aquecimento da maneira inferior, lateral ou universal. Feito dos seguintes materiais:

• Alumínio - leve, aqueça rapidamente, resistente ao calor. A conexão rosqueada da válvula de admissão superior é de baixa qualidade.
• Bimetálico - equipado com núcleo de aço e corpo de alumínio. Suportar alta pressão, mas é caro.
• Ferro fundido - caracterizado por alta capacidade de aquecimento e longo resfriamento.As desvantagens dos dispositivos incluem aquecimento lento e peso pesado.

As baterias de alumínio não suportam flutuações de pressão e não são adequadas para apartamentos.

Instalações de Radiadores Convectivos

Eles são realizados conectando um piso aquecido a água e radiadores, e são usados ​​em casas de campo em regiões de servidores. Eficaz em esquinas de aquecimento ou salas envidraçadas. Sob as janelas, você pode instalar baterias seccionais (4-16 células) ou de painel (corpo sólido). Os pisos quentes no primeiro andar são cobertos com azulejos, no segundo - com qualquer material.

Regras para instalação de aquecedores

Os requisitos de instalação regulamentar são prescritos em vários SNiPs e incluem:

1. Monitoramento de segurança da temperatura dos radiadores - não mais que 70 graus.
2. Remoção das pilhas a 10 cm do lado da parede, a 6 cm do chão, a 5 cm do fundo da parede e a 2,5 cm do gesso.
3. A presença de um fluxo de calor nominal é 60 W menor que o calculado.
4. Fazendo conexões dentro da mesma sala.
5. Existência de ajustes automáticos nas instalações e ajuste manual nos banheiros, banheiros, vestiários, despensas.
6. Conformidade com a inclinação do delineador pelo movimento do líquido de refrigeração em 5-10 mm.
7. Conexão roscada de dispositivos de alumínio e cobre.
8. Enchimento constante do sistema com líquido de refrigeração.

Os documentos também observaram a necessidade de inspeção e limpeza de rotina dos dispositivos contra poeira antes do início do período de aquecimento e uma vez a cada 3-4 meses durante a operação.

O cálculo térmico para as comunicações de aquecimento é realizado individualmente. A eficiência energética, a segurança e a facilidade de uso do sistema dependem da precisão e exatidão dos cálculos.