Como otimizar os custos de aquecimento? Esse problema é resolvido apenas por uma abordagem integrada, levando em consideração todos os parâmetros do sistema, edifícios e características climáticas da região. Nesse caso, o componente mais importante é a carga de calor no aquecimento: o cálculo dos indicadores horários e anuais são incluídos no sistema de cálculo de eficiência do sistema.
Por que você precisa conhecer este parâmetro
Qual é o cálculo da carga de calor para aquecimento? Ele determina a quantidade ideal de energia térmica para cada sala e o edifício como um todo. As variáveis são a potência do equipamento de aquecimento - caldeira, radiadores e tubulações. Também foi levada em consideração a perda de calor em casa.
Idealmente, a produção de calor do sistema de aquecimento deve compensar todas as perdas de calor, mantendo um nível de temperatura confortável. Portanto, antes de executar o cálculo da carga anual de aquecimento, é necessário determinar os principais fatores que a afetam:
- Descrição dos elementos estruturais da casa. Paredes exteriores, janelas, portas, sistema de ventilação afetam o nível de perda de calor;
- Dimensões da casa. É lógico supor que quanto maior a sala, mais intensamente o sistema de aquecimento deve funcionar. Um fator importante nisso não é apenas o volume total de cada quarto, mas também a área das paredes externas e das estruturas das janelas;
- O clima na região. Com quedas relativamente pequenas de temperatura externa, é necessária uma pequena quantidade de energia para compensar a perda de calor. Essa. A carga horária máxima de aquecimento depende diretamente do grau de diminuição da temperatura em um determinado período de tempo e do valor médio anual da estação de aquecimento.
Dados esses fatores, o regime térmico ideal do sistema de aquecimento é compilado. Resumindo tudo o que foi dito acima, podemos dizer que a determinação da carga térmica no aquecimento é necessária para reduzir o consumo de energia e manter o nível ótimo de aquecimento nas instalações da casa.
Para calcular a carga de aquecimento ideal por indicadores agregados, você precisa conhecer o volume exato do edifício. É importante lembrar que esta técnica foi desenvolvida para estruturas grandes, para que o erro de cálculo seja grande.
A escolha dos métodos de cálculo
Antes de realizar o cálculo da carga no aquecimento de acordo com indicadores agregados ou com maior precisão, é necessário descobrir as condições de temperatura recomendadas para um edifício residencial.
Ao calcular as características do aquecimento, você deve ser guiado pelas normas da SanPiN 2.1.2.2645-10. Com base na tabela, em cada cômodo da casa é necessário garantir o modo ideal de temperatura do aquecimento.
Os métodos pelos quais o cálculo da carga horária de aquecimento é realizada podem ter graus variados de precisão. Em alguns casos, é recomendável usar cálculos bastante complexos, como resultado do qual o erro será mínimo. Se a otimização dos custos de energia não for uma prioridade no projeto de aquecimento - você poderá aplicar esquemas menos precisos.
Ao calcular a carga horária no aquecimento, a mudança diária na temperatura da rua deve ser levada em consideração. Para melhorar a precisão dos cálculos, você precisa conhecer as características técnicas do edifício.
Maneiras simples de calcular a carga de calor
Qualquer cálculo da carga de calor é necessário para otimizar os parâmetros do sistema de aquecimento ou melhorar as características de isolamento térmico da casa. Após sua implementação, certos métodos de regulação da carga de calor de aquecimento são selecionados.Considere os métodos não laboriosos para calcular este parâmetro do sistema de aquecimento.
A dependência da energia de aquecimento na área
Para uma casa com tamanhos padrão de divisão, altura do teto e bom isolamento térmico, é possível aplicar a proporção conhecida da área da divisão à produção de calor necessária. Nesse caso, será necessário gerar 1 kW de calor por 10 m². Um fator de correção, dependendo da zona climática, deve ser aplicado ao resultado obtido.
Suponha que a casa esteja na região de Moscou. Sua área total é de 150 m². Nesse caso, a carga horária horária para aquecimento será igual a:
15 * 1 = 15 kW / h
A principal desvantagem desse método é o grande erro. O cálculo não leva em consideração alterações nos fatores climáticos, bem como nas características do edifício - resistência à transferência de calor de paredes e janelas. Portanto, na prática, não é recomendado usá-lo.
Cálculo ampliado da carga térmica de um edifício
Um cálculo ampliado da carga de aquecimento é caracterizado por resultados mais precisos. Inicialmente, foi utilizado para o cálculo preliminar deste parâmetro quando é impossível determinar as características exatas do edifício. A fórmula geral para determinar a carga de calor para aquecimento é apresentada abaixo:
Onde q ° - característica térmica específica da estrutura. Os valores devem ser obtidos da tabela correspondente,e - fator de correção mencionado acima,Vn - volume externo do edifício, m³,Tvn e Tnro - valores de temperatura dentro de casa e na rua.
Suponha que seja necessário calcular a carga horária máxima de aquecimento em uma casa com um volume de 480 m³ nas paredes externas (área de 160 m², casa de dois andares). Nesse caso, a característica térmica será igual a 0,49 W / m³ * C. Fator de correção a = 1 (para a região de Moscou). A temperatura ideal dentro da sala (TV) deve ser de + 22 ° C. A temperatura na rua será de -15 ° C. Usamos a fórmula para calcular a carga horária do aquecimento:
Q = 0,49 * 1 * 480 (22 + 15) = 9,408 kW
Comparado com o cálculo anterior, o valor resultante é menor. No entanto, leva em consideração fatores importantes - a temperatura interna e externa, o volume total do edifício. Cálculos semelhantes podem ser feitos para cada sala. A metodologia para calcular a carga de aquecimento por indicadores agregados permite determinar a potência ideal para cada radiador em uma única sala. Para um cálculo mais preciso, você precisa conhecer os valores médios de temperatura para uma região específica.
Este método de cálculo pode ser usado para calcular a carga horária horária para aquecimento. Mas os resultados obtidos não fornecerão um valor otimamente preciso da perda de calor do edifício.
Cálculos precisos da carga de calor
No entanto, esse cálculo da carga de calor ideal para aquecimento não fornece a precisão de cálculo necessária. Não leva em consideração o parâmetro mais importante - as características do edifício. A principal é a resistência à transferência de calor do material usado para fabricar elementos individuais da casa - paredes, janelas, teto e piso. Eles determinam o grau de conservação da energia térmica recebida do líquido de arrefecimento do sistema de aquecimento.
O que é resistência à transferência de calor (R)? Este é o recíproco da condutividade térmica (λ) - as possibilidades da estrutura do material para transferir energia térmica. Essa. quanto maior o valor da condutividade térmica, maior a perda de calor. Para calcular a carga anual de aquecimento, esse valor não pode ser usado, pois não leva em consideração a espessura do material (d) Portanto, os especialistas usam o parâmetro de resistência à transferência de calor, calculado pela seguinte fórmula:
R = d / λ
Cálculo de paredes e janelas
Existem valores padronizados de resistência à transferência de calor das paredes, que dependem diretamente da região onde a casa está localizada.
Ao contrário do cálculo ampliado da carga de aquecimento, primeiro é necessário calcular a resistência à transferência de calor para paredes externas, janelas, piso térreo e sótão. Tomamos como base as seguintes características da casa:
- Área da parede - 280 m². Inclui janelas - 40 m²;
- Material de parede - tijolo maciço (λ=0.56) Espessura de parede externa - 0,36 m. Com base nisso, calculamos a resistência do programa de TV - R = 0,36 / 0,56 = 0,64 m² * C / W;
- Para melhorar as propriedades de isolamento térmico, foi instalado um isolamento externo - poliestireno expandido 100 mm. Para ele λ=0,036. Respectivamente R = 0,1 / 0,036 = 2,72 m² * C / W;
- Valor geral R para paredes exteriores é igual 0,64+2,72= 3,36 que é um ótimo indicador de isolamento térmico em casa;
- Resistência à transferência térmica da janela - 0,75 m² * C / W (janela com vidros duplos com enchimento de argônio).
De fato, a perda de calor através das paredes será:
(1 / 3,36) * 240 + (1 / 0,75) * 40 = 124 W a uma diferença de temperatura de 1 ° C
Tomamos os indicadores de temperatura da mesma forma que para o cálculo integrado da carga de aquecimento + 22 ° C na sala e -15 ° C na rua. Cálculos adicionais devem ser feitos de acordo com a seguinte fórmula:
124 * (22 + 15) = 4,96 kW / h
Cálculo de ventilação
Então você precisa calcular a perda através da ventilação. O volume total de ar no edifício é de 480 m³. Além disso, sua densidade é aproximadamente igual a 1,24 kg / m³. Essa. sua massa é 595 kg. Em média, ocorre uma renovação de ar cinco vezes por dia (24 horas). Nesse caso, para calcular a carga horária máxima para aquecimento, é necessário calcular a perda de calor para ventilação:
(480 * 40 * 5) / 24 = 4000 kJ ou 1,11 kW / h
Resumindo todos os indicadores obtidos, você pode encontrar a perda total de calor da casa:
4,96 + 1,11 = 6,07 kW / h
Isso determina a carga de calor máxima exata para aquecimento. O valor obtido depende diretamente da temperatura na rua. Portanto, para calcular a carga anual no sistema de aquecimento, é necessário levar em consideração as mudanças nas condições climáticas. Se a temperatura média durante a estação de aquecimento for de -7 ° C, a carga final de aquecimento será igual a:
(124 * (22 + 7) + ((480 * (22 + 7) * 5) / 24)) / 3600) * 24 * 150 (dias da estação de aquecimento) = 15843 kW
Alterando os valores da temperatura, você pode fazer um cálculo preciso da carga de calor para qualquer sistema de aquecimento.
Para os resultados, você precisa adicionar o valor da perda de calor através do telhado e do piso. Isso pode ser feito com um fator de correção de 1,2 - 6,07 * 1,2 = 7,3 kW / h.
O valor obtido indica os custos reais de energia durante a operação do sistema. Existem várias maneiras de regular a carga de calor do aquecimento. O mais eficaz deles é a diminuição da temperatura em salas onde não há presença constante de moradores. Isso pode ser feito usando controladores de temperatura e sensores de temperatura instalados. Mas, ao mesmo tempo, um sistema de aquecimento de dois tubos deve ser instalado no edifício.
Para calcular o valor exato da perda de calor, você pode usar o programa Valtec especializado. O vídeo mostra um exemplo de trabalho com ela.
