Beräkning av kraften hos värmepannor för ett privat hus

Bekvämheten för människor som stannar inomhus, särskilt under vintersäsongen, beror till stor del på temperaturen i den omgivande luften. Därför, bland de verktyg som är utrustade i bostadslokaler, tar värmesystemet första plats. I stadsförhållanden löses problemen med uppvärmning av lägenheter ofta på ett centralt sätt, men i privata hus måste deras ägare utrusta autonoma värmesystem, vars huvuddel är en panna. Det är av de tekniska och ekonomiska egenskaperna hos det senare som den totala systemprestanda beror på.

Hur man beräknar pannkraften

Kraften hos värmepannan är den viktigaste indikatorn som kännetecknar dess kapacitet förknippade med optimal uppvärmning av rum under toppbelastningar. Det viktigaste här är att korrekt beräkna hur mycket värme som behövs för att värma dem. Endast i detta fall är det möjligt att välja rätt panna för att värma ett privat hus med kapacitet.

För att beräkna pannans effekt för huset används olika metoder, där ytan eller volymen för de uppvärmda lokalerna är baserade. På senare tid bestämdes den erforderliga kraften hos en värmepanna med användning av de så kallade huskoefficienterna för olika typer av hus inom (W / kvm. M.):

• 130 ... 200 - hus utan värmeisolering;
• 90 ... 110 - hus med en delvis isolerad fasad;
• 50 ... 70 - hus byggda med tekniker från 2000-talet.

Genom att multiplicera husets område med motsvarande huskoefficient får vi den erforderliga kraften hos värmepannan.

Beräkning av pannkraften enligt de geometriska dimensionerna i rummet

Beräkna med tanke på pannans effekt för att värma ett hus med dess yta. Använd formeln:

Wkot = S * Wud / 10var:

• Wkot - designkraft för pannan, kW;
• S - den totala ytan på det uppvärmda rummet, kvm;
• Wud - pannans specifika effekt, som står för var 10 kvadratmeter. uppvärmd yta.

I det allmänna fallet antas det att beroende på den region där rummet ligger, är pannans specifika effekt (kW \ m. Kvm):

• för de södra regionerna - 0,7 ... 0,9;
• för områden i mellanbandet - 1.0 ... 1.2;
• för Moskva och Moskva-regionen - 1,2 ... 1,5;
• för de norra regionerna - 1,5 ... 2,0.

Ovanstående formel för beräkning av en panna för uppvärmning av hus efter område används i de fall där värmaren endast kommer att användas för uppvärmning av rum med en höjd av högst 2,5 m.

Om man antar att en dubbelkretspanna kommer att installeras i rummet, som förutom uppvärmning ska ge användarna varmt vatten, måste den beräknade konstruktionseffekten ökas med 25%.

Om höjden på de uppvärmda rummen överstiger 2,5 m justeras det erhållna resultatet genom att multiplicera det med koefficienten Kv. Kv = N / 2,5, där N är den verkliga höjden på rummet, m.

I detta fall är den slutliga formeln enligt följande: P = (S * Wud / 10) * Qu

Denna metod för att beräkna den erforderliga kraften som pannan ska ha är lämplig för små byggnader med ett isolerat loft, närvaron av värmeisolering av väggar och fönster (dubbelglasade fönster), etc. I andra fall kan resultatet som uppnås genom en ungefärlig beräkning leda till att den köpta pannan inte kommer att kunna fungera normalt. I detta fall bidrar överskott eller otillräcklig kraft till ett antal oönskade problem för användaren:

• minskning av pannans tekniska och ekonomiska indikatorer;
• fel i automatiseringssystem;
• snabb slitage av delar och tillbehör;
• kondens i skorstenen;
• skorstenstoppning med produkter av ofullständig förbränning av bränsle osv.;

För att få mer exakta resultat är det nödvändigt att ta hänsyn till mängden verklig värmeförlust genom enskilda element i byggnader (fönster, dörrar, väggar, etc.).

Förfinad beräkning av pannkraften

Beräkning av värmesystemet, som inkluderar en värmepanna, måste utföras individuellt för varje objekt. Förutom dess geometriska dimensioner är det viktigt att ta hänsyn till ett antal sådana parametrar:

• förekomsten av tvingad ventilation;
• klimatzon;
• tillgång till varmvattenförsörjning;
• graden av isolering av enskilda element i objektet;
• närvaron av ett loft och en källare, etc.

Generellt sett är formeln för en mer exakt beräkning av pannkraften enligt följande:

Wkot = Qt * Kzapvar:

• Qt - värmeförlust av ett föremål, kW.
• KZAP - säkerhetsfaktor vars värde rekommenderas för att öka anläggningens designkapacitet. Som regel ligger dess värde i intervallet 1,15 ... 1,20 (15-20%).

Förutspådd värmeförlust bestäms av formlerna:

Qt = V * ΔT * Kp / 860, V = S * H; Var:

• V - rumets volym, m3;
• AT - skillnaden mellan den yttre och den inre lufttemperaturen, ° C;
• kr - spridningskoefficient, beroende på objektets värmeisoleringsgrad.

Spridningskoefficienten väljs baserat på byggnadstyp och graden av dess värmeisolering.

• Föremål utan värmeisolering: hangarer, träbaracker, korrugerade järnkonstruktioner etc. - Кр = 3.0 ... 4.0.
• Byggnader med låg värmeisoleringsnivå: väggar gjorda av en tegel, träfönster, skiffer- eller järntak - Cr motsvarande inom 2,0 ... 2.9.
• Hus med en genomsnittlig värmeisolering: två-tegelväggar, ett litet antal fönster, ett standardtak etc. - Cr är 1,0 ... 1,9.
• Moderna, välisolerade byggnader: golvvärme, dubbelglasade fönster, etc. - Kr är i intervallet 0,6 ... 0,9.

För att göra det lättare för konsumenterna att hitta en värmepanna placerar många tillverkare specialkalkylatorer på sina webbplatser och återförsäljares webbplatser. Med deras hjälp, efter att ha lagt in nödvändig information i motsvarande fält, är det möjligt att med stor sannolikhet fastställa vilket område som är utformat, till exempel för en 24 kW panna.

Som regel beräknar en sådan räknare enligt följande data:

• medelvärdet på utomhustemperaturen under den kallaste veckan under vintersäsongen;
• lufttemperatur inuti anläggningen;
• närvaro eller frånvaro av varmvattenförsörjning;
• data om ytterväggar och tak;
• material vars tak och ytterväggar är gjorda;
• takhöjd;
• geometriska mått på alla ytterväggar;
• antal fönster, storlekar och detaljerad beskrivning;
• information om förekomst eller frånvaro av tvångsventilation.

Efter att ha bearbetat uppgifterna kommer kalkylatorn att ge kunden den erforderliga kraften hos värmepannan, och även ange typ och märke på enheten som uppfyller begäran. Ett exempel på beräkning av raden med gaspannor utformade för att värma hus i olika storlekar ges i tabellen:

Anmärkning till kolumn 11: Ns - monterad atmosfärisk panna, A - golvpanna, Nd - väggmonterad turbo-panna.

Enligt ovanstående metoder beräknas gaspannans kapacitet. De kan emellertid också användas för att beräkna effektegenskaperna för vattenuppvärmningsenheter som arbetar på andra typer av bränsle.

Redovisning av värmeförluster

Börjar utveckla ett autonomt värmesystem är det först nödvändigt att ta reda på hur mycket värme som går in på gatan under de svåraste frostarna genom de så kallade inneslutna strukturerna. Dessa inkluderar väggar, fönster, golv och tak. Endast genom att bestämma mängden värmeförlust kommer det att vara möjligt att ta hänsyn till valet av en värmekälla med lämplig effekt.Man bör komma ihåg att en byggnads värmeförlust under vintersäsongen inte bara sker genom att bygga kuvert. En betydande del av den genererade värmen (upp till 30%) spenderas på att värma den kalla luften som kommer från gatan på grund av naturlig ventilation.

Den totala mängden värme som behövs för att värma rummet bestäms av formeln:

Q = Qconst + Qstarvar:

• Qconstru - mängden värme som förlorats genom samma design, W;
• Qstar - mängden värme som spenderas på att värma luften som kommer från gatan, W.

Sammanfattning av de värden som erhållits som ett resultat av beräkningarna bestäms den totala värmebelastningen på värmesystemet i hela byggnaden.

Alla mätningar utförs på byggnadens utsida utan att fånga dess hörn. Annars kommer beräkningen av värmeförlusten att vara felaktig.

Det finns andra sätt att värma läckage i lokalerna, till exempel genom en spiskåpa, öppna dörrar och fönster, sprickor i strukturer, etc. Den mängd värme som förloras av dessa skäl överstiger praktiskt taget inte 5% av den totala värmeförlusten och tas därför inte med i beräkningarna. .

Beräkning av värmeförlust genom byggande kuvert

Komplexiteten i beräkningen ligger i det faktum att den måste utföras för varje rum separat, noggrant inspektera, mäta och utvärdera tillståndet för vart och ett av dess element intill miljön. Endast i detta fall kan du ta hänsyn till all värme som lämnar huset.

Enligt resultaten från mätningarna bestäms området S för varje element i byggnadshöljet, som sedan införs i grundformeln för att beräkna mängden förlorad termisk energi:

Qconstructor = 1 / R * (Tv-Tn) * S * (1 + ß), R = δ / λ; Var:

• R - värmebeständighet för konstruktionsmaterialet, m.q. ° C / W;
• δ - värmeledningsförmåga för konstruktionsmaterialet, W / m ° C);
• λ - tjockleken på konstruktionsmaterialet, m;
• S - området för det yttre staketet, kvadratmeter;
• TV - inomhustemperatur, ° C;
• T - den lägsta lufttemperaturen under vintersäsongen, ° С;
• β - värmeförlust, vilket beror på byggnadens orientering.

Om konstruktionen består av flera material, till exempel en tegelvägg med isolering, beräknas värmemotståndsvärdet R separat för vart och ett av dessa material och summeras sedan.

Värmeförluster beroende på byggnadens orientering väljs baserat på var det inneslutande elementet är orienterat:

• till nordsidan - β = 0,1;
• i väster eller sydost - β = 0,05;
• i söder och om sydväst - β = 0.

Beräkning av värmeförluster genom elementen i de inneslutna strukturerna utförs för varje rum i byggnaden, och sedan summerar de upp de erhåller den förutsagda totala värmeförlusten i den. Därefter fortsätter de till beräkningen i nästa rum. Som ett resultat av detta arbete kommer husägaren att kunna identifiera sätt för maximal värmeläckage och eliminera orsakerna till deras förekomst.

Beräkning av värmen som används för att värma ventilationsluften

Mängden värme som används för att värma ventilationsluften når i vissa fall 30% av den totala värmeenergiförlusten. Detta är ett tillräckligt stort värde, vilket är olämpligt att ignorera. För att beräkna mängden värme som måste spenderas på uppvärmning av tilluften används formeln:

Qtrain = c * m * (Tv-Tn)var:

• c - luftblandningens värmekapacitet, vars värde är 0,28 W / kg ° C;
• m - massaflödeshastighet för luft som kommer in i rummet från gatan, kg.

Massflödet av luft som kommer in i rummet från utsidan bestäms genom att anta att luften uppdateras i hela huset en gång i timmen. I det här fallet, genom att lägga till volymerna i alla rum, får de den volymetriska flödeshastigheten för luft. Sedan med hjälp av värdet på lufttätheten överförs dess volym till massan. Här är det nödvändigt att beakta det faktum att lufttätheten beror på dess temperatur.

Tilluftstemperatur ºС	– 25	– 20	– 15	– 10	-5	0	+ 5	+ 10
Densitet, kg / m3	1,422	1,394	1,367	1,341	1,316	1,290	1,269	1,247

Byt ut alla kända värden i formeln ovan, bestäm den mängd värme som krävs för att värma tilluften.

Vanliga fel

Beräkning av ett autonomt värmesystem är en komplex process som består av flera sammankopplade, fasade procedurer:

1. Beräkning av värmeförlust av objektet.
2. Bestämning av temperaturregimen för enskilda rum och byggnaden som helhet.
3. Beräkning av kraften hos uppvärmningsradiatorbatterier.
4. Hydraulisk beräkning av värmesystemet.
5. Beräkning av värmepannans effekt.
6. Bestämning av den totala volymen för det autonoma värmesystemet.

Termisk beräkning av ett värmesystem är inte teoretisk forskning, utan ett korrekt och underbyggt resultat, vars praktiska implementering gör att du kan välja alla nödvändiga komponenter korrekt och utrusta ett effektivt värmesystem som har fungerat utan problem under många år.

Det största misstaget som många ägare av privata hus gjort är att ignorera vissa steg i beräkningen. De tror att för att lösa problemet är det tillräckligt att välja en kraftfullare panna, endast med fokus på uppgifterna för en ungefärlig beräkning av dess kapacitet med rumets område. Ett sådant tillvägagångssätt är för fullt med överdrivna driftskostnader och leder ofta till att pannan fungerar kontinuerligt, kylbatterierna blir varma och rummet blir kallt. I detta fall är det nödvändigt att återgå till det ursprungliga tillståndet och göra en fullständig beräkning av värmesystemet. Först efter detta kan vi börja eliminera bristerna som orsakas av kritiska fel i beräkningarna.