Làm thế nào để tối ưu hóa chi phí sưởi ấm? Vấn đề này chỉ được giải quyết bằng cách tiếp cận tích hợp, có tính đến tất cả các thông số của hệ thống, tòa nhà và đặc điểm khí hậu của khu vực. Trong trường hợp này, thành phần quan trọng nhất là tải nhiệt khi sưởi ấm: việc tính toán các chỉ số hàng giờ và hàng năm được bao gồm trong hệ thống tính toán hiệu quả của hệ thống.
Tại sao bạn cần biết thông số này
Tính toán của tải nhiệt để sưởi ấm là gì? Nó xác định lượng năng lượng nhiệt tối ưu cho mỗi phòng và toàn bộ tòa nhà. Biến là sức mạnh của thiết bị sưởi ấm - nồi hơi, bộ tản nhiệt và đường ống. Cũng tính đến mất nhiệt ở nhà.
Lý tưởng nhất là đầu ra nhiệt của hệ thống sưởi nên bù cho tất cả các tổn thất nhiệt trong khi duy trì mức nhiệt độ thoải mái. Do đó, trước khi thực hiện tính toán tải nhiệt hàng năm, bạn cần xác định các yếu tố chính ảnh hưởng đến nó:
- Mô tả các yếu tố cấu trúc của ngôi nhà. Tường ngoài, cửa sổ, cửa ra vào, hệ thống thông gió ảnh hưởng đến mức độ mất nhiệt;
- Kích thước của ngôi nhà. Thật hợp lý khi cho rằng căn phòng càng lớn thì hệ thống sưởi nên hoạt động mạnh hơn. Một yếu tố quan trọng trong vấn đề này không chỉ là tổng khối lượng của mỗi phòng, mà còn là diện tích của các bức tường bên ngoài và các cấu trúc cửa sổ;
- Khí hậu trong khu vực. Với nhiệt độ bên ngoài giảm tương đối nhỏ, một lượng năng lượng nhỏ là cần thiết để bù đắp cho sự mất nhiệt. Những, cái đó. Tải nhiệt tối đa hàng giờ trực tiếp phụ thuộc vào mức độ giảm nhiệt độ trong một khoảng thời gian nhất định và giá trị trung bình hàng năm cho mùa nóng.
Với các yếu tố này, chế độ nhiệt tối ưu của hệ thống sưởi ấm được biên soạn. Tóm tắt tất cả những điều trên, chúng ta có thể nói rằng việc xác định tải nhiệt khi sưởi ấm là cần thiết để giảm mức tiêu thụ năng lượng và duy trì mức độ sưởi ấm tối ưu trong khuôn viên của ngôi nhà.
Để tính toán tải nhiệt tối ưu bằng các chỉ số tổng hợp, bạn cần biết khối lượng chính xác của tòa nhà. Điều quan trọng cần nhớ là kỹ thuật này được phát triển cho các cấu trúc lớn, do đó sai số tính toán sẽ lớn.
Sự lựa chọn phương pháp tính toán
Trước khi thực hiện tính toán tải trọng sưởi ấm theo các chỉ số tổng hợp hoặc với độ chính xác cao hơn, cần phải tìm hiểu các điều kiện nhiệt độ được đề xuất cho một tòa nhà dân cư.
Khi tính toán các đặc tính của hệ thống sưởi, bạn phải được hướng dẫn bởi các chỉ tiêu của SanPiN 2.1.2.2645-10. Dựa vào bảng, trong mỗi phòng của ngôi nhà cần phải đảm bảo chế độ nhiệt độ tối ưu của hệ thống sưởi.
Các phương pháp tính toán tải nhiệt hàng giờ được thực hiện có thể có mức độ chính xác khác nhau. Trong một số trường hợp, nên sử dụng các phép tính khá phức tạp, do đó lỗi sẽ là tối thiểu. Nếu việc tối ưu hóa chi phí năng lượng không phải là ưu tiên trong thiết kế sưởi ấm - bạn có thể áp dụng các sơ đồ ít chính xác hơn.
Khi tính toán tải hàng giờ khi sưởi ấm, phải tính đến sự thay đổi hàng ngày của nhiệt độ đường phố. Để cải thiện tính chính xác của phép tính, bạn cần biết các đặc tính kỹ thuật của tòa nhà.
Cách đơn giản để tính tải nhiệt
Bất kỳ tính toán tải nhiệt là cần thiết để tối ưu hóa các thông số của hệ thống sưởi ấm hoặc cải thiện các đặc tính cách nhiệt của ngôi nhà. Sau khi thực hiện, một số phương pháp điều chỉnh tải nhiệt gia nhiệt được chọn.Hãy xem xét các phương pháp không tốn công để tính toán tham số này của hệ thống sưởi ấm.
Sự phụ thuộc của năng lượng sưởi ấm vào khu vực
Đối với một ngôi nhà có kích thước phòng tiêu chuẩn, chiều cao trần và cách nhiệt tốt, bạn có thể áp dụng tỷ lệ đã biết của diện tích phòng cho sản lượng nhiệt cần thiết. Trong trường hợp này, sẽ cần phải tạo ra 1 kW nhiệt trên 10 mét vuông. Một hệ số hiệu chỉnh tùy thuộc vào vùng khí hậu phải được áp dụng cho kết quả thu được.
Giả sử ngôi nhà nằm ở khu vực Moscow. Tổng diện tích của nó là 150 mét vuông. Trong trường hợp này, tải nhiệt hàng giờ để sưởi ấm sẽ bằng:
15 * 1 = 15 kw / h
Nhược điểm chính của phương pháp này là lỗi lớn. Tính toán không tính đến sự thay đổi của các yếu tố thời tiết, cũng như các tính năng của tòa nhà - khả năng truyền nhiệt của tường và cửa sổ. Do đó, trong thực tế không nên sử dụng nó.
Tính toán mở rộng tải nhiệt của tòa nhà
Một tính toán mở rộng của tải nhiệt được đặc trưng bởi các kết quả chính xác hơn. Ban đầu, nó được sử dụng để tính toán sơ bộ tham số này khi không thể xác định các đặc điểm chính xác của tòa nhà. Công thức chung để xác định tải nhiệt để sưởi ấm được trình bày dưới đây:
Ở đâu q ° - đặc tính nhiệt cụ thể của cấu trúc. Các giá trị phải được lấy từ bảng tương ứng,và - hệ số hiệu chỉnh được đề cập ở trên,Vọng - khối lượng bên ngoài của tòa nhà, m³,Tvn và Tnro - giá trị nhiệt độ trong nhà và trên đường phố.
Giả sử rằng cần phải tính toán tải tối đa hàng giờ để sưởi ấm trong một ngôi nhà có thể tích 480 m³ trên các bức tường bên ngoài (diện tích 160 mét vuông, nhà hai tầng). Trong trường hợp này, đặc tính nhiệt sẽ bằng 0,49 W / m³ * C. Hệ số hiệu chỉnh a = 1 (đối với khu vực Moscow). Nhiệt độ tối ưu bên trong phòng khách (TV) phải là + 22 ° C. Nhiệt độ trên đường phố sẽ là -15 ° C. Chúng tôi sử dụng công thức để tính toán tải nhiệt hàng giờ:
Q = 0,49 * 1 * 480 (22 + 15) = 9,408 mã lực
So với tính toán trước, giá trị kết quả là ít hơn. Tuy nhiên, nó tính đến các yếu tố quan trọng - nhiệt độ trong nhà, ngoài trời, tổng khối lượng của tòa nhà. Tính toán tương tự có thể được thực hiện cho mỗi phòng. Phương pháp tính toán tải nhiệt bằng các chỉ số tổng hợp giúp xác định công suất tối ưu cho mỗi bộ tản nhiệt trong một phòng. Để tính toán chính xác hơn, bạn cần biết các giá trị nhiệt độ trung bình cho một vùng cụ thể.
Phương pháp tính toán này có thể được sử dụng để tính tải nhiệt hàng giờ để sưởi ấm. Nhưng kết quả thu được sẽ không cho giá trị chính xác tối ưu về tổn thất nhiệt của tòa nhà.
Tính toán tải nhiệt chính xác
Nhưng tuy nhiên, tính toán tải nhiệt tối ưu này để sưởi ấm không cung cấp độ chính xác tính toán cần thiết. Nó không tính đến tham số quan trọng nhất - đặc điểm của tòa nhà. Cái chính là khả năng truyền nhiệt của vật liệu được sử dụng để sản xuất các yếu tố riêng lẻ của ngôi nhà - tường, cửa sổ, trần và sàn. Họ xác định mức độ bảo tồn năng lượng nhiệt nhận được từ chất làm mát của hệ thống sưởi ấm.
Điện trở truyền nhiệt là gì (R)? Đây là đối ứng của độ dẫn nhiệt (λ) - khả năng của cấu trúc của vật liệu để truyền năng lượng nhiệt. Những, cái đó. giá trị độ dẫn nhiệt càng lớn thì tổn thất nhiệt càng cao. Để tính toán tải nhiệt hàng năm, giá trị này không thể được sử dụng, vì nó không tính đến độ dày của vật liệu (d) Do đó, các chuyên gia sử dụng tham số điện trở truyền nhiệt, được tính theo công thức sau:
R = d /
Tính toán tường và cửa sổ
Có các giá trị tiêu chuẩn của khả năng truyền nhiệt của các bức tường, phụ thuộc trực tiếp vào khu vực mà ngôi nhà được đặt.
Ngược lại với tính toán mở rộng của tải nhiệt, trước tiên bạn cần tính toán điện trở truyền nhiệt cho các bức tường bên ngoài, cửa sổ, tầng trệt và gác mái. Chúng tôi lấy làm cơ sở các đặc điểm sau của ngôi nhà:
- Khu vực tường - 280 mét vuông. Nó bao gồm các cửa sổ - 40 mét vuông;
- Vật liệu ốp tường - gạch đặc (λ=0.56) Độ dày tường ngoài - 0,36 m. Dựa trên điều này, chúng tôi tính toán sức đề kháng của chương trình truyền hình - R = 0,36 / 0,56 = 0,64 mét vuông * C / W;
- Để cải thiện tính chất cách nhiệt, một lớp cách nhiệt bên ngoài đã được lắp đặt - polystyrene mở rộng 100 mm. Cho anh ấy λ=0,036. Tương ứng R = 0,1 / 0,036 = 2,72 mét vuông * C / W;
- Giá trị tổng thể R cho các bức tường bên ngoài là bằng nhau 0,64+2,72= 3,36 đó là một chỉ số rất tốt về cách nhiệt ở nhà;
- Cửa sổ truyền nhiệt kháng - 0,75 mét vuông * C / W (cửa sổ kính đôi với điền argon).
Trên thực tế, sự mất nhiệt qua các bức tường sẽ là:
(1 / 3,36) * 240 + (1 / 0,75) * 40 = 124 W ở chênh lệch nhiệt độ 1 ° C
Chúng tôi lấy các chỉ số nhiệt độ giống như tính toán tích hợp của tải nhiệt + 22 ° C trong phòng và -15 ° C trên đường phố. Tính toán thêm phải được thực hiện theo công thức sau đây:
124 * (22 + 15) = 4,96 mã lực / giờ
Tính toán thông gió
Sau đó, bạn cần tính toán tổn thất thông qua thông gió. Tổng khối lượng không khí trong tòa nhà là 480 m³. Hơn nữa, mật độ của nó xấp xỉ bằng 1,24 kg / m³. Những, cái đó. khối lượng của nó là 595 kg. Trung bình, một sự đổi mới không khí năm lần xảy ra mỗi ngày (24 giờ). Trong trường hợp này, để tính toán tải tối đa hàng giờ để sưởi ấm, bạn cần tính toán tổn thất nhiệt để thông gió:
(480 * 40 * 5) / 24 = 4000 kJ hoặc 1.11 mã lực / giờ
Tóm tắt tất cả các chỉ số thu được, bạn có thể tìm thấy tổng tổn thất nhiệt của ngôi nhà:
4,96 + 1,11 = 6,07 mã lực / giờ
Điều này xác định tải nhiệt tối đa chính xác để sưởi ấm. Giá trị thu được trực tiếp phụ thuộc vào nhiệt độ trên đường phố. Do đó, để tính toán tải hàng năm trên hệ thống sưởi, cần phải tính đến những thay đổi trong điều kiện thời tiết. Nếu nhiệt độ trung bình trong mùa nóng là -7 ° C, thì tải nhiệt cuối cùng sẽ bằng:
(124 * (22 + 7) + ((480 * (22 + 7) * 5) / 24)) / 3600) * 24 * 150 (ngày của mùa nóng) = 15843 kW
Bằng cách thay đổi các giá trị nhiệt độ, bạn có thể tính toán chính xác tải nhiệt cho bất kỳ hệ thống sưởi ấm nào.
Để có kết quả, bạn cần thêm giá trị tổn thất nhiệt qua mái và sàn. Điều này có thể được thực hiện với hệ số hiệu chỉnh là 1,2 - 6.07 * 1.2 = 7.3 kW / h.
Giá trị thu được cho biết chi phí năng lượng thực tế trong quá trình vận hành hệ thống. Có một số cách để điều chỉnh tải nhiệt của hệ thống sưởi. Hiệu quả nhất của chúng là giảm nhiệt độ trong các phòng không có sự hiện diện liên tục của cư dân. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ và cảm biến nhiệt độ được cài đặt. Nhưng đồng thời, một hệ thống sưởi ấm hai ống nên được lắp đặt trong tòa nhà.
Để tính toán giá trị chính xác của tổn thất nhiệt, bạn có thể sử dụng chương trình Valtec chuyên dụng. Các cảnh quay video cho thấy một ví dụ về làm việc với cô ấy.
