Независимо изчисляване на топлинното натоварване за отопление: почасови и годишни показатели

Как да оптимизираме разходите за отопление? Тази задача се решава само чрез интегриран подход, който отчита всички параметри на системата, сградите и климатичните особености на региона. В този случай най-важният компонент е топлинното натоварване при отопление: изчисляването на часовите и годишните показатели е включено в системата за изчисляване на ефективността на системата.

Защо трябва да знаете този параметър

Какво е изчислението на топлинното натоварване за отопление? Той определя оптималното количество топлинна енергия за всяка стая и сградата като цяло. Променливите са мощността на отоплителното оборудване - котел, радиатори и тръбопроводи. Вземат се предвид и топлинните загуби на къщата.

В идеалния случай топлинната мощност на отоплителната система трябва да компенсира всички топлинни загуби и в същото време да поддържа комфортно ниво на температурата. Ето защо, преди да изчислите годишния товар на отопление, трябва да определите основните фактори, които го влияят:

• Характеристики на конструктивните елементи на къщата. Външните стени, прозорци, врати, вентилационна система влияят върху нивото на топлинните загуби;
• Размери на къщата. Логично е да се приеме, че колкото по-голямо е помещението, толкова по-интензивно трябва да работи отоплителната система. Важен фактор за това е не само общият обем на всяка стая, но и площта на външните стени и прозоречните конструкции;
• Климатът в региона. При относително малки понижения на температурата навън е необходимо малко количество енергия за компенсиране на топлинните загуби. Тези. максималното натоварване на час за отопление директно зависи от степента на спадане на температурата в определен период от време и от средната годишна стойност за отоплителния сезон.

Като се вземат предвид тези фактори, се съставя оптималният топлинен режим на работа на отоплителната система. Обобщавайки всичко по-горе, можем да кажем, че определянето на топлинното натоварване при отопление е необходимо, за да се намали консумацията на енергия и да се поддържа оптималното ниво на отопление в помещенията на къщата.

За да изчислите оптималното нагряващо натоварване въз основа на агрегирани показатели, трябва да знаете точния обем на сградата. Важно е да запомните, че тази техника е разработена за големи конструкции, така че грешката в изчислението ще бъде голяма.

Избор на метод за изчисление

Преди да се изчисли отоплителното натоварване по увеличени показатели или с по-висока точност, е необходимо да се открият препоръчителните температурни условия за жилищна сграда.

Когато се изчисляват характеристиките на отоплението, човек трябва да се ръководи от нормите на SanPiN 2.1.2.2645-10. Въз основа на данните в таблицата, във всяка стая на къщата е необходимо да се осигури оптималният температурен режим на отопление.

Методите, чрез които се извършва изчисляването на почасовото отоплително натоварване, могат да имат различна степен на точност. В някои случаи се препоръчва използването на доста сложни изчисления, в резултат на което грешката ще бъде минимална. Ако оптимизирането на енергийните разходи не е приоритет при проектирането на отоплението, могат да се използват по-малко точни схеми.

При изчисляване на почасовото отоплително натоварване трябва да се вземе предвид ежедневната промяна на външната температура. За да подобрите точността на изчислението, трябва да знаете техническите характеристики на сградата.

Прости начини за изчисляване на топлинното натоварване

Всяко изчисление на топлинното натоварване е необходимо за оптимизиране на параметрите на отоплителната система или подобряване на топлоизолационните характеристики на къщата. След завършването му се избират определени методи за регулиране на топлинното натоварване на отоплението. Помислете за лесните за използване методи за изчисляване на този параметър на отоплителната система.

Зависимост на отоплителната мощност от площта

За къща със стандартни размери на помещенията, височина на тавана и добра топлоизолация може да се приложи известно съотношение на площта на помещението към необходимата топлинна мощност. В този случай 10 m² ще трябва да генерират 1 kW топлина. Към получения резултат трябва да приложите корекционен коефициент в зависимост от климатичната зона.

Да приемем, че къщата се намира в Московска област. Общата му площ е 150 м². В този случай почасовото топлинно натоварване за отопление ще бъде равно на:

15 * 1 = 15 kW / час

Основният недостатък на този метод е голямата му грешка. Изчисляването не отчита промените в метеорологичните фактори, както и особеностите на сградата - устойчивост на топлопреминаване на стени, прозорци. Поради това не се препоръчва използването му на практика.

Обобщено изчисление на топлинното натоварване на сграда

Увеличеното изчисление на нагряващото натоварване се характеризира с по-точни резултати. Първоначално той беше използван за предварително изчисляване на този параметър, когато беше невъзможно да се определят точните характеристики на сградата. Общата формула за определяне на топлинното натоварване за отопление е представена по-долу:

Където q ° - специфични топлинни характеристики на конструкцията. Стойностите трябва да бъдат взети от съответната таблица,но - посоченият по-горе корекционен фактор,Vн - външният обем на сградата, m³,TVn и Tnro - температурни стойности в къщата и отвън.

Да предположим, че искате да изчислите максималното почасово отоплително натоварване в къща с обем 480 m³ по външните стени (площ 160 m², двуетажна къща). В този случай термичната характеристика ще бъде равна на 0,49 W / m³ * C. Корекционен коефициент a = 1 (за региона на Москва). Оптималната температура в жилището (Tvn) трябва да бъде + 22 ° C. Температурата навън ще бъде -15 ° C. Нека използваме формулата за изчисляване на часовото натоварване на отопление:

Q = 0,49 * 1 * 480 (22 + 15) = 9,408 kW

В сравнение с предишното изчисление получената стойност е по-малка. Той обаче отчита важни фактори - вътрешна температура, външна температура, общия обем на сградата. Подобни изчисления могат да се направят за всяка стая. Методът за изчисляване на нагревателното натоварване според увеличените индикатори дава възможност да се определи оптималната мощност за всеки радиатор в отделна стая. За по-точно изчисление трябва да знаете средните температурни стойности за определен регион.

Този метод на изчисление може да се използва за изчисляване на часовото топлинно натоварване за отопление. Получените резултати обаче няма да дадат оптимално точна стойност на топлинните загуби на сградата.

Точни изчисления на топлинното натоварване

Но все пак това изчисление на оптималното топлинно натоварване за отопление не дава необходимата точност на изчисление. Той не отчита най-важния параметър - характеристиките на сградата. Основната е устойчивостта на топлопреминаване, материалът за производство на отделни елементи на къщата - стени, прозорци, таван и под. Именно те определят степента на запазване на топлинната енергия, получена от топлоносителя на отоплителната система.

Какво представлява съпротивлението за пренос на топлина (R)? Това е реципрочната стойност на топлопроводимостта (λ) - способността на материалната структура да предава топлинна енергия. Тези. колкото по-висока е стойността на топлопроводимостта, толкова по-големи са топлинните загуби. За да изчислите годишното отоплително натоварване, не можете да използвате тази стойност, тъй като тя не отчита дебелината на материала (д). Следователно експертите използват параметъра съпротивление на топлопреминаване, който се изчислява, като се използва следната формула:

R = d / λ

Изчисление за стени и прозорци

Има нормализирани стойности на топлоустойчивостта на стените, които пряко зависят от региона, в който се намира къщата.

За разлика от агрегираното изчисление на нагряващото натоварване, първо трябва да изчислите съпротивлението на топлопреминаване за външните стени, прозорците, приземния етаж и пода на тавана. Нека вземем за основа следните характеристики на къщата:

• Площ на стената - 280 м²... Включва прозорци - 40 м²;
• Стенен материал - масивна тухла (λ = 0,56). Дебелина на външната стена - 0,36 m... Въз основа на това изчисляваме съпротивлението на телевизионното предаване - R = 0,36 / 0,56 = 0,64 m2 * С / W;
• За подобряване на топлоизолационните свойства е инсталирана външна изолация - експандиран полистирол с дебелина 100 мм... За него λ = 0,036... Съответно R = 0,1 / 0,036 = 2,72 m2 * C / W;
• Обща стойност R за външни стени е 0,64+2,72= 3,36 което е много добър показател за топлоизолацията на къща;
• Топлоустойчивост на прозорците - 0,75 m² * С / W (двоен стъклопакет с пълнеж от аргон).

Всъщност загубите на топлина през стените ще бъдат:

(1 / 3.36) * 240 + (1 / 0.75) * 40 = 124 W при температурна разлика от 1 ° C

Взимаме температурните показатели същите, както при обобщеното изчисляване на нагряващото натоварване + 22 ° С на закрито и -15 ° С на открито. По-нататъшното изчисление трябва да се извърши съгласно следната формула:

124 * (22 + 15) = 4,96 kWh

Изчисляване на вентилацията

След това е необходимо да се изчислят вентилационните загуби. Общият обем на въздуха в сградата е 480 m³. Освен това плътността му е приблизително равна на 1,24 kg / m³. Тези. масата му е 595 кг. Средно въздухът се обновява пет пъти на ден (24 часа). В този случай, за да изчислите максималното почасово натоварване за отопление, трябва да изчислите топлинните загуби за вентилация:

(480 * 40 * 5) / 24 = 4000 kJ или 1,11 kW / час

Обобщавайки всички получени показатели, можете да намерите общите топлинни загуби на къщата:

4,96 + 1,11 = 6,07 kWh

По този начин се определя точното максимално нагряващо натоварване. Получената стойност директно зависи от температурата навън. Следователно, за да се изчисли годишното натоварване на отоплителната система, е необходимо да се вземат предвид промените в метеорологичните условия. Ако средната температура по време на отоплителния сезон е -7 ° C, тогава общото отоплително натоварване ще бъде равно на:

(124 * (22 + 7) + ((480 * (22 + 7) * 5) / 24)) / 3600) * 24 * 150 (дни от отоплителния сезон) = 15843 kW

Чрез промяна на температурните стойности можете да направите точно изчисление на топлинното натоварване за всяка отоплителна система.

Към получените резултати трябва да добавите стойността на топлинните загуби през покрива и пода. Това може да се направи с корекционен коефициент 1,2 - 6,07 * 1,2 = 7,3 kWh.

Получената стойност показва действителните разходи на енергийния носител по време на работата на системата. Има няколко начина за регулиране на нагряващото натоварване. Най-ефективният от тях е да се намали температурата в помещенията, където няма постоянно присъствие на обитатели. Това може да стане с помощта на термостати и инсталирани температурни сензори. Но в същото време в сградата трябва да бъде инсталирана двутръбна отоплителна система.

За да изчислите точната стойност на топлинните загуби, можете да използвате специализирания софтуер на Valtec. Видеоматериалът показва пример за работа с него.