Nezávislý výpočet výkonu komponent topného systému: oběhových čerpadel, kotlů a radiátorů

Návrh libovolného topného systému začíná výpočtem jeho základních parametrů. Nejprve se jedná o optimální zatížení zásobováním teplem. Před zakoupením potřebného vybavení byste proto měli vypočítat výkon topného systému: kotle, radiátory, čerpadla, baterie.

Proč potřebujete výpočet vytápění

Definujícím úkolem provádění výpočtů je optimalizace dalších nákladů. Minimální požadovaný výkon topného kotle bude mít přímý vliv na spotřebu nosiče energie. Úspory by však měly být v rozumných mezích.

Hlavním účelem dodávky tepla je udržovat pohodlnou teplotu v obytných místnostech. To je ovlivněno jmenovitým výkonem litinových topných těles, tepelnými ztrátami budovy a parametry kotle.

Pro správný výběr zařízení byste měli správně vypočítat jeho parametry. To lze provést pomocí specializovaných programů nebo samostatně pomocí určitých vzorců.

Odborníci navíc doporučují vypočítat výkon topného kotle a dalších komponent systému pro následující:

• Plánování nákladů na nákup vybavení... Čím vyšší je jmenovitý výkon kotle nebo odvod tepla z baterie, tím vyšší jsou jejich náklady. Ve výsledku to ovlivní rozpočet celé akce na zajištění dodávky tepla;
• Správné plánování zatížení systému... Správný výpočet výkonu čerpadla pro vytápění vám umožní zjistit maximální a minimální zatížení zařízení, když se změní vnější faktory - teplota venku, v místnostech domu;
• Modernizace systému... Pokud jsou náklady na vytápění vysoké, jejich snížení je nejvyšší prioritou pro minimalizaci údržby. Za tímto účelem vypočítejte výkon topné baterie a dalších komponent.

Když jsme se rozhodli, že bez výpočtu základních údajů je nemožné začít nakupovat materiál a komponenty pro zajištění dodávky tepla, měli bychom zvolit metody výpočtu. Nejprve jsou vlastnosti každé součásti rozpoznány samostatně - kotel, čerpadlo chladiče. Poté se jejich parametry zadají do topného programu a znovu se zkontrolují. Stejná metodika se používá k výpočtu vytápění skleníku.

Typ použitého nosiče energie ovlivňuje výpočet výkonu plynového topného kotle. Je nutné předem rozhodnout, jaký druh plynu bude použit - hlavní nebo zkapalněný.

Stanovení tepelných ztrát doma

V první fázi je nutné správně vypočítat množství tepla, které projde vnějšími stěnami, okny a dveřmi budovy. Provoz dodávky tepla musí tyto ztráty kompenzovat a na základě získaných údajů bude proveden další výpočet kapacity cirkulačního čerpadla pro vytápění, kotel a baterie.

Definujícím parametrem je odpor přenosu tepla stěn a okenních konstrukcí. Toto je inverzní indikátor tepelné vodivosti materiálů. Bez znalosti těchto hodnot není možné zvolit výkon topného kotle. Před zahájením výpočtů byste proto měli zjistit tloušťku stěn a materiál, ze kterého jsou vyrobeny.

Doporučuje se seznámit se s obsahem SNiP II-3-79 a SNiP 23-02-2003.Tyto dokumenty označují standardní hodnoty odporu přenosu tepla pro různé oblasti Ruska. Pokud je znáte, můžete vyřešit otázku, jak vypočítat výkon topného tělesa. Každý materiál má určitou hodnotu přenosu tepla. Údaje o nejběžnějších pro výstavbu obytných budov lze převzít ze standardních tabulek.

To však nestačí k dalšímu výpočtu výkonu ocelových radiátorů. Dále budete potřebovat znát tloušťku každého typu materiálu použitého k stavbě stěn. Poměr této hodnoty k součiniteli přestupu tepla bude požadovaná hodnota:

R = D / λ

Kde R - odpor přenosu tepla;D - tloušťka materiálu;Λ - odpor přenosu tepla.

V budoucnu to bude použito pro výpočet požadovaného výkonu topného kotle. Tento krok výpočtu se doporučuje. Pouze na základě zjištění skutečného odporu stěn můžete určit jmenovitý výkon celého topného systému.

Výpočet nebere v úvahu charakteristiku větrné růžice pro každou konkrétní oblast. Údaje o něm ovlivňují výpočet pouze u vícepodlažních budov.

Vlastnosti výpočtu výkonu různých topných kotlů

Pro správný výběr výkonu topného kotle jsou předem určeny jeho místo instalace, typ topného systému (otevřený, uzavřený) a druh použitého paliva. Dále se bere v úvahu celková plocha domu a jeho objem. Tato data vám umožní provádět výpočty několika způsoby.

Nejsnadnějším způsobem výpočtu výkonu vašeho topného zařízení je použití pouze plochy domu. K tomu se bere standardní poměr, že na vytápění 10 m² místnosti musí být spotřebována 1 kW tepelné energie. Tato metoda bude fungovat pouze u budov s dobrou tepelnou izolací a standardní výškou stropu. Jeho nevýhodou je velká chyba. Takže pro dům o rozloze 150 m² budete podle výpočtu výkonu topného kotle muset zvolit model 15 kW.

Kromě toho se použije korekční faktor, který závisí na umístění budovy. Konečný vzorec pro výpočet výkonu plynového topného kotle bude vypadat takto:

W = (S / 10) * K.

Kde Ž - jmenovitý výkon kotle;S - plocha domu;K. - korekční faktor.

Pro centrální regiony Ruska K = 0,13; u severních zeměpisných šířek se hodnota pohybuje od 0,15 do 0,2. Při výběru výkonu kotle dodávajícího teplo pro jižní regiony K = 0,08.

Přesné výpočty lze provést až po předběžném stanovení součinitele prostupu tepla stěnami. Tato technika byla popsána výše. Nejprve zjistíme teplotní rozdíl mezi ohřívaným vzduchem venku a v domě - Δt. Poté je nutné určit tepelné ztráty. Naleznou je podle vzorce:

P = Δt / R

Kde R - tepelné ztráty doma;Δt - teplotní rozdíl;R - koeficient odolnosti proti přenosu tepla.

Dále pro výpočet výkonu plynového topného kotle je nutné vynásobit plochu vnějších stěn tepelnými ztrátami. Jako příklad si vezměme dům s plochou stěny 127 m², koeficient odporu přenosu tepla je 0,502. Optimální hodnota Δt by měla být 55. V tomto případě se tepelná ztráta na m2 bude rovnat:

P = 55 / 0,505 = 108 W / m2

Na základě toho lze vypočítat výkon kotle na dodávku tepla:

W = 127 * 108 = 13,7 kW

V následujícím textu se určuje zatížení topného systému při různých hodnotách Δt. Doporučuje se zvolit model zařízení s malou rezervou výkonu - 10-15%. To umožní rozšíření dodávky tepla bez výměny kotle a radiátorů.

U bytů s normální izolací můžete vzít poměr 41 W tepla na 1 m³ objemu místnosti v panelové budově a 38 W v cihlové budově. Pokud byly stěny izolovány, budete muset provést výše uvedený výpočet.

Výpočet výkonu radiátorů a topných baterií

Kromě kotle však ovlivňují činnost dodávky tepla i technické vlastnosti dalších komponent. Proto potřebujete vědět, jak vypočítat výkon topné baterie. Ve skutečnosti v něm probíhá přenos tepla z horké vody do vnitřního vzduchu.

Pro výpočet výkonu topných baterií je nutné skutečně určit jejich přenos tepla. Toto je název procesu přenosu tepla ze zahřátého těla na vzduch do místnosti. Na toto číslo má vliv několik faktorů. Hlavním z nich je materiál výroby. Čím nižší je odpor baterie při přenosu tepla, tím nižší jsou tepelné ztráty. Spolu s tím je však třeba vzít v úvahu účinek skladování energie. Toto je pozorováno u litinových konstrukcí. Protože pro výpočet výkonu topné baterie je nutné znát úroveň jejího naplnění horkou vodou, měla by se vypočítat celková plocha konstrukce. Na tom také závisí celkový přenos tepla.

Pro výpočty je nutné určit Δt podle následujícího vzorce:

Δt = (((Tpod-Tobr) / 2) -Tpom

Kde Tpod, Tobr a TPom - teploty v přívodním, vratném potrubí a v místnosti.

Chcete-li vypočítat výkon litinových topných těles, budete potřebovat koeficient tepelné vodivosti konkrétního materiálu a celkovou plochu konstrukcí. První lze převzít ze standardních tabulek. U bimetalových modelů se při výpočtu výkonu topného tělesa zohledňují ocelová jádra potrubí a hliníková topná plocha.

Výpočet se provádí podle následujícího vzorce:

Q = Δt * k * S

Kde Q - měrná tepelná kapacita radiátoru;NA - koeficient tepelné vodivosti;S - celková plocha konstrukce.

Můžete tedy vypočítat výkon topné baterie. V praxi je to však obtížné, protože několik faktorů zůstává neznámých - skutečná tloušťka stěny, další prvky použité při výrobě. Při výpočtu výkonu baterie dodávající teplo se nebere v úvahu tepelné ztráty v místnosti.

Většina výrobců uvádí jmenovitý výkon v pasu chladiče. To se však provádí pouze pro jeden tepelný režim topného provozu. Z tohoto důvodu můžete jako pasové údaje o produktu přesně vypočítat výkon otopného tělesa.

Skutečný odvod tepla z baterie závisí na správné instalaci. Při výpočtu výkonu ocelových topných těles není zohledněno jejich umístění vzhledem k parapetu, podlaze a stěnám v místnosti.

Výpočet výkonu oběhového čerpadla

V uzavřených systémech zásobování teplem je cirkulace kapaliny nucena. Před výpočtem výkonu čerpadla pro vytápění je nutné vypracovat diagram dodávky tepla. Teprve potom můžete začít počítat.

Existuje několik parametrů, které určují hlavní charakteristiky této topné komponenty. Provoz čerpadla je zaměřen na zvýšení rychlosti pohybu chladicí kapaliny v systému. Kromě toho by neměl vytvářet nadměrné hydraulické zatížení a zvyšovat hluk. Proto je tak důležité správně vypočítat výkon čerpadla pro vytápění.

Chcete-li provádět výpočty, budete potřebovat znát následující vlastnosti zařízení:

• Výkon... Charakterizuje množství tepla přenášeného za jednotku času potrubím pomocí cirkulačního čerpadla;
• Hydraulický odpor... Jedná se o tlakovou ztrátu v potrubí v důsledku tření vody o vnitřní povrch komponentů dodávajících teplo. Při výpočtu výkonu čerpadla pro vytápění je tento indikátor jedním z určujících, protože na něm závisí průtok chladicí kapaliny;
• Spotřeba energie... Uvedeno výrobcem v pasu zařízení. Je určena vlastnostmi elektromotoru připojeného k rotoru čerpadla.

V první fázi výpočtu výkonu oběhového čerpadla pro vytápění by měl být vypočítán výkon.K tomu budete muset zjistit požadovaný tepelný výkon systému zásobování teplem. Výpočty výkonu se provádějí pomocí následujícího vzorce:

Q = (0,86 * R) / (Tpod-Tob)

Kde Q - výkon zařízení;R - vypočítaný tepelný výkon, W;Tpod a Tob - teplota vody v přívodním a vratném potrubí topení.

Hlavním faktorem ovlivňujícím výkon čerpadla je tepelná kapacita systému. Nejlepší je vypočítat to co nejpřesněji, aby se zabránilo nákupu zařízení s nevhodnými parametry. Vlastnosti tepelného nosiče také ovlivňují výpočet výkonu čerpadla pro zásobování teplem. V případě použití nemrznoucích směsí musí být nominální indikátor zvýšen o 10-15%, protože jejich hustota je mnohem vyšší než hustota destilované vody.

Hydraulický odpor oběhového čerpadla je určen následujícím vzorcem:

H = 1,3 * (R1 * L1 + R2 * L2 + ... Z1 + Z2) / 10 000

Kde R1 aR2 - ztráta tlaku v přívodní a zpětné části potrubí;L1 a L2 - délka potrubí;Z1 a Z2 - hydraulický odpor součástí systému.

Poslední indikátor pro výpočet výkonu čerpadla pro zásobování teplem lze získat z pasu zařízení. Pokud žádný není, doporučuje se použít data z tabulky.

Výrobci označují hydraulický odpor z hlediska hodnoty vodního sloupce. Ty. toto je indikátor síly, která je schopna zvednout vodu ve svislé trubce na určitou úroveň.

Při výpočtu výkonu oběhového čerpadla pro zásobování teplem se nebere v úvahu přítomnost několika rychlostních režimů. I když v praxi lze pomocí této funkce zařízení optimalizovat rychlost pohybu chladicí kapaliny, čímž se vyvažuje celý systém.

Je obtížné provést přesný výpočet vytápění domu nebo skleníku sami? Kromě výše uvedených metod se doporučuje používat speciální programy pro zásobování teplem. To vám umožní ověřit výsledky a dosáhnout maximální přesnosti výpočtů.

Videomateriál ukazuje příklad výpočtu topného výkonu pomocí specializovaného programu: