Para calentar la habitación, se requieren dispositivos de calefacción de la potencia adecuada. El cálculo de la carga de calor para calentar un edificio le permite determinar exactamente cuánta potencia de caldera se requiere, qué tamaño de radiadores deben instalarse y qué esquema de calefacción será más efectivo. En los cálculos se tienen en cuenta muchos factores.
- Conceptos de carga térmica
- Factores que afectan la TN
- Características del objeto para el cálculo
- Tipos de cargas de calor
- Cargas estacionales
- Térmica permanente
- Calor seco
- Calor latente
- Métodos para calcular la carga de calor al calentar un edificio.
- Cálculo de la pérdida de calor mediante indicadores agregados.
- Determinación de la transferencia de calor de los equipos de calefacción y ventilación.
- Cálculo de valores teniendo en cuenta varios elementos de la envolvente del edificio.
Conceptos de carga térmica
Calentar una habitación es una compensación por la pérdida de calor. El calor se libera gradualmente a través de paredes, cimientos, ventanas y puertas. Cuanto menor es la temperatura exterior, más rápido se lleva a cabo la transferencia de calor al exterior. Para mantener una temperatura agradable dentro del edificio, se instalan calentadores. Su rendimiento debe ser lo suficientemente alto como para cubrir la pérdida de calor.
La carga de calor se define como la suma de la pérdida de calor del edificio, igual a la potencia de calefacción requerida. Habiendo calculado cuánto y cómo pierde calor la casa, descubren la potencia del sistema de calefacción. El total no es suficiente. Una habitación con 1 ventana pierde menos calor que una habitación con 2 ventanas y balcón, por lo que el indicador se calcula para cada habitación por separado.
Al calcular, asegúrese de tener en cuenta la altura del techo. Si no supera los 3 m, el cálculo se realiza según el tamaño del área. Si la altura es de 3 a 4 m, el caudal se calcula por volumen.
Factores que afectan la TN
Muchos factores afectan la pérdida de calor:
- Fundación: la versión aislada retiene el calor en la casa, la no aislada deja pasar hasta un 20%
- Muro: el hormigón celular o el hormigón de madera tienen un rendimiento mucho menor que un muro de ladrillo. Los ladrillos de arcilla roja retienen el calor mejor que los ladrillos de silicato. El grosor de la partición también es importante: una pared de ladrillo de 65 cm de espesor y hormigón celular de 25 cm de espesor tiene el mismo nivel de pérdida de calor.
- Aislamiento térmico: el aislamiento térmico cambia significativamente la imagen. El aislamiento externo con espuma de poliuretano, una lámina de 25 mm de espesor, es igual en eficiencia que la segunda pared de ladrillo de 65 cm de espesor. El acabado con un corcho en el interior, una lámina de 70 mm, reemplaza 25 cm de hormigón celular. No en vano los expertos dicen que el calentamiento efectivo comienza con un aislamiento adecuado.
- La estructura inclinada del techo y el ático aislado reducen las pérdidas. Un techo plano hecho de losas de hormigón armado permite que pase hasta un 15% del calor.
- Área de acristalamiento: la conductividad térmica del vidrio es muy alta. No importa qué tan herméticos sean los marcos, el calor se escapa a través del vidrio. Cuantas más ventanas y mayor sea su área, mayor será la carga térmica en el edificio.
- Ventilación: el nivel de pérdida de calor depende del rendimiento del dispositivo y la frecuencia de uso. El sistema de recuperación permite reducir algo las pérdidas.
- La diferencia entre la temperatura exterior e interior de la casa: cuanto más alta es, mayor es la carga.
- Distribución de calor dentro del edificio: afecta el rendimiento de cada habitación. Las habitaciones dentro del edificio se enfrían menos: al calcular una temperatura confortable aquí, consideran el valor de +20 C.Las habitaciones finales se enfrían más rápido; la temperatura normal aquí será de +22 C.En la cocina, basta con calentar el aire hasta +18 C, ya que aquí hay muchas otras fuentes de calor: estufa, horno, frigorífico.
Al calcular la carga térmica de un edificio de apartamentos, se tienen en cuenta el material, el grosor y el aislamiento de las particiones y los techos.
Características del objeto para el cálculo
La carga de calor para calefacción y la pérdida de calor en el hogar no son lo mismo. No es necesario calentar un edificio técnico con tanta intensidad como las viviendas. Antes de proceder con los cálculos, se establece lo siguiente:
- El objeto del objeto es un edificio residencial, apartamento, escuela, gimnasio, tienda. Los requisitos de calefacción son diferentes.
- Las características de la arquitectura son el tamaño de las aberturas de ventanas y balcones, la disposición del techo, la presencia de áticos y sótanos, la cantidad de pisos del edificio, etc.
- Estándares de temperatura: son diferentes para las salas de estar y una oficina.
- Propósito de las instalaciones: este parámetro es importante para las instalaciones de producción, ya que cada taller o incluso un sitio requiere un régimen de temperatura diferente.
- Construcción de vallados externos - muros y techos externos.
- Nivel de mantenimiento: el suministro de agua caliente reduce la pérdida de calor, aumenta la ventilación intensiva.
- La cantidad de personas que están constantemente en la casa, por ejemplo, afecta los indicadores de temperatura y humedad.
- El número de puntos de admisión del refrigerante: cuanto más, mayor es la pérdida de calor.
- Otras características: por ejemplo, la presencia de una piscina, sauna, invernadero o la cantidad de horas que las personas están en el edificio.
Al calcular la pérdida de calor en una tienda o en un centro de catering, se tiene en cuenta la cantidad de equipo que genera calor: vitrinas, refrigeradores, electrodomésticos de cocina.
Tipos de cargas de calor
Las cargas de calor son de diferente naturaleza. Existe un nivel constante de pérdida de calor asociado con el espesor de la pared y la estructura del techo. Los hay temporales, con una fuerte caída de temperatura, con ventilación intensiva. El cálculo de toda la carga térmica tiene esto en cuenta.
Cargas estacionales
Este es el nombre de la pérdida de calor asociada con el clima. Esto incluye:
- la diferencia entre la temperatura exterior e interior de la habitación;
- velocidad y dirección del viento;
- la cantidad de radiación solar: con una alta insolación del edificio y una gran cantidad de días soleados, incluso en invierno, la casa se enfría menos;
- humedad del aire.
La carga estacional se distingue por un programa anual variable y un programa diario constante. La demanda de calor estacional es calefacción, ventilación y aire acondicionado. Las 2 primeras especies se refieren a las invernales.
Las fórmulas no utilizan cambios bruscos de temperatura y humedad a corto plazo, máximos, sino promediados: los valores observados durante los 5 días más fríos de los 5 inviernos más fríos en 50 años.
Térmica permanente
El suministro de agua caliente y los dispositivos tecnológicos se mencionan durante todo el año. Esto último es importante para las empresas industriales: los digestores, los refrigeradores industriales y las cámaras de vapor emiten una cantidad gigantesca de calor.
En edificios residenciales, la carga de agua caliente se vuelve comparable a la carga de calefacción. Este valor cambia poco durante el año, pero varía mucho según la hora del día y el día de la semana. En verano, el consumo de FGP se reduce en un 30%, ya que la temperatura del agua en el sistema de suministro de agua fría es 12 grados más alta que en invierno. Durante la temporada de frío aumenta el consumo de agua caliente, especialmente los fines de semana.
Calor seco
El modo de confort está determinado por la temperatura y la humedad del aire. Estos parámetros se calculan en base a los conceptos de calor seco y latente. Seco es un valor medido con un termómetro de bulbo seco especial. Se ve afectado por:
- acristalamientos y puertas;
- cargas de sol y calor para calefacción en invierno;
- tabiques entre habitaciones con diferentes temperaturas, pisos sobre espacios vacíos, techos debajo de áticos;
- grietas, hendiduras, huecos en paredes y puertas;
- conductos de aire fuera de las áreas con calefacción y ventilación;
- equipo;
- personas.
Pisos sobre una base de hormigón, las paredes subterráneas no se tienen en cuenta en los cálculos.
Calor latente
Este parámetro determina la humedad del aire. La fuente es:
- equipo: calienta el aire, reduce la humedad;
- las personas son una fuente de humedad;
- corrientes de aire que atraviesan grietas y hendiduras en las paredes.
Por lo general, la ventilación no afecta la sequedad de la habitación, pero hay excepciones.
Métodos para calcular la carga de calor al calentar un edificio.
Para calcular la carga de calor requerida, los datos sobre las normas de temperatura y humedad se toman de GOST y SNiP. También hay información sobre los coeficientes de transferencia de calor de diferentes materiales y diseños. Al calcular, se deben tener en cuenta los datos del pasaporte de los radiadores, la caldera de calefacción y otros equipos.
Los cálculos incluyen:
- flujo de calor del radiador - valor máximo;
- consumo máximo durante 1 hora cuando el sistema de calefacción está en funcionamiento;
- costos de calefacción para la temporada.
El valor aproximado da la relación entre los datos calculados y el área de la casa o las habitaciones. Sin embargo, este enfoque no tiene en cuenta las características estructurales del edificio.
Cálculo de la pérdida de calor mediante indicadores agregados.
El método se utiliza cuando no se pueden determinar las características exactas del edificio. Para calcular la carga de calor, use la fórmula.
Q de = α * qо * V * (tv-tn.r); Dónde:
- q ° - índice térmico específico del edificio según proyecto o tabla estándar. Para edificios de diferentes propósitos: un edificio de apartamentos residencial, un garaje, un laboratorio, es diferente.
- a es un factor de corrección que es diferente para diferentes zonas climáticas.
- Vн - Volumen exterior del edificio, m³.
- TVn y Tnro - temperatura dentro y fuera de la casa.
El método le permite calcular indicadores para todo el edificio y para cada zona o habitación. Sin embargo, la fórmula no incluye datos sobre la conductividad térmica de los materiales con los que está construida la casa, y los indicadores para madera, hormigón celular y piedra son muy diferentes.
Determinación de la transferencia de calor de los equipos de calefacción y ventilación.
Para obtener un resultado más confiable, use el cálculo para paredes y ventanas y, además, calcule la carga de calor de la ventilación. Los cálculos se realizan en varias etapas:
- calcular el área de las paredes y el acristalamiento;
- calcule la resistencia a la transferencia de calor utilizando los datos del directorio;
- el coeficiente se calcula según el tipo de aislamiento: los datos también están en el libro de referencia del edificio, se pueden especificar en el pasaporte del producto;
- calcular el nivel de pérdida de calor a través de las ventanas;
- los valores calculados se multiplican por la suma de las temperaturas (interior y exterior del edificio) y se obtiene el consumo total de calor.
El cálculo de la carga de ventilación térmica se realiza de acuerdo con la fórmula Qv = c * m * (Tv-Tn)dónde:
- Qv - consumo de calor por ventilación;
- de - capacidad calorífica del aire;
- metro - masa de aire: en promedio, para una ventilación normal, se requiere un volumen de aire igual a tres veces la cuadratura de la habitación; la masa se obtiene multiplicando el valor por la densidad del aire;
- Tv-Tn - la diferencia entre la temperatura exterior e interior.
El indicador general se obtiene sumando la pérdida de calor calculada del edificio y la pérdida por ventilación.
Cálculo de valores teniendo en cuenta varios elementos de la envolvente del edificio.
Si utiliza datos teóricos para los cálculos, indicadores de la pérdida de calor de cada material, el resultado aún no es del todo exacto. En los cálculos, es imposible tener en cuenta la cantidad y el tamaño de las grietas y huecos, el trabajo de iluminación, etc.
El resultado más preciso lo proporciona un estudio de imágenes térmicas del edificio. El procedimiento se realiza en la oscuridad, con las luces apagadas.Se recomienda quitar las alfombras y los muebles durante un tiempo para no distorsionar las lecturas.
La encuesta se realiza en 3 etapas:
- usando una cámara termográfica, estudian la habitación desde el interior, examinan cuidadosamente las esquinas y las juntas;
- medir las pérdidas desde el exterior: así es como se tienen en cuenta todas las características de los materiales y la arquitectura;
- los datos del dispositivo se transfieren a una computadora, se calcula el resultado.
Sobre la base de los resultados de la encuesta, se hacen recomendaciones: para el aislamiento, la reconstrucción, la elección de los dispositivos de calefacción.
Las calderas modernas están equipadas con reguladores de potencia. Estos son dispositivos que mantienen el rendimiento a un nivel establecido, pero evitan sobrecargas y caídas durante el funcionamiento. Hay límites en el uso de recursos energéticos: si se excede el valor establecido, aumenta el pago por gas o electricidad. PTH limita el consumo de energía del combustible.
