Parámetros básicos y métodos para calcular el calentamiento.

GOST R 54860-2011 regula la necesidad de cálculos al organizar las comunicaciones de suministro de calor. Antes de organizar la línea, el propietario debe determinar los parámetros requeridos de la caldera y las baterías. También se realizan cálculos de calefacción para establecer la eficiencia energética del equipo y la probable pérdida de calor.

Parámetros de diseño

La tecnología de cálculo le permite seleccionar un sistema de calefacción que sea adecuado en términos de potencia y longitud para una casa o apartamento. El cálculo se realiza en base a varios valores iniciales:

• área del edificio, su altura desde el techo hasta el piso, volumen interno;
• el tipo de objeto y la presencia de otros edificios próximos a él;
• materiales para la construcción del techo, piso y techo;
• el número de aberturas de puertas y ventanas;
• uso previsto de partes de la casa;
• la duración de la temporada de calefacción y la temperatura media en un período determinado;
• características de la rosa de los vientos y geografía de la zona;
• temperatura ambiente probable;
• detalles de los puntos de conexión al suministro de gas, electricidad y agua.

Se debe tener en cuenta el aislamiento de puertas, ventanas y paredes.

Cálculos por volumen de habitaciones.

El cálculo de la calefacción, realizado por el volumen del espacio habitable, se distingue por la precisión de los datos. Es aconsejable considerarlo con un ejemplo: una casa de 80 m2 en la región de Moscú con una altura de techo de 3 m, 6 ventanas y 2 puertas que se abren hacia afuera. El algoritmo de acciones será el siguiente:

1. Cálculo del volumen total del edificio. Se resumen los parámetros de cada habitación o se utiliza el principio general - 80x3 = 240 m3.
2. Contando el número de aberturas que salen - 6 ventanas + 2 puertas = 8.
3. Determinación del coeficiente regional para la región de Moscú, que pertenece a la zona media de la Federación de Rusia. Será 1.2. El valor para otras regiones se puede encontrar en la tabla.

4. Contando para una casa de campo. El primer valor obtenido se multiplica por 60: 240x60 = 14,400.
5. Multiplicación por corrección regional. 14 400x1,2 = 17280.
6. Multiplicando el número de ventanas por 100, puertas por 200 y sumando el resultado: 6x100 + 2x200 = 1000.
7. Sumando los datos obtenidos en las etapas No. 5 y No. 6: 17280 + 1000 = 18 280.

La potencia del sistema de calefacción será igual a 18.280 W sin tener en cuenta los materiales de los muros de carga, el suelo y las características de aislamiento térmico de la vivienda. No hay corrección para la ventilación natural en los cálculos, por lo que el resultado será aproximado.

Cálculos por número de pisos

Los residentes de un edificio de apartamentos pagan los servicios públicos según el número de pisos. Cuanto más alta la casa, más barato es calentarla. Por esta razón, el cálculo del sistema de calefacción está ligado a la altura de los techos:

• no más de 2,5 m - coeficiente 1;
• de 3 a 3,5 m - coeficiente 1,05;
• de 3,5 a 4,5 - coeficiente 1,1;
• de 4.5 - coeficiente 2.

Puedes calcular las comunicaciones usando la fórmula N = (S * H ​​* 41) / Cdónde:

• norte - el número de secciones del radiador;
• S es el área de la casa;
• C - potencia calorífica de una batería, indicada en el pasaporte;
• H - la altura de la habitación;
• 41 vatios - calor consumido para calentar 1 m3 (valor empírico).

Los cálculos también tienen en cuenta el piso de la residencia, la ubicación de las habitaciones, la presencia del ático y su aislamiento térmico.

Para las instalaciones en el primer piso de un edificio de tres pisos, se establece un coeficiente de 0.82.

Selección de una caldera de calefacción.

Las unidades de calefacción, según el uso previsto, son de circuito simple y circuito doble, se pueden instalar en la pared y en el suelo. Las calderas también difieren en el tipo de combustible.

Modificaciones de gas

Los fabricantes producen varios dispositivos, por lo que al elegir, debe prestar atención a los siguientes factores:

• El propósito de la instalación de comunicaciones de calefacción. Las opciones de circuito único se utilizan para calefacción, las opciones de circuito doble con una caldera incorporada para 150-180 litros pueden proporcionar agua caliente a una casa y calentarla.
• El número de intercambiadores de calor en un modelo de circuito doble. El único elemento bitérmico calienta el agua como portador de calor y como recurso de suministro de agua caliente al mismo tiempo. En las versiones con dos, el primario de calefacción se usa para calentar, el secundario se usa para calentar el sistema de ACS.
• Material del intercambiador de calor. El hierro fundido acumula calor durante mucho tiempo y no se corroe, el acero es prácticamente insensible a las fluctuaciones de temperatura.
• Tipo de cámara de combustión. La cámara abierta funciona con tiro natural, por lo que la caldera necesita una habitación separada con buena ventilación. La unidad cerrada elimina los productos de combustión a través de una chimenea horizontal coaxial.
• Características de encendido. En el modo de encendido eléctrico, la mecha arderá continuamente, pero el equipo necesita electricidad para funcionar. Los modelos con encendido piezoeléctrico son independientes, pero se encienden manualmente.

Las unidades de gas de condensación con economizador de agua difieren en rendimiento, pero la tarifa de combustible casi se duplica.

Modelos eléctricos

Los dispositivos se distinguen por un funcionamiento casi silencioso, compacidad y funcionamiento seguro. Los propietarios de casas y cabañas de verano pueden adquirir modificaciones:

• Sobre elementos calefactores tubulares. Los dispositivos con elementos calefactores son adecuados para el montaje en la pared, automatizados, pero a menudo se rompen debido a las incrustaciones.
• Sobre los electrodos. Pequeños dispositivos conectados a un circuito de dos o más baterías. La caldera es eficiente, está equipada con ajustes de temperatura, pero es sensible al refrigerante.
• Inducción. Equipados con un sistema de protección contra sobrecalentamiento, calientan rápidamente el refrigerante, tienen una eficiencia del 97%.

Las calderas de inducción son equipos costosos.

Unidades combinadas

Calientan cualquier área, pueden funcionar en modo universal y con dos o tres tipos de combustible. El tipo de fuente de alimentación es seleccionado por el usuario:

• combustible sólido + gas;
• combustible sólido + electricidad;
• gas + electricidad;
• gas + diesel.

Un tipo de recurso combustible es el principal, el segundo es auxiliar, que no calienta la casa, sino que solo mantiene un régimen de temperatura normal.

Calderas de combustible sólido

Trabajan en madera, aserrín, carbón, coque, briquetas especiales, se distinguen por su seguridad y facilidad de uso. Para una casa privada, puede recoger unidades:

• Clásico. Funcionan según el principio de combustión directa; el horno debe llenarse cada 5-6 horas.
• Pirólisis. Funcionan según el principio de postcombustión de gases residuales en una cámara especial. El combustible se carga cada 12-14 horas.

Los dispositivos requieren una chimenea con buen tiro y se instalan en una habitación separada. El usuario debe limpiar periódicamente la cámara de combustión de hollín y alquitrán.

Dispositivos de combustible líquido

Funcionan con combustible diesel, por lo tanto, se colocan en una habitación separada. La sala de calderas está equipada con una campana extractora y un sistema de ventilación de alta calidad. El aceite pesado se almacena en contenedores sellados en una habitación separada. Todos los dispositivos de combustible líquido están automatizados, son productivos y tienen una gran potencia.

Características del cálculo de pérdidas de calor.

Muy a menudo, el calor depende del material del piso, la superficie del techo, las paredes, el número de aberturas y las características del aislamiento. Es posible calcular la calefacción autónoma teniendo en cuenta la pérdida de calor en una casa privada utilizando el ejemplo de una habitación de esquina con un área de 18 m2 y un volumen de 24,3 m3. Se encuentra en una 1ª planta, tiene techos de 2,75 m, así como 2 paredes exteriores de madera de 18 cm de espesor con revestimiento de pladur y empapelado. La habitación tiene 2 ventanas con dimensiones 1.6x1.1 m. El piso es de madera, aislado, con piso subterráneo.

Cálculo de superficie:

• Pared exterior sin ventanas - S1 = (6 + 3) x 2,7 - 2 × 1,1 × 1,6 = 20,78 m2.
• Windows - S2 = 2 × 1,1 × 1,6 = 3,52 m2.
• Piso - S3 = 6 × 3 = 18 m2.
• Techo - S4 = 6 × 3 = 18 m2.

Cálculo de la pérdida de calor de superficies, Q1:

• Pared exterior - S1 x 62 = 20,78 x 62 = 1289 W.
• Ventanas - S2 x 135 = 3 × 135 = 405 W.
• Techo - Q4 = S4 x 27 = 18 × 27 = 486 W.

Cálculo de la pérdida total de calor sumando los datos. Q5 = Q + Q2 + Q3 + Q4 = 2810 W.

La pérdida total de calor de una habitación en un día frío es de -2,81 kW, es decir, se suministra además la misma cantidad de calor.

Cálculo hidráulico

Puede calcular la hidráulica para calefacción instalada en una casa privada si sabe:

• configuración de la línea, tipo de tubería y accesorios;
• el diámetro de las tuberías en las secciones principales;
• parámetros de presión en diferentes zonas;
• pérdida de presión por el portador de calor;
• método de conexión hidráulica de los elementos de la red de calefacción.

Por ejemplo, puede utilizar una línea gravitacional de dos tubos con los siguientes parámetros:

• carga de calor calculada - 133 kW;
• temperaturas - tg = 750 grados, tо = 600 grados;
• caudal de diseño del refrigerante: 7,6 metros cúbicos por hora;
• método de conexión a la caldera - distribuidor horizontal hidráulico;
• temperatura constante mantenida por automatización durante todo el año - 800 grados;
• la presencia de un regulador de presión - a la entrada de cada uno de los distribuidores;
• tipo de tubería - distribución metal-plástico, acero para suministro de calor.

Para la comodidad de los cálculos, puede utilizar varios programas en línea o una calculadora especial. HERZ C.O. Con 3,5 recuentos según el método de pérdida de presión lineal, DanfossCO es adecuado para sistemas de circulación natural. Al calcular, debe elegir los parámetros para la temperatura: grados Kelvin o Celsius.

Diámetro de la tubería

La diferencia entre la temperatura del refrigerante enfriado y caliente en un sistema de dos tubos es de 20 grados. El área de la habitación es de 18 cuadrados, los techos tienen 2,7 m de altura, la circulación de la tubería de calefacción de tipo forzado. Los cálculos se hacen así:

1. Determinación de los datos medios. El consumo de energía es de 1 kW por 30 m3, la reserva de energía térmica es del 20%.
2. Cálculo del volumen de la habitación. 18 x 2,7 = 48,6 m³.
3. Determinación de costos de energía. 48,6 / 30 = 1,62 kW.
4. Encontrar reservas de energía en climas fríos. 1,62x20% = 0,324 kW.
5. Cálculo de la potencia total. 1,62 + 0,324 = 1,944 kW.

El diámetro de tubería adecuado se puede encontrar en la tabla.

El valor de la potencia total debe elegirse lo más cerca posible del resultado del cálculo.

Parámetros de presión

La pérdida de presión total es la pérdida de presión en cada sección. Este valor se calcula como la suma de las pérdidas por fricción del portador de calor en movimiento y la resistencia local. Algoritmo de conteo:

1. Busque la presión local en el sitio utilizando la fórmula de Darcy-Weisbach.
2. Busque el coeficiente de fricción hidráulica utilizando la fórmula de Alshutl.
3. Utilizando datos tabulares teniendo en cuenta el material de la tubería.

Los kilogramos por hora se pueden convertir a litros por minuto.

Equilibrado hidráulico

El equilibrio hidráulico es un paso necesario para equilibrar las pérdidas de agua. Los cálculos se realizan en función de la carga de diseño, la resistividad y los parámetros técnicos de las tuberías, la resistencia local de las secciones. También deberá considerar las características de instalación de las válvulas.

Algoritmo para el cálculo de la tecnología de características de resistencia:

1. Cálculo de pérdidas de carga por 1 kg / h de refrigerante. Se miden en ∆P, Pa y son proporcionales al cuadrado del caudal de agua en la sección G, kg / h.
2. Utilizando el coeficiente de resistencia local y la suma de todos los parámetros.

La información y la presión dinámica de la tubería se pueden encontrar en las instrucciones del fabricante.

Características de contar el número de radiadores.

Para calcular la cantidad de elementos del radiador, es necesario tener en cuenta el volumen del edificio, sus características de diseño, el material de la pared y el tipo de baterías. Por ejemplo: una casa de paneles con un flujo de calor de 0,041 kW. Debe calcular el número de baterías para una habitación de 6x4x2,5 m.

Algoritmo de cálculo:

1. Determinación del volumen de la habitación. 6x4x2,5 = 60 m3.
2. Multiplicando el área de la habitación por el flujo de calor para calcular la cantidad óptima de energía térmica Q. 60 × 0, 041 = 2,46 kW.
3. Busque el número de secciones N. El resultado de la etapa 2 se divide por la tasa de flujo de calor de un radiador. 2,46 / 0,16 = 15,375 = 16 secciones.
4. Selección de los parámetros del radiador de la tabla.

La vida útil más larga de una línea de hierro fundido es de 10 años.

Cálculo de la potencia de la caldera.

El cálculo del calor útil para calentar cada habitación implica el cálculo de la potencia de la instalación de calefacción. Habiéndolo aprendido, puede crear un régimen de temperatura óptimo. La potencia de la caldera se calcula mediante la fórmula Ancho = S x Wud / 10dónde:

• S - indicador del área de la habitación;
• Madera - parámetros de potencia específica por 10 metros cúbicos de habitación.

El indicador de potencia específico depende de la región de residencia. Se puede encontrar en la tabla:

Un ejemplo de cálculo de la potencia calorífica de una caldera conectada al sistema de calefacción para una habitación de 100 metros cuadrados en la Región Central será el siguiente: 100x1,25 / 10 = 12 kW.

A menudo se utiliza un cálculo aproximado: una caldera de 10 kW calentará 100 m2.

Cómo elegir dispositivos de calefacción

En términos de diseño externo, los dispositivos de calefacción son similares, pero durante la selección, se deben tener en cuenta las características de diseño.

Dispositivos de convección

Los calentadores generan calor rápidamente mediante la circulación de corrientes de aire. En la parte inferior de los convectores hay aberturas para la entrada de aire, dentro del cuerpo hay un elemento calefactor que calienta las corrientes. El equipo de convección es:

• Gas: conectado a la red eléctrica de la casa o un cilindro. Las unidades son energéticamente eficientes, pero su instalación debe coordinarse con las autoridades reguladoras.
• Agua: conectada por la parte inferior o lateral, se calienta rápidamente. Los dispositivos no son adecuados para habitaciones con techos altos.
• Eléctrico: conectado a la red, tiene una eficiencia de hasta el 95%, bajo nivel de ruido. La desventaja es el alto consumo de energía.

Calentar 10 m2 de área con convectores requiere 1 kWh de energía.

Sistemas de radiadores

Se conectan a la red de calefacción de forma inferior, lateral o universal. Fabricado con los siguientes materiales:

• El aluminio es liviano, se calienta rápidamente y consume calor.La conexión roscada de la válvula de entrada superior es de mala calidad.
• Bimetal: equipado con un núcleo de acero y cuerpo de aluminio. Resisten altas presiones, pero son caras.
• Hierro fundido: tiene una alta capacidad calorífica y un enfriamiento prolongado. Las desventajas de los dispositivos incluyen un calentamiento lento y un peso elevado.

Las baterías de aluminio no pueden soportar las fluctuaciones de presión y no son adecuadas para apartamentos.

Instalaciones de radiadores convectivos

Se implementan conectando un piso calentado por agua y radiadores, y se utilizan en casas de campo en regiones de servidores. Eficaz para calentar habitaciones en esquina o acristaladas. Se pueden instalar baterías seccionales (4-16 celdas) o de panel (una pieza) debajo de las ventanas. Los pisos cálidos en el primer piso están cubiertos con baldosas de cerámica, en el segundo, con cualquier material.

Reglas de instalación para dispositivos de calefacción.

Los requisitos reglamentarios para la instalación se detallan en varios SNiP y proporcionan:

1. Control de seguridad de la temperatura del radiador: no más de 70 grados.
2. Retirada de pilas a 10 cm del lateral de la pared, 6 cm del suelo, 5 cm del fondo de la pared, 2,5 cm del revestimiento de yeso.
3. La presencia de un flujo de calor nominal es 60 W menor que el calculado.
4. Haciendo conexiones dentro de la misma habitación.
5. Disponibilidad de válvulas de ajuste automático en viviendas y ajustes manuales en baños, baños, vestidores, closets.
6. Cumplimiento de la pendiente del revestimiento a lo largo del movimiento del refrigerante en 5-10 mm.
7. Conexión roscada de dispositivos de aluminio y cobre.
8. Llenado constante del sistema con refrigerante.

Los documentos también señalaron la necesidad de una inspección preventiva y limpieza de los dispositivos del polvo antes del inicio del período de calentamiento y una vez cada 3-4 meses durante el funcionamiento.

El cálculo térmico para las comunicaciones de calefacción se realiza de forma individual. La eficiencia energética, la seguridad y la facilidad de uso del sistema dependen de la precisión y exactitud de los cálculos.