El diseño de cualquier sistema de calefacción comienza con el cálculo de sus parámetros básicos. En primer lugar, se trata de la carga óptima en el suministro de calor. Por lo tanto, antes de comprar el equipo necesario, debe calcular la potencia del sistema de calefacción: calderas, radiadores, bombas, baterías.
¿Por qué necesita un cálculo de calefacción?
La tarea definitoria de realizar cálculos es optimizar los costos adicionales. La potencia mínima requerida de la caldera de calefacción afectará directamente al consumo del portador de energía. Pero los ahorros deben estar dentro de límites razonables.
El propósito principal del suministro de calor es mantener un nivel de temperatura agradable en las viviendas. Esto está influenciado por la potencia nominal de los radiadores de calefacción de hierro fundido, la pérdida de calor del edificio y los parámetros de la caldera.
Para la correcta selección de equipos, debe calcular correctamente sus parámetros. Esto se puede hacer usando programas especializados o de forma independiente, usando ciertas fórmulas.
Además, los expertos recomiendan calcular la potencia de la caldera de calefacción y otros componentes del sistema para lo siguiente:
- Planificación de costos de compra de equipos... Cuanto mayor sea la potencia nominal de la caldera o la disipación de calor de la batería, mayor será su costo. Como resultado, esto afectará el presupuesto de todo el evento para la disposición del suministro de calor;
- Programación correcta de la carga del sistema... El cálculo correcto de la potencia de la bomba para calefacción le permitirá averiguar la carga máxima y mínima en el equipo cuando cambian los factores externos: la temperatura exterior, en las habitaciones de la casa;
- Modernización del sistema... Si los costos de calefacción son altos, reducirlos es una prioridad máxima para minimizar el mantenimiento. Para hacer esto, calcule la potencia de la batería de calefacción y otros componentes.
Habiendo decidido que sin calcular los datos básicos, es imposible comenzar a comprar material y componentes para organizar el suministro de calor, se deben elegir métodos de cálculo. Primero, las características de cada componente se reconocen por separado: la caldera, la bomba del radiador. Luego, sus parámetros se ingresan en el programa de calefacción y se verifican nuevamente. Se utiliza la misma metodología para calcular el calentamiento del invernadero.
El tipo de portador de energía utilizado influye en el cálculo de la potencia de una caldera de calefacción de gas. Es necesario decidir de antemano qué tipo de gas se utilizará: principal o licuado.
Determinación de la pérdida de calor en el hogar.
En la primera etapa, es necesario calcular correctamente la cantidad de calor que atravesará las paredes exteriores, ventanas y puertas del edificio. El funcionamiento del suministro de calor debe compensar estas pérdidas y, en base a los datos obtenidos, se realizará un cálculo adicional de la capacidad de la bomba de circulación para calefacción, caldera y baterías.
El parámetro definitorio es la resistencia a la transferencia de calor de paredes y estructuras de ventanas. Este es el indicador inverso de la conductividad térmica de los materiales. Es imposible hacer una selección de la potencia de la caldera de calefacción sin conocer estos valores. Por lo tanto, antes de comenzar los cálculos, debe averiguar el grosor de las paredes y el material del que están hechas.
Se recomienda que se familiarice con el contenido de SNiP II-3-79, así como con SNiP 23-02-2003.Estos documentos indican los valores estándar de la resistencia a la transferencia de calor para diferentes regiones de Rusia. Conociéndolos, puede resolver la cuestión de cómo calcular la potencia de un radiador de calefacción. Cada material tiene un valor de transferencia de calor específico. Los datos sobre los más comunes para la construcción de edificios residenciales se pueden tomar de tablas estándar.
Pero esto no es suficiente para seguir calculando la potencia de los radiadores de calefacción de acero. Además, deberá conocer el grosor de cada tipo de material utilizado para construir paredes. La relación de este valor al coeficiente de transferencia de calor será el valor deseado:
R = D / λ
Dónde R - resistencia a la transferencia de calor;D - espesor del material;Λ - resistencia a la transferencia de calor.
En el futuro, esto se utilizará para calcular la potencia requerida de la caldera de calefacción. Se recomienda este paso de cálculo. Solo conociendo la resistencia real de las paredes puede determinar la potencia nominal de todo el sistema de calefacción.
El cálculo no tiene en cuenta la característica de la rosa de los vientos de cada región específica. Los datos al respecto afectan el cálculo solo para edificios de varios pisos.
Características del cálculo de la potencia de varias calderas de calefacción.
Para la selección correcta de la potencia de la caldera de calefacción, se determinan de antemano con su lugar de instalación, el tipo de sistema de calefacción (abierto, cerrado) y el tipo de combustible utilizado. Además, se tiene en cuenta el área total de la casa y su volumen. Estos datos le permitirán realizar los cálculos de varias formas.
El método más sencillo para calcular la potencia nominal de su equipo de calefacción es utilizar solo el área de la casa. Para ello, se toma la relación estándar de que para calentar 10 m² de la habitación se debe consumir 1 kW de energía térmica. Este método solo funcionará para edificios con buen aislamiento térmico y alturas de techo estándar. Su desventaja es su gran error. Entonces, para una casa con un área de 150 m², de acuerdo con el cálculo de la potencia de la caldera de calefacción, deberá elegir un modelo de 15 kW.
Además, se aplica un factor de corrección, que depende de la ubicación del edificio. Entonces, la fórmula final para calcular la potencia de una caldera de calefacción de gas se verá así:
W = (S / 10) * K
Dónde W - potencia nominal de la caldera;S - el área de la casa;K - factor de corrección.
Para las regiones centrales de Rusia K = 0,13; para las latitudes septentrionales, el valor oscila entre 0,15 y 0,2. Al seleccionar la potencia de la caldera de suministro de calor para las regiones del sur, K = 0.08.
Solo se pueden realizar cálculos precisos después de una determinación preliminar del coeficiente de transferencia de calor de las paredes. Esta técnica se ha descrito anteriormente. Para empezar, encontramos la diferencia de temperatura entre el aire calentado fuera y dentro de la casa - Δt. Entonces es necesario determinar la pérdida de calor. Se encuentran por la fórmula:
P = Δt / R
Dónde R - pérdida de calor en casa;Δt - diferencia de temperatura;R - coeficiente de resistencia a la transferencia de calor.
Además, para calcular la potencia de una caldera de calefacción de gas, es necesario multiplicar el área de las paredes exteriores por las pérdidas de calor. Como ejemplo, tomemos una casa con un área de pared de 127 m², el coeficiente de resistencia a la transferencia de calor es 0.502. El valor óptimo de Δt debería ser 55. En este caso, la pérdida de calor por m2 será igual a:
P = 55 / 0,505 = 108 W / m2
En base a esto, la potencia de la caldera de suministro de calor se puede calcular:
W = 127 * 108 = 13,7 kW
A continuación, la carga en el sistema de calefacción se determina a varios valores de Δt. Se recomienda elegir un modelo de equipo con una pequeña reserva de energía: 10-15%. Esto permitirá expandir el suministro de calor sin reemplazar la caldera y los radiadores.
Para apartamentos con aislamiento normal, puede tomar la relación de 41 W de calor por 1 m³ de volumen de habitación en un edificio de paneles y 38 W en un edificio de ladrillo. Si las paredes estaban aisladas, deberá realizar el cálculo anterior.
Cálculo de la potencia de radiadores y baterías de calefacción.
Pero además de la caldera, las características técnicas de otros componentes afectan el funcionamiento del suministro de calor. Por lo tanto, necesita saber cómo calcular la potencia de la batería de calefacción. De hecho, en él tiene lugar la transferencia de calor de energía del agua caliente al aire interior.
Para calcular la potencia de las baterías de calentamiento, es necesario determinar realmente su transferencia de calor. Este es el nombre del proceso de transferencia de calor de un cuerpo calentado al aire en la habitación. Hay varios factores que inciden en esta cifra. El principal es el material de fabricación. Cuanto menor sea la resistencia a la transferencia de calor de la batería, menor será la pérdida de calor. Sin embargo, junto con esto, se debe tener en cuenta el efecto del almacenamiento de energía. Esto se observa en estructuras de hierro fundido. Dado que para calcular la potencia de la batería de calefacción, es necesario conocer el nivel de su llenado con agua caliente, se debe calcular el área total de la estructura. La transferencia de calor total también depende de esto.
Para los cálculos, es necesario determinar Δt de acuerdo con la siguiente fórmula:
Δt = ((Tpod-Tobr) / 2) -Tpom
Dónde Tpod, Tobr y TPom - temperaturas en los conductos de impulsión, retorno y en la habitación.
Para calcular la potencia de los radiadores de calefacción de hierro fundido, necesitará el coeficiente de conductividad térmica de un material específico y el área total de las estructuras. El primero se puede tomar de tablas estándar. Para los modelos bimetálicos, los núcleos de acero de las tuberías y la superficie de calentamiento de aluminio se tienen en cuenta al calcular la potencia del radiador de calefacción.
El cálculo se realiza de acuerdo con la siguiente fórmula:
Q = Δt * k * S
Dónde Q - capacidad calorífica específica del radiador;A - coeficiente de conductividad térmica;S - el área total de la estructura.
Por lo tanto, puede calcular la potencia de la batería de calefacción. Sin embargo, en la práctica, esto es difícil, ya que se desconocen varios factores: el espesor real de la pared, los elementos adicionales utilizados en la fabricación. Además, al calcular la potencia de la batería de suministro de calor, no se tienen en cuenta las pérdidas de calor en la habitación.
La mayoría de los fabricantes indican la potencia nominal en el pasaporte del radiador. Pero esto se hace solo para un modo térmico de operación de calefacción. Por lo tanto, tomando como base los datos del pasaporte del producto, puede calcular con precisión la potencia del radiador de suministro de calor.
La disipación de calor real de la batería depende de la instalación correcta. Al calcular la potencia de los radiadores de calefacción de acero, no se tiene en cuenta su ubicación en relación con el alféizar de la ventana, el piso y las paredes de la habitación.
Cálculo de la potencia de la bomba de circulación.
En los sistemas cerrados de suministro de calor, se fuerza la circulación del fluido. Antes de calcular la potencia de la bomba para calefacción, es necesario elaborar un diagrama de suministro de calor. Solo entonces podrás empezar a calcular.
Existen varios parámetros que determinan las principales características de este componente calefactor. El funcionamiento de la bomba tiene como objetivo aumentar la velocidad de movimiento del refrigerante en el sistema. Además, no debe crear cargas hidráulicas excesivas y aumentar el ruido. Por eso es tan importante calcular correctamente la potencia de la bomba para calefacción.
Para realizar cálculos, necesitará conocer las siguientes características del equipo:
- Actuación... Caracteriza la cantidad de calor transferido por unidad de tiempo a través de tuberías mediante una bomba de circulación;
- Resistencia hidraulica... Esta es la pérdida de presión en las líneas debido a la fricción del agua contra la superficie interna de los componentes de suministro de calor. Al calcular la potencia de una bomba para calefacción, este indicador es uno de los determinantes, ya que de él depende el caudal del refrigerante;
- El consumo de energía... Especificado por el fabricante en el pasaporte del dispositivo. Está determinada por las características del motor eléctrico conectado al rotor de la bomba.
En la primera etapa del cálculo de la potencia de la bomba de circulación para calefacción, se debe calcular la capacidad.Para hacer esto, deberá averiguar la potencia térmica requerida del sistema de suministro de calor. Los cálculos de rendimiento se realizan utilizando la siguiente fórmula:
Q = (0,86 * R) / (Tpod-Tob)
Dónde Q - rendimiento del dispositivo;R - potencia térmica calculada, W;Tpod y Tob - la temperatura del agua en los conductos de impulsión y retorno de la calefacción.
El factor principal que afecta el rendimiento de la bomba es la capacidad térmica del sistema. Es mejor calcularlo con la mayor precisión posible para evitar comprar un dispositivo con parámetros inapropiados. Además, las características del portador de calor afectan el cálculo de la potencia de la bomba para el suministro de calor. En el caso de utilizar anticongelantes, el indicador nominal debe incrementarse en un 10-15%, ya que su densidad es mucho mayor que la del agua destilada.
La resistencia hidráulica de la bomba de circulación está determinada por la siguiente fórmula:
H = 1,3 * (R1 * L1 + R2 * L2 + ... Z1 + Z2) / 10000
Dónde R1 yR2 - pérdida de presión en las secciones de suministro y retorno de la línea;L1 y L2 - longitud de las tuberías;Z1 y Z2 - resistencia hidráulica de los componentes del sistema.
El último indicador para calcular la potencia de la bomba para el suministro de calor se puede tomar del pasaporte del dispositivo. Si no hay ninguno, se recomienda utilizar los datos de la tabla.
Componente calefactor | Resistencia hidráulica, Pa |
| Caldera | 1000 hasta 2000 |
| Válvula termostática | 5000 hasta 10000 |
| Mezclador | 2000 hasta 4000 |
| sensor de temperatura | 1000 hasta 1500 |
Los fabricantes indican la resistencia hidráulica en términos del valor de la columna de agua. Esos. este es un indicador de la potencia que puede elevar el agua en una tubería vertical a un cierto nivel.
Al calcular la potencia de una bomba de circulación para el suministro de calor, no se tiene en cuenta la presencia de varios modos de velocidad. Aunque en la práctica, utilizando esta función del dispositivo, es posible optimizar la velocidad de movimiento del refrigerante, equilibrando así todo el sistema.
¿Es difícil hacer un cálculo preciso de la calefacción de una casa o invernadero por su cuenta? Además de los métodos anteriores, se recomienda utilizar programas especializados para el suministro de calor. Esto le permitirá verificar los resultados y lograr la máxima precisión de los cálculos.
El material de video muestra un ejemplo de cálculo de la potencia de calefacción utilizando un programa especializado:
