Beregning av kraften til varmekjeler for et privat hus

Komforten til mennesker som holder seg innendørs, spesielt i vintersesongen, avhenger i stor grad av temperaturen i luften rundt dem. Derfor tar varmesystemet førsteplassen blant ingeniørkommunikasjonen, utstyrt i boliglokaler. Under urbane forhold blir problemer med oppvarming av leiligheter ofte løst på en sentralisert måte, men i private hus må eierne deres utstyre autonome varmesystemer, hvor hovedelementet er en varmtvannsbereder. Effektiviteten til hele systemet avhenger av de tekniske og økonomiske egenskapene til sistnevnte.

Hvordan beregne kraften til kjelen

Kraften til en varmekjele er hovedindikatoren som karakteriserer dens evner forbundet med optimal oppvarming av lokaler under toppbelastning. Det viktigste her er å beregne riktig hvor mye varme som trengs for å varme dem opp. Bare i dette tilfellet vil det være mulig å velge riktig kjele for oppvarming av et privat hus når det gjelder kraft.

For å beregne kraften til en kjele til et hus, brukes forskjellige metoder der området eller volumet av oppvarmede rom er lagt til grunn. Mer nylig ble den nødvendige effekten til en varmekjele bestemt ved hjelp av de såkalte huskoeffisientene som ble etablert for forskjellige hustyper innen (W / m2):

• 130 ... 200 - hus uten varmeisolasjon;
• 90 ... 110 - hus med delvis isolert fasade;
• 50… 70 - hus bygget ved hjelp av teknologier fra det XXI århundre.

Ved å multiplisere husets areal med den tilsvarende huskoeffisienten, fikk vi den nødvendige kraften til varmekjelen.

Beregning av kjeleeffekt i henhold til romets geometriske dimensjoner

Du kan omtrent beregne kraften til kjelen for oppvarming av et hus etter sitt område. I dette tilfellet brukes formelen:

Wcat = S * Wud / 10hvor:

• Wcat - nominell effekt av kjelen, kW;
• S - det totale arealet til det oppvarmede rommet, kvm.
• Tre - spesifikk kraft fra kjelen, som faller på hver 10 kvm M. oppvarmet område.

Generelt antas det at, avhengig av regionen der rommet ligger, er verdien av kjelens spesifikke effekt (kW \ kvm. M.):

• for de sørlige regionene - 0,7 ... 0,9;
• for områder av midtbanen - 1.0 ... 1.2;
• for Moskva og Moskva-regionen - 1,2 ... 1,5;
• for de nordlige regionene - 1.5 ... 2.0.

Ovennevnte formel for beregning av en kjele for oppvarming av et hus etter areal brukes i tilfeller der vannoppvarmingsenheten kun skal brukes til oppvarming av rom med en høyde på ikke mer enn 2,5 m.

Hvis det forutsettes at det installeres en dobbeltkretskjele i rommet, som i tillegg til oppvarming skal gi brukerne varmt vann, må den beregnede effekten som oppnås økes med 25%.

Hvis høyden på de oppvarmede lokalene overstiger 2,5 m, blir resultatet oppnådd korrigert ved å multiplisere det med koeffisienten Kv. Kv = N / 2,5, der N er den faktiske høyden på rommet, m.

I dette tilfellet ser den endelige formelen slik ut: P = (S * Wsp / 10) * Kv

Denne metoden for å beregne den nødvendige kraften, som en varmekjele må ha, er egnet for små bygninger med isolert loft, tilstedeværelse av varmeisolering av vegger og vinduer (doble vinduer), etc.I andre tilfeller kan resultatet oppnådd som et resultat av en omtrentlig beregning føre til at den kjøpte kjelen ikke vil kunne fungere normalt. Samtidig bidrar overdreven eller utilstrekkelig kraft til utseendet til en rekke uønskede problemer for brukeren:

• reduksjon av tekniske og økonomiske indikatorer på kjelen;
• svikt i driften av automatiseringssystemer;
• rask slitasje på deler og komponenter;
• kondens i skorsteinen;
• tilstopping av skorsteinen med produkter av ufullstendig forbrenning av drivstoff osv .;

For å oppnå mer nøyaktige resultater, er det nødvendig å ta hensyn til mengden faktisk varmetap gjennom individuelle elementer i bygninger (vinduer, dører, vegger osv.).

Oppdatert beregning av kjelekapasitet

Beregningen av varmesystemet, som inkluderer en varmekjele, må utføres individuelt for hvert objekt. I tillegg til de geometriske dimensjonene er det viktig å ta hensyn til en rekke slike parametere:

• tilstedeværelsen av tvungen ventilasjon;
• klimasone;
• tilgjengeligheten av varmtvannsforsyning;
• graden av isolasjon av individuelle elementer av objektet;
• tilstedeværelsen av et loft og kjeller osv.

Generelt er formelen for en mer nøyaktig beregning av kjeleeffekten som følger:

Wcat = Qt * Kzaphvor:

• Qt - varmetap av objektet, kW.
• Kzap - sikkerhetsfaktoren, etter hvilken verdi det anbefales å øke objektets designkapasitet. Som regel er verdien i området 1,15 ... 1,20 (15-20%).

Det forventede varmetapet bestemmes av formlene:

Qt = V * ΔT * Kp / 860, V = S * H; Hvor:

• V - rommets volum, kubikkmeter;
• AT - forskjell mellom utvendig og innvendig lufttemperatur, ° С;
• Cr - Spredningskoeffisient, avhengig av gjenstandens varmeisolasjon.

Spredningsfaktoren velges ut fra bygningstypen og graden av varmeisolasjon.

• Gjenstander uten varmeisolasjon: hangarer, trebrakker, bølgekonstruksjoner osv. - Cr = 3.0 ... 4.0.
• Bygninger med lavt nivå av varmeisolasjon: vegger i en murstein, trevinduer, skifer eller jerntak - Kr er lik i området 2.0 ... 2.9.
• Hus med en gjennomsnittlig grad av varmeisolasjon: vegger av to murstein, et lite antall vinduer, et standardtak osv. - Cr er 1.0 ... 1.9.
• Moderne, godt isolerte bygninger: gulvvarme, doble vinduer osv. - Cr ligger i området 0,6 ... 0,9.

For å gjøre det lettere for forbrukeren å finne en varmekjele, plasserer mange produsenter spesielle kalkulatorer på sine nettsteder og forhandlersider. Ved å legge inn nødvendig informasjon i de aktuelle feltene, er det med stor sannsynlighet mulig å bestemme hvilket område, for eksempel en 24 kW kjele er designet for.

Som regel beregner en slik kalkulator i henhold til følgende data:

• gjennomsnittsverdien av utetemperaturen i den kaldeste uken i vintersesongen;
• lufttemperatur inne i objektet;
• tilstedeværelsen eller fraværet av varmtvannsforsyning;
• data om tykkelsen på yttervegger og gulv;
• materialer som gulv og yttervegger er laget av;
• takhøyde;
• geometriske dimensjoner på alle yttervegger;
• antall vinduer, størrelser og en detaljert beskrivelse;
• informasjon om tilstedeværelse eller fravær av tvungen ventilasjon.

Etter behandling av innhentede data, vil kalkulatoren gi kunden den nødvendige kraften til varmekjelen, og angi også typen og merket på enheten som oppfyller forespørselen. Et eksempel på å beregne en linje med gasskjeler designet for å varme opp hus i forskjellige størrelser er vist i tabellen:

Merknad for kolonne 11: Нс - montert atmosfærisk kjele, А - gulvstående kjele, Нд - veggmontert turbolader.

I henhold til metodene ovenfor beregnes kraften til gasskjelen. Imidlertid kan de også brukes til å beregne effektegenskapene til vannoppvarmingsenheter som fungerer på andre typer drivstoff.

Regnskap for varmetap

Når du begynner å utvikle et autonomt varmesystem, er det først og fremst nødvendig å finne ut hvor mye varme som går ut i gaten under de mest alvorlige frostene gjennom de såkalte innelukkende konstruksjonene. Disse inkluderer vegger, vinduer, gulv og tak. Bare ved å bestemme mengden av varmetap, vil det være mulig å ivareta valget av en varmekilde med passende kraft. Det bør tas i betraktning at varmetapet fra bygningen i vintersesongen ikke bare skjer gjennom de omsluttende konstruksjonene. En betydelig del av den genererte varmen (opptil 30%) brukes på oppvarming av kald luft som kommer fra gaten på grunn av naturlig ventilasjon.

Den totale mengden varme som kreves for å varme opp rommet bestemmes av formelen:

Q = Qconstruct + Qairhvor:

• Qconstruct - mengden varme som går tapt gjennom en struktur av samme type, W;
• Qair - mengden varme som forbrukes for oppvarming av luften som kommer fra gaten, W.

Oppsummering av verdiene oppnådd som et resultat av beregninger, bestemmer de den totale varmebelastningen på varmesystemet til hele bygningen.

Alle målinger utføres på utsiden av bygningen, og fanger hjørnene uten å mislykkes. Ellers vil beregningen av varmetap være unøyaktig.

Det er andre måter for varmelekkasje i rom, for eksempel gjennom en kjøkkenhette, åpne dører og vinduer, sprekker i konstruksjoner osv. Imidlertid overstiger mengden varmetap av disse grunner praktisk talt ikke 5% av det totale varmetapet og blir derfor ikke tatt med i beregningene ...

Beregning av varmetap gjennom innelukkende strukturer

Kompleksiteten i beregningen ligger i at den må utføres for hvert rom separat, nøye undersøke, måle og vurdere tilstanden til hvert av elementene ved siden av miljøet. Bare i dette tilfellet er det mulig å ta hensyn til all varmen som forlater huset.

Basert på resultatene av målingene bestemmes arealet S for hvert element i de omsluttende strukturene, som deretter settes inn i grunnformelen for beregning av mengden tapt termisk energi:

Qconstr = 1 / R * (Tv-Tn) * S * (1 + ßp), R = δ / λ; Hvor:

• R - konstruksjonsmaterialets termiske motstand, kvadratmeter M. ° С / W;
• δ - varmeledningsevne for konstruksjonsmaterialet, W / m ° С);
• λ - tykkelsen på konstruksjonsmaterialet, m;
• S - området av det ytre gjerdet, kvm.
• TV - inneluftstemperatur, ° С;
• Tn - den laveste lufttemperaturen i vintersesongen, ° С;
• β - varmetap, som avhenger av bygningens orientering.

Hvis strukturen består av flere materialer, for eksempel en murvegg med isolasjon, beregnes verdien av termisk motstand R separat for hvert av disse materialene og deretter oppsummeres.

Avhengig av bygningens orientering velges varmetap basert på hvor inneslutningselementet er orientert:

• til nordsiden - β = 0,1;
• mot vest eller sørøst - β = 0,05;
• mot sør eller sørvest - β = 0.

Beregningen av varmetap gjennom elementene i de omsluttende konstruksjonene utføres for hvert rom i bygningen, og deretter oppsummeres den forventede verdien av de totale varmetapene i den. Etter det fortsetter de til beregningen i neste rom. Som et resultat av arbeidet som er utført, vil huseieren være i stand til å identifisere måtene for maksimal varmelekkasje og eliminere årsakene til deres forekomst.

Beregning av forbruket varme for oppvarming av ventilasjonsluft

Mengden varme som forbrukes for oppvarming av ventilasjonsluften når i noen tilfeller 30% av det totale tapet på varmeenergi. Dette er en stor nok verdi, som er upraktisk å ignorere. For å beregne mengden varme som blir tvunget til å bruke på oppvarming av tilluften, brukes følgende formel:

Qair = c * m * (Tv-Tn)hvor:

• c - varmekapasiteten til luftblandingen, hvis verdi er 0,28 W / kg ° C;
• m - massestrømningshastighet for luft som kommer inn i rommet fra gaten, kg.

Massestrømningshastigheten for luft som kommer inn i rommet fra utsiden bestemmes ved å anta at luften fornyes gjennom hele huset en gang i timen.I dette tilfellet oppnås volumverdien til luftstrømmen når du summerer volumene til alle rom. Deretter konverteres volumet til masse ved å bruke verdien av luftens tetthet. Her må du ta hensyn til det faktum at tettheten av luft avhenger av temperaturen.

Ved å erstatte alle kjente verdier i formelen ovenfor, bestemmes mengden varme som kreves for å varme tilluften.

Vanlige feil

Beregning av et autonomt oppvarmingssystem er en kompleks prosess som består av flere sammenhengende trinnvise prosedyrer:

1. Beregning av varmetapet til objektet.
2. Bestemmelse av temperaturregimet i de enkelte rommene og bygningen som helhet.
3. Beregning av kraften til oppvarming av batterier.
4. Hydraulisk beregning av varmesystemet.
5. Beregning av kraften til varmekjelen.
6. Bestemmelse av det totale volumet til det autonome varmesystemet.

Den termiske beregningen av et varmesystem er ikke en teoretisk studie, men et nøyaktig og rimelig resultat, hvis praktiske implementering vil tillate deg å velge alle nødvendige komponenter riktig og utstyre et effektivt varmesystem som har fungert uten problemer i mange år .

Den viktigste feilen som mange eiere av private hus gjør, er å ignorere noen faser i beregningen. De mener at for å løse problemet er det nok å velge en kraftigere kjele, som bare fokuserer på dataene til en omtrentlig beregning av kraften over rommet. Denne tilnærmingen truer med unødvendige driftskostnader og fører ofte til at kjelen vil fungere konstant, radiatorbatteriene vil være varme og rommet vil være kaldt. I dette tilfellet er det nødvendig å gå tilbake til den opprinnelige tilstanden og foreta en fullstendig beregning av varmesystemet. Først da kan man begynne å eliminere manglene forårsaket av kritiske feil i beregningene.