Podstawowe parametry i metody obliczania ogrzewania

GOST R 54860-2011 reguluje potrzebę obliczeń podczas organizowania komunikacji w zakresie dostaw ciepła. Przed ułożeniem linii właściciel musi określić wymagane parametry kotła i akumulatorów. Wykonywane są również obliczenia dotyczące ogrzewania w celu ustalenia sprawności energetycznej sprzętu i prawdopodobnych strat ciepła.

Parametry projektowe

Technologia obliczeniowa pozwala wybrać system grzewczy odpowiedni pod względem mocy i długości dla domu lub mieszkania. Obliczenia wykonywane są na podstawie kilku wartości początkowych:

• powierzchnia zabudowy, jej wysokość od sufitu do podłogi, kubatura wewnętrzna;
• rodzaj obiektu i obecność innych budynków obok niego;
• materiały do ​​budowy dachu, podłogi i sufitu;
• liczba otworów okiennych i drzwiowych;
• przeznaczenie części domu;
• długość sezonu grzewczego i średnia temperatura w danym okresie;
• cechy róży wiatrów i geografia obszaru;
• prawdopodobna temperatura pokojowa;
• specyfika punktów przyłączenia gazu, prądu i wody.

Należy wziąć pod uwagę izolację drzwi, okien i ścian.

Obliczenia według kubatury pomieszczeń

Obliczenia dotyczące ogrzewania, wykonane na podstawie objętości przestrzeni życiowej, wyróżniają się dokładnością danych. Wskazane jest rozważenie tego na przykładzie: dom o powierzchni 80 m2 w regionie moskiewskim o wysokości sufitu 3 m, 6 okien i 2 drzwi otwieranych na zewnątrz. Algorytm działań będzie następujący:

1. Obliczanie całkowitej kubatury budynku. Parametry każdego pomieszczenia są sumowane lub stosowana jest ogólna zasada - 80x3 = 240 m3.
2. Licząc ilość otworów wychodzących - 6 okien + 2 drzwi = 8.
3. Określenie współczynnika regionalnego dla regionu moskiewskiego, który należy do środkowej strefy Federacji Rosyjskiej. Będzie 1.2. Wartość dla innych regionów można znaleźć w tabeli.

4. Liczenie na wiejski domek. Pierwsza uzyskana wartość jest mnożona przez 60: 240x60 = 14400.
5. Mnożenie przez poprawkę regionalną. 14 400x1,2 = 17 280.
6. Pomnożenie liczby okien przez 100, drzwi przez 200 i zsumowanie wyniku: 6x100 + 2x200 = 1000.
7. Dodanie danych uzyskanych na etapach nr 5 i nr 6: 17 280 + 1000 = 18 280.

Moc systemu grzewczego będzie równa 18280 W bez uwzględnienia materiałów ścian nośnych, podłogi i właściwości termoizolacyjnych domu. W obliczeniach nie ma korekty na wentylację naturalną, więc wynik będzie przybliżony.

Obliczenia według liczby pięter

Mieszkańcy budynku mieszkalnego płacą za media w zależności od liczby kondygnacji. Im wyższy dom, tym taniej go ogrzać. Z tego powodu obliczenia systemu grzewczego są powiązane z wysokością stropów:

• nie więcej niż 2,5 m - współczynnik 1;
• od 3 do 3,5 m - współczynnik 1,05;
• od 3,5 do 4,5 - współczynnik 1,1;
• od 4,5 - współczynnik 2.

Możesz obliczyć komunikację za pomocą wzoru N = (S * H ​​* 41) / Cgdzie:

• N - liczba sekcji grzejników;
• S to powierzchnia domu;
• do - moc cieplna jednej baterii, wskazana w paszporcie;
• H - wysokość pomieszczenia;
• 41 W - ciepło zużyte do ogrzewania 1 m3 (wartość empiryczna).

W obliczeniach uwzględniono również piętro zamieszkania, lokalizację pomieszczeń, obecność poddasza oraz jego izolację termiczną.

Dla lokali na pierwszym piętrze trzypiętrowego budynku ustala się współczynnik 0,82.

Dobór kotła grzewczego

Urządzenia grzewcze, w zależności od przeznaczenia, są jednoobwodowe i dwuobwodowe, mogą być montowane zarówno naściennie, jak i stojące. Kotły różnią się również rodzajem paliwa.

Modyfikacje gazu

Producenci produkują różne urządzenia, dlatego przy wyborze należy zwrócić uwagę na następujące czynniki:

• Cel instalacji komunikacji grzewczej. Do ogrzewania stosuje się opcje jednoprzewodowe, opcje dwuprzewodowe z wbudowanym kotłem na 150-180 litrów mogą zapewnić domowi ciepłą wodę i ją ogrzać.
• Liczba wymienników ciepła w modelu dwuobwodowym. Jedyny bitermiczny element ogrzewa jednocześnie wodę jako nośnik ciepła i źródło ciepłej wody. W wersjach z dwoma grzałka pierwotna służy do ogrzewania, wtórna służy do podgrzewania układu CWU.
• Materiał wymiennika ciepła. Żeliwo długo akumuluje ciepło i nie koroduje, stal jest praktycznie niewrażliwa na wahania temperatury.
• Typ komory spalania. Komora otwarta działa na ciąg naturalny, dlatego kocioł potrzebuje osobnego pomieszczenia z dobrą wentylacją. Zamknięta jednostka usuwa produkty spalania przez współosiowy poziomy komin.
• Cechy zapłonu. W trybie zapłonu elektrycznego knot będzie się palił w sposób ciągły, ale sprzęt potrzebuje prądu do działania. Modele z zapłonem piezoelektrycznym są niezależne, ale włączane ręcznie.

Gazowe agregaty kondensacyjne z ekonomizerem wodnym różnią się wydajnością, ale opłata za paliwo jest prawie podwojona.

Modele elektryczne

Urządzenia wyróżnia niemal bezgłośna praca, kompaktowość i bezpieczna praca. Właściciele domów i domków letniskowych mogą zakupić modyfikacje:

• Na rurowych elementach grzejnych. Urządzenia z elementami grzejnymi nadają się do montażu naściennego, zautomatyzowanego, ale często psują się z powodu kamienia.
• Na elektrodach. Małe urządzenia podłączone do obwodu dwóch lub więcej baterii. Kocioł jest wydajny, wyposażony w ustawienia temperatury, ale jest wrażliwy na płyn chłodzący.
• Indukcja. Wyposażone w system zabezpieczający przed przegrzaniem, szybko podgrzewają płyn chłodzący, mają sprawność 97%.

Kotły indukcyjne to drogi sprzęt.

Połączone jednostki

Ogrzewają każdy obszar, mogą pracować w trybie uniwersalnym i na dwóch lub trzech rodzajach paliwa. Rodzaj zasilania wybiera użytkownik:

• paliwo stałe + gaz;
• paliwo stałe + prąd;
• gaz + prąd;
• gaz + olej napędowy.

Jeden rodzaj zasobów paliwa jest głównym, drugi pomocniczy, który nie ogrzewa domu, a jedynie utrzymuje normalny reżim temperaturowy.

Kotły na paliwo stałe

Pracują na drewnie, trocinach, węglu, koksie, specjalnych brykietach, wyróżniają się bezpieczeństwem i łatwością obsługi. W przypadku prywatnego domu możesz odebrać jednostki:

• Klasyczny. Działają na zasadzie bezpośredniego spalania, palenisko należy napełniać co 5-6 godzin.
• Piroliza. Działają na zasadzie dopalania gazów resztkowych w specjalnej komorze. Paliwo ładowane jest co 12-14 godzin.

Urządzenia wymagają komina o dobrym ciągu i są instalowane w osobnym pomieszczeniu. Użytkownik musi okresowo czyścić komorę spalania z sadzy i smoły.

Urządzenia na paliwo płynne

Działają na oleju napędowym, dlatego są umieszczane w osobnym pomieszczeniu. Kotłownia wyposażona jest w okap wyciągowy oraz wysokiej jakości system wentylacji. Olej ciężki jest przechowywany w zamkniętych pojemnikach w oddzielnym pomieszczeniu. Wszystkie urządzenia na paliwo płynne są zautomatyzowane, wydajne i mają dużą moc.

Funkcje obliczania strat ciepła

Najczęściej ciepło zależy od materiału podłogi, powierzchni stropu, ścian, liczby otworów i właściwości izolacji. Możliwe jest obliczenie autonomicznego ogrzewania z uwzględnieniem strat ciepła w prywatnym domu na przykładzie pokoju narożnego o powierzchni 18 m2 i objętości 24,3 m3. Znajduje się na I piętrze, ma stropy 2,75 m oraz 2 ściany zewnętrzne wykonane z drewna o grubości 18 cm z poszyciem z płyt gk i tapetą. Pomieszczenie posiada 2 okna o wymiarach 1,6x1,1 m. Podłoga drewniana, ocieplona, ​​z podziemną podłogą.

Obliczanie powierzchni:

• Ściana zewnętrzna bez okien - S1 = (6 + 3) x 2,7 - 2 × 1,1 × 1,6 = 20,78 m2.
• Okna - S2 = 2 × 1,1 × 1,6 = 3,52 m2.
• Piętro - S3 = 6 × 3 = 18 m2.
• Sufit - S4 = 6 × 3 = 18 m2.

Obliczanie strat ciepła powierzchni, Q1:

• Ściana zewnętrzna - S1 x 62 = 20,78 x 62 = 1289 W.
• Okna - S2 x 135 = 3 x 135 = 405 W.
• Sufit - Q4 = S4 x 27 = 18 × 27 = 486 W.

Obliczanie całkowitych strat ciepła przez zsumowanie danych. Q5 = Q + Q2 + Q3 + Q4 = 2810 W.

Całkowite straty ciepła jednego pomieszczenia w zimny dzień to -2,81 kW, czyli taka sama ilość ciepła jest dostarczana dodatkowo.

Obliczenia hydrauliczne

Możesz obliczyć hydraulikę ogrzewania ułożoną w prywatnym domu, jeśli wiesz:

• konfiguracja linii, rodzaj rurociągu i armatury;
• średnica rur w głównych sekcjach;
• parametry ciśnienia w różnych strefach;
• utrata ciśnienia przez nośnik ciepła;
• sposób podłączenia hydraulicznego elementów sieci grzewczej.

Na przykład możesz użyć grawitacyjnej linii dwururowej o następujących parametrach:

• obliczone obciążenie cieplne - 133 kW;
• temperatury - tg = 750 stopni, tо = 600 stopni;
• projektowe natężenie przepływu chłodziwa - 7,6 metrów sześciennych na godzinę;
• sposób podłączenia do kotła - hydrauliczny rozdzielacz poziomy;
• stała temperatura utrzymywana przez automatykę przez cały rok - 800 stopni;
• obecność regulatora ciśnienia - na wejściu każdego z dystrybutorów;
• rodzaj rurociągu - dystrybucja metal-plastik, stal do dostarczania ciepła.

Dla wygody obliczeń możesz użyć kilku programów online lub specjalnego kalkulatora. HERZ C.O. 3,5 liczy zgodnie z metodą liniowego spadku ciśnienia, DanfossCO nadaje się do systemów z cyrkulacją naturalną. Podczas obliczania musisz wybrać parametry temperatury - stopnie Kelvina lub Celsjusza.

Średnica rurociągu

Różnica między temperaturą schłodzonego i gorącego płynu chłodzącego w systemie dwururowym wynosi 20 stopni. Powierzchnia pomieszczenia to 18 kwadratów, stropy o wysokości 2,7 m, obieg magistrali grzewczej typu wymuszonego. Obliczenia wykonuje się w następujący sposób:

1. Wyznaczanie danych średnich. Pobór mocy wynosi 1 kW na 30 m3, rezerwa mocy cieplnej 20%.
2. Obliczanie objętości pomieszczenia. 18 x 2,7 = 48,6 m³.
3. Wyznaczanie kosztów energii. 48,6 / 30 = 1,62 kW.
4. Znajdowanie rezerw mocy w chłodne dni. 1,62x20% = 0,324 kW.
5. Obliczanie mocy całkowitej. 1,62 + 0,324 = 1,944 kW.

Odpowiednią średnicę rury można znaleźć w tabeli.

Wartość całkowitej mocy należy dobrać jak najbliżej wyniku obliczeń.

Parametry ciśnienia

Całkowita strata ciśnienia to strata ciśnienia w każdej sekcji. Wartość tę oblicza się jako sumę strat tarcia poruszającego się nośnika ciepła i lokalnego oporu. Algorytm liczenia:

1. Wyszukaj lokalne ciśnienie w miejscu za pomocą formuły Darcy-Weisbach.
2. Poszukaj współczynnika tarcia hydraulicznego za pomocą wzoru Alshutla.
3. Korzystanie z danych tabelarycznych z uwzględnieniem materiału rury.

Kilogramy na godzinę można przeliczyć na litry na minutę.

Równoważenie hydrauliczne

Równoważenie hydrauliczne jest niezbędnym krokiem w równoważeniu strat wody. Obliczenia wykonywane są na podstawie obciążenia projektowego, rezystywności i parametrów technicznych rur, lokalnej rezystancji przekrojów. Będziesz także musiał wziąć pod uwagę charakterystykę instalacji zaworów.

Algorytm obliczania charakterystyki rezystancyjnej technologii:

1. Obliczanie strat ciśnienia na 1 kg / h chłodziwa. Mierzone są w ∆P, Pa i są proporcjonalne do kwadratu przepływu wody w przekroju G, kg/h.
2. Korzystanie ze współczynnika lokalnego oporu i sumowanie wszystkich parametrów.

Informacje i dynamiczne ciśnienie w rurze można znaleźć w instrukcji producenta.

Funkcje liczenia liczby grzejników

Aby obliczyć liczbę elementów grzejnika, należy wziąć pod uwagę kubaturę budynku, jego cechy konstrukcyjne, materiał ściany i rodzaj baterii. Na przykład: dom panelowy o strumieniu ciepła 0,041 kW. Musisz obliczyć liczbę baterii dla pokoju o wymiarach 6x4x2,5 m.

Algorytm obliczeniowy:

1. Określenie objętości pomieszczenia. 6x4x2,5 = 60 m3.
2. Mnożąc powierzchnię pomieszczenia przez strumień ciepła, aby obliczyć optymalną ilość energii cieplnej Q. 60 × 0,041 = 2,46 kW.
3. Wyszukaj liczbę sekcji N. Wynik etapu 2 jest dzielony przez natężenie przepływu ciepła z jednego grzejnika. 2,46 / 0,16 = 15,375 = 16 sekcji.
4. Dobór parametrów grzejnika z tabeli.

Najdłuższa żywotność linii żeliwnej wynosi 10 lat.

Obliczanie mocy kotła

Obliczenie ciepła użytkowego do ogrzewania każdego pomieszczenia obejmuje obliczenie mocy instalacji grzewczej. Nauczywszy się tego, możesz stworzyć optymalny reżim temperaturowy. Moc kotła oblicza się według wzoru W = S x Szer / 10gdzie:

• S - wskaźnik powierzchni pomieszczenia;
• Drewno - parametry mocy właściwej na 10 metrów sześciennych pomieszczenia.

Konkretny wskaźnik mocy zależy od regionu zamieszkania. Można go znaleźć w tabeli:

Przykład obliczenia mocy cieplnej kotła podłączonego do systemu grzewczego dla pomieszczenia o powierzchni 100 m2 w Regionie Centralnym będzie następujący: 100x1,25/10 = 12 kW.

Często stosuje się przybliżone obliczenia: kocioł o mocy 10 kW ogrzewa 100 m2.

Jak wybrać urządzenia grzewcze

Pod względem projektu zewnętrznego urządzenia grzewcze są podobne, ale podczas wyboru należy wziąć pod uwagę cechy konstrukcyjne.

Urządzenia konwekcyjne

Grzejniki szybko wytwarzają ciepło dzięki cyrkulującym prądom powietrza. W dolnej części konwektorów znajdują się otwory do wlotu powietrza, wewnątrz korpusu znajduje się grzałka ogrzewająca strumienie. Sprzęt konwekcyjny to:

• Gaz - podłączony do sieci domowej lub butli. Jednostki są energooszczędne, ale ich instalacja musi być skoordynowana z organami regulacyjnymi.
• Woda - podłączona od dołu lub z boku, szybko się nagrzewa. Urządzenia nie nadają się do pomieszczeń z wysokimi sufitami.
• Elektryczne - podłączone do sieci, mają sprawność do 95%, niski poziom hałasu. Minusem jest wysoki pobór mocy.

Ogrzewanie 10 m2 powierzchni konwektorami wymaga 1 kWh energii.

Systemy grzejnikowe

Podłączane są do sieci grzewczej w sposób dolny, boczny lub uniwersalny. Wykonane z następujących materiałów:

• Aluminium jest lekkie, szybko się nagrzewa, pochłania ciepło.Gwintowane połączenie górnego zaworu wlotowego jest złej jakości.
• Bimetal - wyposażony w stalowy rdzeń i aluminiowy korpus. Wytrzymują wysokie ciśnienie, ale są drogie.
• Żeliwo - mają wysoką pojemność cieplną i długie chłodzenie. Wady urządzeń to powolne nagrzewanie i duża waga.

Baterie aluminiowe nie wytrzymują wahań ciśnienia i nie nadają się do mieszkań.

Instalacje grzejników konwekcyjnych

Są one realizowane poprzez podłączenie ogrzewanej wodą podłogi i grzejników i są stosowane w domach wiejskich w regionach serwerowych. Skuteczny do ogrzewania pomieszczeń narożnych lub przeszklonych. Pod oknami można zainstalować akumulatory segmentowe (4-16 ogniw) lub panelowe (jednoczęściowe). Ciepłe podłogi na pierwszym piętrze pokryte są płytkami ceramicznymi, na drugim - dowolnym materiałem.

Zasady instalacji urządzeń grzewczych

Wymagania prawne dotyczące instalacji są określone w kilku SNiP i zapewniają:

1. Kontrola bezpieczeństwa temperatury chłodnicy - nie więcej niż 70 stopni.
2. Wyjęcie baterii 10 cm od boku ściany, 6 cm od podłogi, 5 cm od dołu ściany, 2,5 cm od tynku.
3. Obecność nominalnego strumienia ciepła jest o 60 W mniejsza niż obliczona.
4. Wykonywanie połączeń w tym samym pomieszczeniu.
5. Dostępność automatycznych zaworów regulacyjnych w pomieszczeniach mieszkalnych oraz ręcznej regulacji w łazienkach, łazienkach, garderobie, garderobie.
6. Zgodność z nachyleniem wkładki wzdłuż ruchu chłodziwa o 5-10 mm.
7. Połączenie gwintowe urządzeń aluminiowych i miedzianych.
8. Stałe napełnianie układu płynem chłodzącym.

W dokumentach wskazano również na konieczność przeprowadzania przeglądów prewencyjnych i czyszczenia urządzeń z kurzu przed rozpoczęciem okresu grzewczego oraz raz na 3-4 miesiące w trakcie eksploatacji.

Obliczenia termiczne dla komunikacji grzewczej są przeprowadzane indywidualnie. Efektywność energetyczna, bezpieczeństwo i łatwość obsługi systemu zależą od dokładności i dokładności obliczeń.