Projektowanie dowolnego systemu grzewczego rozpoczyna się od obliczenia jego podstawowych parametrów. Przede wszystkim dotyczy to optymalnego obciążenia dostaw ciepła. Dlatego przed zakupem niezbędnego sprzętu należy obliczyć moc systemu grzewczego: kotły, grzejniki, pompy, akumulatory.
Dlaczego potrzebujesz obliczenia ogrzewania?
Definiującym zadaniem wykonywania kalkulacji jest optymalizacja dalszych kosztów. Minimalna wymagana moc kotła grzewczego wpłynie bezpośrednio na zużycie nośnika energii. Ale oszczędności powinny mieścić się w rozsądnych granicach.
Głównym celem zaopatrzenia w ciepło jest utrzymanie komfortowego poziomu temperatury w pomieszczeniach mieszkalnych. Wpływa na to moc nominalna grzejników żeliwnych, straty ciepła budynku oraz parametry kotła.
Dla prawidłowego doboru sprzętu należy poprawnie obliczyć jego parametry. Można to zrobić za pomocą specjalistycznych programów lub niezależnie, stosując określone formuły.
Ponadto eksperci zalecają obliczenie mocy kotła grzewczego i innych elementów systemu dla:
- Planowanie kosztów zakupu sprzętu... Im wyższa moc znamionowa kotła lub oddawanie ciepła przez akumulator, tym wyższy ich koszt. W rezultacie wpłynie to na budżet całego wydarzenia na organizację dostaw ciepła;
- Prawidłowe planowanie obciążenia systemu... Prawidłowe obliczenie mocy pompy do ogrzewania pozwoli Ci ustalić maksymalne i minimalne obciążenie sprzętu, gdy zmienią się czynniki zewnętrzne - temperatura na zewnątrz, w pomieszczeniach domu;
- Modernizacja systemu... Jeśli koszty ogrzewania są wysokie, ich obniżenie jest najwyższym priorytetem, aby zminimalizować konserwację. Aby to zrobić, oblicz moc akumulatora grzewczego i innych komponentów.
Uznając, że bez obliczenia podstawowych danych nie można rozpocząć zakupu materiałów i komponentów do zorganizowania zaopatrzenia w ciepło, należy wybrać metody obliczeniowe. Najpierw rozpoznawane są osobno cechy każdego elementu - kocioł, pompa chłodnicy. Następnie ich parametry są wprowadzane do programu grzewczego i ponownie sprawdzane. Ta sama metodologia służy do obliczania ogrzewania szklarni.
Rodzaj zastosowanego nośnika energii wpływa na obliczenie mocy kotła gazowego. Z góry należy zdecydować, jaki rodzaj gazu będzie używany - główny czy skroplony.
Wyznaczanie strat ciepła w domu
W pierwszym etapie należy poprawnie obliczyć ilość ciepła, która przejdzie przez ściany zewnętrzne, okna i drzwi budynku. Działanie źródła ciepła musi kompensować te straty i na podstawie uzyskanych danych zostanie wykonane dalsze obliczenie wydajności pompy obiegowej do ogrzewania, kotła i akumulatorów.
Parametrem definiującym jest opór przenikania ciepła ścian i konstrukcji okiennych. Jest to odwrotny wskaźnik przewodności cieplnej materiałów. Nie można dokonać doboru mocy kotła grzewczego bez znajomości tych wartości. Dlatego przed przystąpieniem do obliczeń należy sprawdzić grubość ścian i materiał, z którego są wykonane.
Zaleca się zapoznanie się z treścią SNiP II-3-79, a także SNiP 23-02-2003.Dokumenty te wskazują standardowe wartości odporności na przenikanie ciepła dla różnych regionów Rosji. Znając je, możesz rozwiązać pytanie, jak obliczyć moc grzejnika. Każdy materiał ma określoną wartość wymiany ciepła. Dane dotyczące najczęściej spotykanych przy budowie budynków mieszkalnych można pobrać ze standardowych tabel.
Ale to nie wystarczy, aby dalej obliczyć moc stalowych grzejników. Dodatkowo będziesz musiał znać grubość każdego rodzaju materiału użytego do budowy ścian. Stosunek tej wartości do współczynnika przenikania ciepła będzie wartością pożądaną:
R = D / λ
Gdzie R - odporność na przenikanie ciepła;re - grubość materiału;Λ - odporność na przenikanie ciepła.
W przyszłości zostanie to wykorzystane do obliczenia wymaganej mocy kotła grzewczego. Ten krok obliczeniowy jest zalecany. Tylko znając rzeczywistą rezystancję ścian można określić moc znamionową całego systemu grzewczego.
Obliczenia nie uwzględniają róży wiatrów charakterystycznej dla każdego konkretnego regionu. Dane na ten temat wpływają na obliczenia tylko dla budynków wielokondygnacyjnych.
Funkcje obliczania mocy różnych kotłów grzewczych
W celu prawidłowego doboru mocy kotła grzewczego ustala się je z góry wraz z miejscem jego zainstalowania, rodzajem instalacji grzewczej (otwarty, zamknięty) oraz rodzajem stosowanego paliwa. Dodatkowo brana jest pod uwagę całkowita powierzchnia domu i jego kubatura. Dane te pozwolą na wykonanie obliczeń na kilka sposobów.
Najłatwiejszą metodą obliczenia mocy znamionowej sprzętu grzewczego jest wykorzystanie tylko powierzchni domu. W tym celu przyjmuje się standardowy stosunek, że do ogrzewania 10 m² pomieszczenia należy zużyć 1 kW energii cieplnej. Ta metoda sprawdzi się tylko w przypadku budynków o dobrej izolacji termicznej i standardowych wysokościach stropu. Jego wadą jest duży błąd. Tak więc dla domu o powierzchni 150 m², zgodnie z obliczeniami mocy kotła grzewczego, musisz wybrać model 15 kW.
Dodatkowo stosowany jest współczynnik korygujący zależny od lokalizacji budynku. Wtedy ostateczna formuła obliczania mocy kotła gazowego będzie wyglądać tak:
W = (S / 10) * K
Gdzie W - moc znamionowa kotła;S - powierzchnia domu;K - współczynnik korygujący.
Dla centralnych regionów Rosji K = 0,13; dla północnych szerokości geograficznych wartość waha się od 0,15 do 0,2. Przy doborze mocy kotła dostarczającego ciepło dla regionów południowych K = 0,08.
Dokładne obliczenia można wykonać dopiero po wstępnym określeniu współczynnika przenikania ciepła ścian. Ta technika została opisana powyżej. Na początek znajdujemy różnicę temperatur między ogrzanym powietrzem na zewnątrz i w domu - Δt. Następnie konieczne jest określenie strat ciepła. Można je znaleźć według wzoru:
P = Δt / R
Gdzie R - straty ciepła w domu;t - różnica temperatur;R - współczynnik odporności na przenikanie ciepła.
Ponadto, aby obliczyć moc kotła gazowego, konieczne jest pomnożenie powierzchni ścian zewnętrznych przez straty ciepła. Jako przykład weźmy dom o powierzchni ściany 127 m², współczynnik oporu przenikania ciepła wynosi 0,502. Optymalna wartość Δt powinna wynosić 55. W takim przypadku strata ciepła na m2 będzie równa:
P = 55 / 0,505 = 108 W / m2
Na tej podstawie można obliczyć moc kotła dostarczającego ciepło:
W = 127 * 108 = 13,7 kW
Poniżej określa się obciążenie systemu grzewczego przy różnych wartościach Δt. Zaleca się wybór modelu sprzętu o małej rezerwie mocy - 10-15%. Umożliwi to rozszerzenie dostaw ciepła bez wymiany kotła i grzejników.
W przypadku mieszkań z normalną izolacją można przyjąć stosunek 41 W ciepła na 1 m³ kubatury pomieszczenia w budynku z paneli i 38 W w budynku murowanym. Jeśli ściany były izolowane, będziesz musiał wykonać powyższe obliczenia.
Obliczanie mocy grzejników i baterii grzewczych
Ale oprócz kotła parametry techniczne innych elementów wpływają na działanie źródła ciepła. Dlatego musisz wiedzieć, jak obliczyć moc akumulatora grzewczego. W rzeczywistości odbywa się w nim przekazywanie ciepła z ciepłej wody do powietrza w pomieszczeniu.
Aby obliczyć moc akumulatorów grzewczych, konieczne jest faktyczne określenie ich wymiany ciepła. Tak nazywa się proces przekazywania ciepła z ogrzanego ciała do powietrza do pomieszczenia. Istnieje kilka czynników, które wpływają na tę liczbę. Głównym z nich jest materiał do produkcji. Im niższy opór wymiany ciepła akumulatora, tym mniejsze straty ciepła. Jednak wraz z tym należy wziąć pod uwagę efekt magazynowania energii. Obserwuje się to w konstrukcjach żeliwnych. Ponieważ w celu obliczenia mocy akumulatora grzewczego konieczne jest poznanie poziomu jego napełnienia gorącą wodą, należy obliczyć całkowitą powierzchnię konstrukcji. Od tego zależy również całkowity transfer ciepła.
Do obliczeń konieczne jest wyznaczenie Δt według wzoru:
Δt = ((Tpod-Tobr) / 2) -Tpom
Gdzie Tpod, Tobr i TPom - temperatury na zasilaniu, powrocie iw pomieszczeniu.
Aby obliczyć moc żeliwnych grzejników, potrzebny będzie współczynnik przewodności cieplnej określonego materiału i całkowita powierzchnia konstrukcji. Pierwszy można pobrać ze standardowych tabel. W przypadku modeli bimetalicznych przy obliczaniu mocy grzejnika uwzględniane są stalowe rdzenie rurociągów oraz aluminiowa powierzchnia grzewcza.
Kalkulacja odbywa się według następującego wzoru:
Q = Δt * k * S
Gdzie Q - ciepło właściwe grzejnika;DO - współczynnik przewodności cieplnej;S - całkowita powierzchnia konstrukcji.
W ten sposób możesz obliczyć moc baterii grzewczej. Jednak w praktyce jest to trudne, ponieważ kilka czynników pozostaje nieznanych - rzeczywista grubość ścianki, dodatkowe elementy użyte do produkcji. Również przy obliczaniu mocy baterii zasilającej nie uwzględnia się strat ciepła w pomieszczeniu.
Większość producentów podaje moc znamionową w paszporcie chłodnicy. Ale odbywa się to tylko dla jednego termicznego trybu pracy ogrzewania. Dlatego, biorąc za podstawę dane paszportowe produktu, można dokładnie obliczyć moc grzejnika dostarczającego ciepło.
Rzeczywiste rozpraszanie ciepła z akumulatora zależy od prawidłowej instalacji. Przy obliczaniu mocy grzejników stalowych nie uwzględnia się ich położenia względem parapetu, podłogi i ścian w pomieszczeniu.
Obliczanie mocy pompy obiegowej
W zamkniętych systemach zaopatrzenia w ciepło wymuszony jest obieg płynu. Przed obliczeniem mocy pompy do ogrzewania konieczne jest sporządzenie schematu zaopatrzenia w ciepło. Dopiero wtedy możesz zacząć obliczać.
Istnieje kilka parametrów, które określają główne cechy tego elementu grzewczego. Działanie pompy ma na celu zwiększenie prędkości ruchu chłodziwa w układzie. Ponadto nie powinien powodować nadmiernych obciążeń hydraulicznych i zwiększać hałasu. Dlatego tak ważne jest prawidłowe obliczenie mocy pompy do ogrzewania.
Aby wykonać obliczenia, musisz znać następujące cechy sprzętu:
- Występ... Charakteryzuje ilość ciepła przekazywanego na jednostkę czasu przez rurociągi za pomocą pompy obiegowej;
- Opór hydrauliczny... Jest to strata ciśnienia w przewodach spowodowana tarciem wody o wewnętrzną powierzchnię elementów dostarczających ciepło. Przy obliczaniu mocy pompy do ogrzewania wskaźnik ten jest jednym z decydujących, ponieważ zależy od niego natężenie przepływu chłodziwa;
- Pobór energii... Określone przez producenta w paszporcie urządzenia. Jest to określone przez charakterystykę silnika elektrycznego podłączonego do wirnika pompy.
W pierwszym etapie obliczania mocy pompy obiegowej do ogrzewania należy obliczyć wydajność.Aby to zrobić, musisz znaleźć wymaganą moc cieplną systemu zaopatrzenia w ciepło. Obliczenia wydajności wykonujemy według następującego wzoru:
Q = (0,86 * R) / (Tpod-Tob)
Gdzie Q - wydajność urządzenia;R - obliczona moc cieplna, W;Tpod i Być - temperatura wody w rurach zasilających i powrotnych ogrzewania.
Głównym czynnikiem wpływającym na wydajność pompy jest pojemność cieplna systemu. Najlepiej obliczyć to jak najdokładniej, aby uniknąć zakupu urządzenia o nieodpowiednich parametrach. Również charakterystyka nośnika ciepła wpływa na obliczenie mocy pompy do dostarczania ciepła. W przypadku stosowania płynów niezamarzających wskaźnik nominalny należy zwiększyć o 10-15%, ponieważ ich gęstość jest znacznie wyższa niż w przypadku wody destylowanej.
Opór hydrauliczny pompy obiegowej określa następujący wzór:
H = 1,3 * (R1 * L1 + R2 * L2 + ... Z1 + Z2) / 10000
Gdzie R1 iR2 - spadek ciśnienia na odcinku zasilającym i powrotnym linii;L1 i L2 - długość rurociągów;Z1 i Z2 - opór hydrauliczny elementów systemu.
Ostatni wskaźnik do obliczania mocy pompy do dostarczania ciepła można pobrać z paszportu urządzenia. Jeśli ich nie ma, zaleca się wykorzystanie danych z tabeli.
Element grzewczy | Opór hydrauliczny, Pa |
| Bojler | 1000 do 2000 |
| Zawór termostatyczny | 5000 do 10000 |
| Mikser | 2000 do 4000 |
| czujnik temperatury | 1000 do 1500 |
Producenci wskazują opór hydrauliczny w postaci wartości słupa wody. Te. jest to wskaźnik mocy, która jest w stanie podnieść wodę w pionowej rurze do pewnego poziomu.
Przy obliczaniu mocy pompy obiegowej do dostarczania ciepła nie uwzględnia się obecności kilku trybów prędkości. Chociaż w praktyce, korzystając z tej funkcji urządzenia, można zoptymalizować prędkość ruchu chłodziwa, a tym samym zrównoważyć cały układ.
Czy trudno jest samodzielnie wykonać dokładne obliczenia ogrzewania domu lub szklarni? Oprócz powyższych metod zaleca się stosowanie specjalistycznych programów do dostarczania ciepła. Umożliwi to weryfikację wyników i osiągnięcie maksymalnej dokładności obliczeń.
Materiał wideo pokazuje przykład obliczania mocy grzewczej za pomocą specjalistycznego programu:
