Cálculo independente da potência dos componentes do sistema de aquecimento: bombas de circulação, caldeiras e radiadores

O projeto de qualquer sistema de aquecimento começa com o cálculo de seus parâmetros básicos. Em primeiro lugar, trata-se da carga ideal no fornecimento de calor. Portanto, antes de comprar o equipamento necessário, você deve calcular a potência do sistema de aquecimento: caldeiras, radiadores, bombas, baterias.

Por que você precisa de um cálculo de aquecimento

A tarefa definidora de realizar cálculos é otimizar custos adicionais. A potência mínima necessária da caldeira de aquecimento afetará diretamente o consumo do transportador de energia. Mas a economia deve estar dentro de limites razoáveis.

O principal objetivo do fornecimento de calor é manter um nível de temperatura confortável nos aposentos. Isso é influenciado pela potência nominal dos radiadores de aquecimento de ferro fundido, pela perda de calor do edifício e pelos parâmetros da caldeira.

Para a seleção correta do equipamento, deve-se calcular corretamente seus parâmetros. Isso pode ser feito usando programas especializados ou independentemente, usando certas fórmulas.

Além disso, os especialistas recomendam calcular a potência da caldeira de aquecimento e outros componentes do sistema para o seguinte:

• Planejamento de custos de compra de equipamentos... Quanto maior for a potência nominal da caldeira ou a dissipação de calor da bateria, maior será o seu custo. Como resultado, isso afetará o orçamento de todo o evento para o arranjo do fornecimento de calor;
• Programação correta da carga do sistema... O cálculo correto da potência da bomba para aquecimento permitirá que você descubra a carga máxima e mínima do equipamento quando os fatores externos mudam - a temperatura externa, nos cômodos da casa;
• Modernização do sistema... Se os custos de aquecimento forem altos, reduzi-los é a principal prioridade para minimizar a manutenção. Para fazer isso, calcule a potência da bateria de aquecimento e de outros componentes.

Tendo decidido que, sem calcular os dados básicos, é impossível começar a comprar materiais e componentes para organizar o fornecimento de calor, deve-se escolher os métodos de cálculo. Primeiro, as características de cada componente são reconhecidas separadamente - a caldeira, a bomba do radiador. Em seguida, seus parâmetros são inseridos no programa de aquecimento e verificados novamente. A mesma metodologia é usada para calcular o aquecimento da estufa.

O tipo de portador de energia usado afeta o cálculo da potência de uma caldeira de aquecimento a gás. É necessário decidir com antecedência que tipo de gás será utilizado - canalizado ou liquefeito.

Determinação da perda de calor em casa

Na primeira etapa, é necessário calcular corretamente a quantidade de calor que passará pelas paredes externas, janelas e portas do edifício. O funcionamento da alimentação de calor deve compensar essas perdas e, com base nos dados obtidos, será efetuado um novo cálculo da capacidade da bomba de circulação para aquecimento, caldeira e baterias.

O parâmetro de definição é a resistência à transferência de calor de paredes e estruturas de janela. Este é o indicador inverso da condutividade térmica dos materiais. É impossível selecionar a potência da caldeira de aquecimento sem conhecer estes valores. Portanto, antes de iniciar os cálculos, você deve saber a espessura das paredes e o material de que são feitas.

É recomendável que você se familiarize com o conteúdo do SNiP II-3-79, bem como do SNiP 23-02-2003.Esses documentos indicam os valores padrão da resistência à transferência de calor para diferentes regiões da Rússia. Conhecendo-os, você pode resolver a questão de como calcular a potência de um radiador de aquecimento. Cada material tem um valor específico de transferência de calor. Os dados sobre os mais comuns para a construção de edifícios residenciais podem ser obtidos em tabelas padrão.

Mas isso não é suficiente para calcular melhor a potência dos radiadores de aquecimento de aço. Além disso, você precisará saber a espessura de cada tipo de material usado para construir paredes. A proporção deste valor para o coeficiente de transferência de calor será o valor desejado:

R = D / λ

Onde R - resistência à transferência de calor;D - espessura do material;Λ - resistência à transferência de calor.

No futuro, isso será usado para calcular a potência necessária da caldeira de aquecimento. Esta etapa de cálculo é recomendada. Somente conhecendo a resistência real das paredes você pode determinar a potência nominal de todo o sistema de aquecimento.

O cálculo não leva em consideração a característica da rosa dos ventos de cada região específica. Os dados sobre ele afetam o cálculo apenas para edifícios de vários andares.

Características de cálculo da potência de várias caldeiras de aquecimento

Para a correta seleção da potência da caldeira de aquecimento, são determinados previamente com o seu local de instalação, o tipo de sistema de aquecimento (aberto, fechado) e o tipo de combustível utilizado. Além disso, são levados em consideração a área total da casa e seu volume. Esses dados permitirão que você faça os cálculos de várias maneiras.

O método mais fácil para calcular a potência nominal do seu equipamento de aquecimento é usar apenas a área da casa. Para tal, toma-se como rácio padrão que para o aquecimento de 10 m² da divisão deve ser consumido 1 kW de energia térmica. Este método só funcionará para edifícios com bom isolamento térmico e alturas de teto padrão. Sua desvantagem é o grande erro. Assim, para uma casa com área de 150 m², de acordo com o cálculo da potência da caldeira de aquecimento, terá de escolher um modelo de 15 kW.

Além disso, é aplicado um fator de correção, que depende da localização do edifício. Em seguida, a fórmula final para calcular a potência de uma caldeira de aquecimento a gás será semelhante a esta:

W = (S / 10) * K

Onde C - potência nominal da caldeira;S - a área da casa;K - fator de correção.

Para as regiões centrais da Rússia K = 0,13; para latitudes ao norte, o valor varia de 0,15 a 0,2. Ao selecionar a potência da caldeira de fornecimento de calor para as regiões do sul, K = 0,08.

Cálculos precisos só podem ser feitos após uma determinação preliminar do coeficiente de transferência de calor das paredes. Esta técnica foi descrita acima. Para começar, encontramos a diferença de temperatura entre o ar aquecido fora e dentro de casa - Δt. Em seguida, é necessário determinar a perda de calor. Eles são encontrados pela fórmula:

P = Δt / R

Onde R - perda de calor em casa;Δt - diferença de temperatura;R - coeficiente de resistência à transferência de calor.

Além disso, para calcular a potência de uma caldeira de aquecimento a gás, é necessário multiplicar a área das paredes externas pelas perdas de calor. Como exemplo, vamos pegar uma casa com uma área de parede de 127 m², o coeficiente de resistência à transferência de calor é 0,502. O valor ideal de Δt deve ser 55. Neste caso, a perda de calor por m2 será igual a:

P = 55 / 0,505 = 108 W / m2

Com base nisso, a potência da caldeira de fornecimento de calor pode ser calculada:

W = 127 * 108 = 13,7 kW

A seguir, a carga no sistema de aquecimento é determinada em vários valores de Δt. Recomenda-se escolher um modelo de equipamento com uma pequena reserva de marcha - 10-15%. Isso permitirá expandir o fornecimento de calor sem substituir a caldeira e os radiadores.

Para apartamentos com isolamento normal, você pode obter a relação de 41 W de calor por 1 m³ de volume da sala em um prédio de painéis e 38 W em um prédio de tijolos. Se as paredes foram isoladas, você precisará fazer o cálculo acima.

Cálculo da potência dos radiadores e baterias de aquecimento

Mas, além da caldeira, as características técnicas de outros componentes afetam o funcionamento do fornecimento de calor. Portanto, você precisa saber como calcular a potência da bateria de aquecimento. Na verdade, a transferência de calor de energia da água quente para o ar interno ocorre nele.

Para calcular a potência de aquecimento das baterias, é necessário determinar de fato sua transferência de calor. Este é o nome do processo de transferência de calor de um corpo aquecido para o ar na sala. Existem vários fatores que afetam este número. O principal é o material de fabricação. Quanto menor for a resistência à transferência de calor da bateria, menor será a perda de calor. Porém, junto com isso, o efeito do armazenamento de energia deve ser levado em consideração. Isso é observado em estruturas de ferro fundido. Visto que para calcular a potência da bateria de aquecimento é necessário conhecer o nível de enchimento com água quente, deve-se calcular a área total da estrutura. A transferência total de calor também depende disso.

Para os cálculos, é necessário determinar Δt de acordo com a seguinte fórmula:

Δt = ((Tpod-Tobr) / 2) -Tpom

Onde Tpod, Tobr e TPom - temperaturas na vazão, nas tubulações de retorno e no ambiente.

Para calcular a potência dos radiadores de aquecimento em ferro fundido, você vai precisar do coeficiente de condutividade térmica de um material específico e da área total das estruturas. O primeiro pode ser obtido de tabelas padrão. Para os modelos bimetálicos, os núcleos de aço dos dutos e a superfície de aquecimento de alumínio são levados em consideração no cálculo da potência do radiador de aquecimento.

O cálculo é realizado de acordo com a seguinte fórmula:

Q = Δt * k * S

Onde Q - capacidade térmica específica do radiador;PARA - coeficiente de condutividade térmica;S - a área total da estrutura.

Assim, você pode calcular a potência da bateria de aquecimento. No entanto, na prática, isso é difícil, uma vez que vários fatores permanecem desconhecidos - a espessura real da parede, elementos adicionais usados ​​na fabricação. Além disso, no cálculo da potência da bateria de fornecimento de calor, as perdas de calor na sala não são levadas em consideração.

A maioria dos fabricantes indica a potência nominal no passaporte do radiador. Mas isso é feito apenas para um modo térmico de operação de aquecimento. Portanto, tomando como base os dados do passaporte do produto, você pode calcular com precisão a potência do radiador de fornecimento de calor.

A dissipação de calor real da bateria depende da instalação correta. Ao calcular a potência dos radiadores de aquecimento de aço, sua localização em relação ao peitoril da janela, piso e paredes da sala não é levada em consideração.

Cálculo da potência da bomba de circulação

Em sistemas fechados de fornecimento de calor, a circulação do fluido é forçada. Antes de calcular a potência da bomba para aquecimento, é necessário traçar um diagrama de fornecimento de calor. Só então você pode começar a calcular.

Existem vários parâmetros que determinam as principais características deste componente de aquecimento. O funcionamento da bomba visa aumentar a velocidade de movimento do refrigerante no sistema. Além disso, não deve criar cargas hidráulicas excessivas e aumentar o ruído. É por isso que é tão importante calcular corretamente a potência da bomba para aquecimento.

Para realizar os cálculos, você precisará conhecer as seguintes características do equipamento:

• Desempenho... Caracteriza a quantidade de calor transferida por unidade de tempo por meio de dutos com bomba de circulação;
• Resistência hidráulica... É a perda de pressão nas linhas devido ao atrito da água contra a superfície interna dos componentes de fornecimento de calor. No cálculo da potência de uma bomba de aquecimento, este indicador é um dos determinantes, pois dele depende a vazão do refrigerante;
• Consumo de energia... Especificado pelo fabricante no passaporte do dispositivo. É determinado pelas características do motor elétrico conectado ao rotor da bomba.

Na primeira etapa de cálculo da potência da bomba de circulação para aquecimento, deve-se calcular a capacidade.Para fazer isso, você precisará descobrir a energia térmica necessária para o sistema de fornecimento de calor. Os cálculos de desempenho são executados usando a seguinte fórmula:

Q = (0,86 * R) / (Tpod-Tob)

Onde Q - desempenho do dispositivo;R - potência térmica calculada, W;Tpod e Para B - a temperatura da água nos tubos de fluxo e retorno do aquecimento.

O principal fator que afeta o desempenho da bomba é a capacidade térmica do sistema. É melhor calculá-lo com a maior precisão possível para evitar a compra de um dispositivo com parâmetros inadequados. Além disso, as características do transportador de calor afetam o cálculo da potência da bomba para o fornecimento de calor. No caso de uso de anticongelantes, o indicador nominal deve ser aumentado em 10-15%, pois sua densidade é muito maior do que a da água destilada.

A resistência hidráulica da bomba de circulação é determinada pela seguinte fórmula:

H = 1,3 * (R1 * L1 + R2 * L2 + ... Z1 + Z2) / 10000

Onde R1 eR2 - perda de pressão nas seções de alimentação e retorno da linha;L1 e L2 - comprimento dos dutos;Z1 e Z2 - resistência hidráulica dos componentes do sistema.

O último indicador para calcular a potência da bomba para fornecimento de calor pode ser obtido do passaporte do dispositivo. Se não houver nenhum, é recomendável usar os dados da tabela.

Os fabricantes indicam a resistência hidráulica em termos do valor da coluna de água. Aqueles. este é um indicador da potência que é capaz de elevar a água em um tubo vertical a um determinado nível.

Ao calcular a potência de uma bomba de circulação para fornecimento de calor, a presença de vários modos de velocidade não é levada em consideração. Embora na prática, utilizando esta função do dispositivo, seja possível otimizar a velocidade de movimentação do refrigerante, equilibrando assim todo o sistema.

É difícil fazer um cálculo preciso do aquecimento de uma casa ou estufa sozinho? Além dos métodos acima, é recomendado o uso de programas especializados para fornecimento de calor. Isso permitirá que você verifique os resultados e alcance a precisão máxima dos cálculos.

O material de vídeo mostra um exemplo de cálculo de potência de aquecimento usando um programa especializado: