Calcul independent al sarcinii de căldură pentru încălzire: indicatori orari și anuali

Cum se optimizează costurile de încălzire? Această sarcină este rezolvată numai printr-o abordare integrată care ia în considerare toți parametrii sistemului, clădirilor și caracteristicilor climatice ale regiunii. În acest caz, cea mai importantă componentă este sarcina de căldură la încălzire: calculul indicatorilor orari și anuali este inclus în sistemul de calcul al eficienței sistemului.

De ce trebuie să cunoașteți acest parametru

Care este calculul sarcinii de căldură pentru încălzire? Determină cantitatea optimă de energie termică pentru fiecare cameră și clădirea în ansamblu. Variabilele reprezintă puterea echipamentelor de încălzire - cazan, radiatoare și conducte. Se iau în calcul și pierderile de căldură ale casei.

În mod ideal, puterea de căldură a sistemului de încălzire ar trebui să compenseze toate pierderile de căldură și, în același timp, să mențină un nivel confortabil de temperatură. Prin urmare, înainte de a calcula sarcina anuală de încălzire, trebuie să determinați principalii factori care o afectează:

• Caracteristicile elementelor structurale ale casei. Pereții exteriori, ferestrele, ușile, sistemul de ventilație afectează nivelul pierderilor de căldură;
• Dimensiunile casei. Este logic să presupunem că cu cât camera este mai mare, cu atât mai intens ar trebui să funcționeze sistemul de încălzire. Un factor important în acest sens este nu numai volumul total al fiecărei încăperi, ci și zona pereților exteriori și a structurilor ferestrelor;
• Clima din regiune. Cu scăderi relativ mici de temperatură în exterior, este necesară o cantitate mică de energie pentru a compensa pierderile de căldură. Acestea. sarcina maximă orară de încălzire depinde direct de gradul de scădere a temperaturii într-o anumită perioadă de timp și de valoarea medie anuală pentru sezonul de încălzire.

Luând în considerare acești factori, este compilat modul optim de funcționare termică a sistemului de încălzire. Rezumând toate cele de mai sus, putem spune că determinarea sarcinii de căldură la încălzire este necesară pentru a reduce consumul de energie și pentru a menține nivelul optim de încălzire în incinta casei.

Pentru a calcula sarcina de încălzire optimă pe baza indicatorilor agregați, trebuie să cunoașteți volumul exact al clădirii. Este important să ne amintim că această tehnică a fost dezvoltată pentru structuri mari, astfel încât eroarea de calcul va fi mare.

Alegerea metodei de calcul

Înainte de a calcula sarcina de încălzire în funcție de indicatorii măriți sau cu o precizie mai mare, este necesar să aflați condițiile de temperatură recomandate pentru o clădire rezidențială.

La calcularea caracteristicilor de încălzire, trebuie să se ghideze după normele SanPiN 2.1.2.2645-10. Pe baza datelor din tabel, în fiecare cameră a casei este necesar să se asigure modul optim de temperatură de încălzire.

Metodele prin care se efectuează calculul încărcării orare de încălzire pot avea grade diferite de precizie. În unele cazuri, se recomandă utilizarea unor calcule destul de complexe, în urma cărora eroarea va fi minimă. Dacă optimizarea costurilor cu energia nu este o prioritate în proiectarea încălzirii, pot fi utilizate scheme mai puțin precise.

La calcularea încărcării orare de încălzire, trebuie luată în considerare modificarea zilnică a temperaturii exterioare. Pentru a îmbunătăți precizia calculului, trebuie să cunoașteți caracteristicile tehnice ale clădirii.

Modalități simple de a calcula sarcina de căldură

Orice calcul al sarcinii de căldură este necesar pentru a optimiza parametrii sistemului de încălzire sau pentru a îmbunătăți caracteristicile de izolare termică a casei. După finalizarea acestuia, sunt selectate anumite metode de reglare a sarcinii de căldură a încălzirii. Luați în considerare metodele ușor de utilizat pentru calcularea acestui parametru al sistemului de încălzire.

Dependența puterii de încălzire de zonă

Pentru o casă cu dimensiuni standard ale camerei, înălțimi ale tavanului și o izolație termică bună, se poate aplica un raport cunoscut dintre suprafața camerei și puterea de căldură necesară. În acest caz, 10 m² vor trebui să genereze 1 kW de căldură. La rezultatul obținut, trebuie să aplicați un factor de corecție în funcție de zona climatică.

Să presupunem că casa este situată în regiunea Moscovei. Suprafața sa totală este de 150 m². În acest caz, sarcina orară de căldură pentru încălzire va fi egală cu:

15 * 1 = 15 kW / oră

Principalul dezavantaj al acestei metode este eroarea sa mare. Calculul nu ia în considerare modificările factorilor meteorologici, precum și caracteristicile clădirii - rezistența la transferul de căldură a pereților, ferestrelor. Prin urmare, nu se recomandă utilizarea acestuia în practică.

Calcul agregat al sarcinii termice a unei clădiri

Calculul mărit al sarcinii de încălzire este caracterizat de rezultate mai precise. Inițial, a fost folosit pentru calcularea preliminară a acestui parametru atunci când a fost imposibil să se determine caracteristicile exacte ale clădirii. Formula generală pentru determinarea sarcinii de căldură pentru încălzire este prezentată mai jos:

Unde q ° - caracteristicile termice specifice structurii. Valorile trebuie luate din tabelul corespunzător,dar - factorul de corecție menționat mai sus;Vн - volumul exterior al clădirii, m³,TVn și Tnro - valorile temperaturii în interiorul casei și în exterior.

Să presupunem că doriți să calculați sarcina maximă orară de încălzire într-o casă cu un volum de 480 m³ de-a lungul pereților exteriori (suprafață 160 m², casă cu două etaje). În acest caz, caracteristica termică va fi egală cu 0,49 W / m³ * C. Factor de corecție a = 1 (pentru regiunea Moscovei). Temperatura optimă în interiorul locuinței (Tvn) ar trebui să fie de + 22 ° C. Temperatura exterioară va fi de -15 ° C. Să folosim formula pentru a calcula sarcina de încălzire orară:

Q = 0,49 * 1 * 480 (22 + 15) = 9,408 kW

Comparativ cu calculul anterior, valoarea rezultată este mai mică. Cu toate acestea, ține cont de factori importanți - temperatura din interiorul camerei, din exterior, volumul total al clădirii. Se pot face calcule similare pentru fiecare cameră. Metoda de calcul a sarcinii de încălzire în funcție de indicatorii măriți face posibilă determinarea puterii optime pentru fiecare radiator într-o încăpere separată. Pentru un calcul mai precis, trebuie să cunoașteți valorile medii ale temperaturii pentru o anumită regiune.

Această metodă de calcul poate fi utilizată pentru a calcula sarcina orară de căldură pentru încălzire. Cu toate acestea, rezultatele obținute nu vor da o valoare exactă optimă a pierderii de căldură a clădirii.

Calcule precise ale sarcinii de căldură

Dar totuși, acest calcul al sarcinii de căldură optimă pentru încălzire nu oferă precizia de calcul necesară. Nu ia în considerare cel mai important parametru - caracteristicile clădirii. Principala este rezistența la transferul de căldură, materialul pentru fabricarea elementelor individuale ale casei - pereți, ferestre, tavan și podea. Ei sunt cei care determină gradul de conservare a energiei termice primite de la purtătorul de căldură al sistemului de încălzire.

Ce este rezistența la transferul de căldură (R)? Aceasta este reciprocitatea conductivității termice (λ) - capacitatea structurii materiale de a transfera energie termică. Acestea. cu cât valoarea conductivității termice este mai mare, cu atât pierderile de căldură sunt mai mari. Pentru a calcula sarcina de încălzire anuală, nu puteți utiliza această valoare, deoarece nu ține cont de grosimea materialului (d). Prin urmare, experții folosesc parametrul rezistență la transferul de căldură, care se calculează utilizând următoarea formulă:

R = d / λ

Calcul pentru pereți și ferestre

Există valori normalizate ale rezistenței la transferul de căldură a pereților, care depind în mod direct de regiunea în care se află casa.

Spre deosebire de calculul agregat al încărcăturii de încălzire, trebuie mai întâi să calculați rezistența la transferul de căldură pentru pereții exteriori, ferestrele, parterul și podeaua mansardei. Să luăm ca bază următoarele caracteristici ale casei:

• Zonă de perete - 280 m²... Include ferestre - 40 m²;
• Material de perete - cărămidă solidă (λ = 0,56). Grosimea peretelui exterior - 0,36 m... Pe baza acestui fapt, calculăm rezistența transmisiei TV - R = 0,36 / 0,56 = 0,64 m2 * С / W;
• Pentru a îmbunătăți proprietățile de izolare termică, a fost instalată o izolație externă - polistiren expandat cu grosime 100 mm... Pentru el λ = 0,036... Respectiv R = 0,1 / 0,036 = 2,72 m2 * C / W;
• Valoarea totală R pentru pereții exteriori este 0,64+2,72= 3,36 care este un indicator foarte bun al izolației termice a unei case;
• Rezistența la transferul de căldură al ferestrelor - 0,75 m² * С / W (termopan cu umplutură cu argon).

De fapt, pierderile de căldură prin pereți vor fi:

(1 / 3,36) * 240 + (1 / 0,75) * 40 = 124 W la o diferență de temperatură de 1 ° C

Luăm indicatorii de temperatură la fel ca pentru calculul agregat al sarcinii de încălzire + 22 ° С în interior și -15 ° С în aer liber. Calculul ulterior trebuie făcut conform următoarei formule:

124 * (22 + 15) = 4,96 kWh

Calculul ventilației

Apoi, este necesar să se calculeze pierderile de ventilație. Volumul total de aer din clădire este de 480 m³. Mai mult, densitatea sa este aproximativ egală cu 1,24 kg / m³. Acestea. masa sa este de 595 kg. În medie, aerul este reînnoit de cinci ori pe zi (24 de ore). În acest caz, pentru a calcula sarcina maximă orară pentru încălzire, trebuie să calculați pierderile de căldură pentru ventilație:

(480 * 40 * 5) / 24 = 4000 kJ sau 1,11 kW / oră

Rezumând toți indicatorii obținuți, puteți găsi pierderea totală de căldură a casei:

4,96 + 1,11 = 6,07 kWh

În acest fel, se determină sarcina maximă exactă de încălzire. Valoarea rezultată depinde direct de temperatura din exterior. Prin urmare, pentru a calcula sarcina anuală pe sistemul de încălzire, este necesar să se ia în considerare modificările condițiilor meteorologice. Dacă temperatura medie în timpul sezonului de încălzire este de -7 ° C, atunci sarcina totală de încălzire va fi egală cu:

(124 * (22 + 7) + ((480 * (22 + 7) * 5) / 24)) / 3600) * 24 * 150 (zile ale sezonului de încălzire) = 15843 kW

Modificând valorile temperaturii, puteți face un calcul precis al sarcinii de căldură pentru orice sistem de încălzire.

La rezultatele obținute, trebuie să adăugați valoarea pierderii de căldură prin acoperiș și podea. Acest lucru se poate face cu un factor de corecție de 1,2 - 6,07 * 1,2 = 7,3 kWh.

Valoarea rezultată indică costurile reale ale transportatorului de energie în timpul funcționării sistemului. Există mai multe moduri de a regla sarcina de încălzire. Cea mai eficientă dintre acestea este reducerea temperaturii în încăperile în care nu există o prezență constantă a locuitorilor. Acest lucru se poate face folosind termostate și senzori de temperatură instalați. Dar, în același timp, trebuie instalat un sistem de încălzire cu două conducte în clădire.

Pentru a calcula valoarea exactă a pierderii de căldură, puteți utiliza software-ul specializat Valtec. Materialul video prezintă un exemplu de lucru cu acesta.