Nezávislý výpočet výkonu komponentov vykurovacieho systému: obehových čerpadiel, kotlov a radiátorov

Návrh ľubovoľného vykurovacieho systému začína výpočtom jeho základných parametrov. Najskôr ide o optimálne zaťaženie dodávkou tepla. Preto pred zakúpením potrebného vybavenia by ste mali vypočítať výkon vykurovacieho systému: kotly, radiátory, čerpadlá, batérie.

Prečo potrebujete výpočet vykurovania

Definičnou úlohou vykonávania výpočtov je optimalizácia ďalších nákladov. Minimálny požadovaný výkon vykurovacieho kotla bude mať priamy vplyv na spotrebu nosiča energie. Úspory by však mali byť v rozumných medziach.

Hlavným účelom dodávky tepla je udržiavanie príjemnej úrovne teploty v obytných priestoroch. To je ovplyvnené menovitým výkonom liatinových vykurovacích radiátorov, tepelnými stratami budovy a parametrami kotla.

Pre správny výber zariadenia by ste mali správne vypočítať jeho parametre. To sa dá urobiť pomocou špecializovaných programov alebo nezávisle, pomocou určitých vzorcov.

Odborníci navyše odporúčajú vypočítať výkon vykurovacieho kotla a ďalších komponentov systému pre nasledujúce položky:

• Plánovanie nákladov na nákup vybavenia... Čím vyšší je menovitý výkon kotla alebo odvod tepla z batérie, tým vyššie sú ich náklady. Vo výsledku to ovplyvní rozpočet celej akcie na zabezpečenie dodávky tepla;
• Správne plánovanie zaťaženia systému... Správny výpočet výkonu čerpadla na vykurovanie vám umožní zistiť maximálne a minimálne zaťaženie zariadenia, keď sa zmenia vonkajšie faktory - teplota vonku, v miestnostiach domu;
• Modernizácia systému... Ak sú náklady na vykurovanie vysoké, ich zníženie je najvyššou prioritou pre minimalizáciu údržby. Za týmto účelom vypočítajte výkon vykurovacej batérie a ďalších komponentov.

Keď sme sa rozhodli, že bez výpočtu základných údajov je nemožné začať nakupovať materiál a komponenty na zabezpečenie dodávky tepla, mali by ste zvoliť metódy výpočtu. Po prvé, charakteristiky každej súčasti sa rozpoznávajú osobitne - kotol, čerpadlo chladiča. Potom sa ich parametre zadajú do vykurovacieho programu a znova sa skontrolujú. Rovnaká technika sa používa na výpočet vykurovania skleníka.

Typ použitého nosiča energie ovplyvňuje výpočet výkonu plynového vykurovacieho kotla. Je potrebné vopred rozhodnúť, aký druh plynu sa použije - hlavný alebo skvapalnený.

Stanovenie tepelných strát doma

V prvej etape je potrebné správne vypočítať množstvo tepla, ktoré bude prechádzať cez vonkajšie steny, okná a dvere budovy. Prevádzka dodávky tepla musí tieto straty vyrovnať a na základe získaných údajov sa vykoná ďalší výpočet kapacity cirkulačného čerpadla na vykurovanie, bojler a batérie.

Definujúcim parametrom je odpor prestupu tepla stien a okenných konštrukcií. Toto je inverzný ukazovateľ tepelnej vodivosti materiálov. Bez znalosti týchto hodnôt nie je možné zvoliť výkon vykurovacieho kotla. Pred začatím výpočtov by ste preto mali zistiť hrúbku stien a materiál, z ktorého sú vyrobené.

Odporúča sa, aby ste sa oboznámili s obsahom SNiP II-3-79, ako aj SNiP 23-02-2003.Tieto dokumenty označujú štandardné hodnoty odporu proti prestupu tepla pre rôzne oblasti Ruska. Ak ich poznáte, môžete vyriešiť otázku, ako vypočítať výkon vykurovacieho radiátora. Každý materiál má konkrétnu hodnotu prestupu tepla. Údaje o najbežnejších pre výstavbu bytových domov možno prevziať zo štandardných tabuliek.

Ale to nestačí na ďalší výpočet výkonu oceľových vykurovacích radiátorov. Ďalej budete potrebovať poznať hrúbku každého druhu materiálu použitého na stavbu stien. Pomer tejto hodnoty k súčiniteľu prestupu tepla bude požadovaná hodnota:

R = D / λ

Kde R - odpor prenosu tepla;D - hrúbka materiálu;Λ - odpor prenosu tepla.

V budúcnosti sa to použije na výpočet požadovaného výkonu vykurovacieho kotla. Tento krok výpočtu sa odporúča. Iba na základe poznania skutočného odporu stien môžete určiť menovitý výkon celého vykurovacieho systému.

Výpočet nezohľadňuje charakteristiku veternej ružice pre každý konkrétny región. Údaje o ňom ovplyvňujú výpočet iba pre viacpodlažné budovy.

Vlastnosti výpočtu výkonu rôznych vykurovacích kotlov

Pre správny výber výkonu vykurovacieho kotla sú vopred určené jeho miesto inštalácie, typ systému dodávky tepla (otvorený, zatvorený) a druh použitého paliva. Ďalej sa berie do úvahy celková plocha domu a jeho objem. Tieto údaje vám umožnia vykonať výpočty niekoľkými spôsobmi.

Najjednoduchšou metódou na výpočet výkonu vášho vykurovacieho zariadenia je použitie iba plochy domu. Na tento účel sa použije štandardný pomer, že na vykurovanie 10 m² miestnosti sa musí spotrebovať 1 kW tepelnej energie. Táto metóda bude fungovať iba pre budovy s dobrou tepelnou izoláciou a štandardnými výškami stropu. Jeho nevýhodou je veľká chyba. Takže pre dom s rozlohou 150 m² si podľa výpočtu výkonu vykurovacieho kotla budete musieť zvoliť model s výkonom 15 kW.

Dodatočne sa použije korekčný faktor, ktorý závisí od umiestnenia budovy. Potom bude konečný vzorec na výpočet výkonu plynového vykurovacieho kotla vyzerať takto:

Š = (S / 10) * K.

Kde Ž - menovitý výkon kotla;S - plocha domu;K - korekčný faktor.

Pre centrálne oblasti Ruska K = 0,13; pre severné šírky sa hodnota pohybuje od 0,15 do 0,2. Pri výbere výkonu kotla na zásobovanie teplom pre južné oblasti je K = 0,08.

Presné výpočty je možné vykonať až po predbežnom určení súčiniteľa prechodu tepla stenami. Táto technika bola popísaná vyššie. Na začiatok nájdeme teplotný rozdiel medzi ohrievaným vzduchom vonku a v dome - Δt. Potom je potrebné určiť tepelné straty. Nájdeme ich podľa vzorca:

P = Δt / R

Kde R - tepelné straty doma;Δt - teplotný rozdiel;R - koeficient odolnosti proti prestupu tepla.

Ďalej pre výpočet výkonu plynového vykurovacieho kotla je potrebné vynásobiť plochu vonkajších stien tepelnými stratami. Ako príklad si vezmime dom s plochou steny 127 m², koeficient odporu prestupu tepla je 0,502. Optimálna hodnota Δt by mala byť 55. V tomto prípade sa tepelná strata na m2 bude rovnať:

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

Na základe toho možno vypočítať výkon kotla na dodávku tepla:

Š = 127 * 108 = 13,7 kW

Ďalej sa určí zaťaženie vykurovacieho systému pri rôznych hodnotách Δt. Odporúča sa zvoliť model zariadenia s malou rezervou výkonu - 10-15%. To umožní rozšírenie dodávky tepla bez výmeny kotla a radiátorov.

U bytov s normálnou izoláciou môžete brať pomer 41 W tepla na 1 m³ objemu miestnosti v panelovej budove a 38 W v tehlovej budove. Ak boli steny izolované, budete musieť vykonať vyššie uvedený výpočet.

Výpočet výkonu radiátorov a vykurovacích batérií

Ale okrem kotla ovplyvňujú činnosť dodávky tepla aj technické vlastnosti ostatných komponentov. Preto musíte vedieť, ako vypočítať výkon vykurovacej batérie. V skutočnosti v ňom prebieha prenos tepla z horúcej vody do vzduchu v interiéri.

Na výpočet výkonu vykurovacích batérií je potrebné skutočne určiť ich prenos tepla. Toto je názov procesu prenosu tepla z ohriateho tela na vzduch do miestnosti. Na tento údaj má vplyv niekoľko faktorov. Hlavným je materiál výroby. Čím nižší je odpor batérie pri prestupe, tým menšie sú tepelné straty. Spolu s tým je však potrebné brať do úvahy aj efekt skladovania energie. Toto sa pozoruje u liatinových konštrukcií. Pretože na výpočet výkonu vykurovacej batérie je potrebné poznať úroveň jej naplnenia horúcou vodou, mala by sa vypočítať celková plocha konštrukcie. Od toho závisí aj celkový prenos tepla.

Pre výpočty je potrebné určiť Δt podľa tohto vzorca:

Δt = (((Tpod-Tobr) / 2) -Tpom

Kde Tpod, Tobr a TPom - teploty v prívodnom, vratnom potrubí a v miestnosti.

Na výpočet výkonu liatinových vykurovacích radiátorov budete potrebovať koeficient tepelnej vodivosti konkrétneho materiálu a celkovú plochu konštrukcií. Prvý možno prevziať zo štandardných tabuliek. V prípade bimetalových modelov sa pri výpočte výkonu vykurovacieho telesa zohľadňujú oceľové jadrá potrubí a hliníková vykurovacia plocha.

Výpočet sa vykonáva podľa tohto vzorca:

Q = Δt * k * S

Kde Q - špecifická tepelná kapacita radiátora;TO - koeficient tepelnej vodivosti;S - celková plocha stavby.

Takto môžete vypočítať výkon vykurovacej batérie. V praxi je to však ťažké, pretože niekoľko faktorov zostáva neznámych - skutočná hrúbka steny, ďalšie prvky použité pri výrobe. Pri výpočte výkonu batérie dodávajúcej teplo sa tiež neberú do úvahy tepelné straty v miestnosti.

Väčšina výrobcov uvádza menovitý výkon v pase chladiča. Toto sa ale robí iba pre jeden tepelný režim vykurovacej prevádzky. Preto na základe pasových údajov o produkte môžete presne vypočítať výkon vykurovacieho telesa.

Skutočný odvod tepla z batérie závisí od správnej inštalácie. Pri výpočte výkonu oceľových vykurovacích radiátorov sa neberie do úvahy ich umiestnenie vo vzťahu k parapetu, podlahe a stenám v miestnosti.

Výpočet výkonu obehového čerpadla

V uzavretých systémoch zásobovania teplom je cirkulácia kvapaliny nútená. Pred výpočtom výkonu čerpadla na vykurovanie je potrebné vypracovať schému zásobovania teplom. Až potom môžete začať počítať.

Existuje niekoľko parametrov, ktoré určujú hlavné charakteristiky tejto vykurovacej zložky. Prevádzka čerpadla je zameraná na zvýšenie rýchlosti pohybu chladiacej kvapaliny v systéme. Okrem toho by nemal vytvárať nadmerné hydraulické zaťaženie a zvyšovať hluk. Preto je také dôležité správne vypočítať výkon čerpadla na vykurovanie.

Ak chcete vykonať výpočty, musíte poznať nasledujúce vlastnosti zariadenia:

• Výkon... Charakterizuje množstvo tepla odovzdaného za jednotku času potrubím pomocou obehového čerpadla;
• Hydraulický odpor... Toto je tlaková strata v potrubiach v dôsledku trenia vody o vnútorný povrch vykurovacích komponentov. Pri výpočte výkonu čerpadla na vykurovanie je tento indikátor jedným z určujúcich, pretože od neho závisí prietok chladiacej kvapaliny;
• Spotreba energie... Uvedené výrobcom v pase zariadenia. Je určená charakteristikami elektromotora pripojeného k rotoru čerpadla.

V prvej fáze výpočtu výkonu obehového čerpadla na vykurovanie by sa mala vypočítať kapacita.Aby ste to dosiahli, budete musieť zistiť požadovaný tepelný výkon systému zásobovania teplom. Výpočty výkonnosti sa vykonávajú pomocou nasledujúceho vzorca:

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

Kde Q - výkon zariadenia;R - vypočítaný tepelný výkon, W;Tpod a Byť - teplota vody v prívodnom a vratnom potrubí kúrenia.

Hlavným faktorom ovplyvňujúcim výkon čerpadla je tepelná kapacita systému. Najlepšie je vypočítať ho čo najpresnejšie, aby ste sa vyhli kúpe prístroja s nevhodnými parametrami. Vlastnosti tepelného nosiča ovplyvňujú aj výpočet výkonu čerpadla na dodávku tepla. V prípade použitia nemrznúcich prostriedkov musí byť nominálny indikátor zvýšený o 10 - 15%, pretože ich hustota je oveľa vyššia ako hustota destilovanej vody.

Hydraulický odpor obehového čerpadla je určený nasledujúcim vzorcom:

H = 1,3 * (R1 * L1 + R2 * L2 + ... Z1 + Z2) / 10 000

Kde R1 aR2 - strata tlaku v prívodnej a vratnej časti potrubia;L1 a L2 - dĺžka potrubí;Z1 a Z2 - hydraulický odpor komponentov systému.

Posledný indikátor na výpočet výkonu čerpadla na zásobovanie teplom je možné získať z pasu zariadenia. Ak nie sú žiadne, odporúča sa použiť údaje z tabuľky.

Výrobcovia označujú hydraulický odpor z hľadiska hodnoty vodného stĺpca. Tých. toto je indikátor sily, ktorá je schopná zdvihnúť vodu vo zvislom potrubí na určitú úroveň.

Pri výpočte výkonu obehového čerpadla na zásobovanie teplom sa neberie do úvahy prítomnosť niekoľkých režimov otáčok. Aj keď v praxi je pomocou tejto funkcie zariadenia možné optimalizovať rýchlosť pohybu chladiacej kvapaliny, čím sa vyvažuje celý systém.

Je ťažké urobiť si presný výpočet vykurovania domu alebo skleníka svojpomocne? Okrem vyššie uvedených metód sa odporúča používať špecializované programy na zásobovanie teplom. To vám umožní skontrolovať výsledky a dosiahnuť maximálnu presnosť výpočtov.

Video obsahuje príklad výpočtu vykurovacieho výkonu pomocou špecializovaného programu: