Nezávislý výpočet tepelnej záťaže na vykurovanie: hodinové a ročné ukazovatele

Ako optimalizovať náklady na vykurovanie? Túto úlohu rieši iba integrovaný prístup, ktorý zohľadňuje všetky parametre systému, budov a klimatické vlastnosti regiónu. V tomto prípade je najdôležitejšou zložkou tepelné zaťaženie kúrením: do systému na výpočet účinnosti systému je zahrnutý výpočet hodinových a ročných ukazovateľov.

Prečo potrebujete vedieť tento parameter

Aký je výpočet tepelnej záťaže na vykurovanie? Určuje optimálne množstvo tepelnej energie pre každú miestnosť a budovu ako celok. Premennými sú výkon vykurovacieho zariadenia - kotla, radiátorov a potrubí. Berú sa do úvahy aj tepelné straty domu.

V ideálnom prípade by tepelný výkon vykurovacieho systému mal kompenzovať všetky tepelné straty a zároveň udržiavať pohodlnú úroveň teploty. Preto pred výpočtom ročného vykurovacieho zaťaženia musíte určiť hlavné faktory, ktoré ho ovplyvňujú:

• Charakteristika konštrukčných prvkov domu. Vonkajšie steny, okná, dvere, ventilačný systém ovplyvňujú úroveň tepelných strát;
• Rozmery domu. Je logické predpokladať, že čím je miestnosť väčšia, tým intenzívnejšie by mal vykurovací systém fungovať. Dôležitým faktorom je nielen celkový objem každej miestnosti, ale aj plocha vonkajších stien a okenných konštrukcií;
• Podnebie v regióne. Pri relatívne malých poklesoch teploty vonku je potrebné malé množstvo energie na vyrovnanie tepelných strát. Tých. maximálne hodinové vykurovacie zaťaženie priamo závisí od stupňa poklesu teploty v určitom časovom období a priemernej ročnej hodnoty pre vykurovaciu sezónu.

Berúc do úvahy tieto faktory, je zostavený optimálny tepelný režim vykurovacieho systému. Ak zhrnieme všetky vyššie uvedené, môžeme povedať, že stanovenie tepelnej záťaže na vykurovanie je nevyhnutné na zníženie spotreby energie a udržanie optimálnej úrovne vykurovania v priestoroch domu.

Ak chcete vypočítať optimálne vykurovacie zaťaženie na základe agregovaných ukazovateľov, potrebujete poznať presný objem budovy. Je dôležité mať na pamäti, že táto technika bola vyvinutá pre veľké štruktúry, takže chyba výpočtu bude veľká.

Výber metódy výpočtu

Pred výpočtom tepelnej záťaže podľa zväčšených ukazovateľov alebo s vyššou presnosťou je potrebné zistiť odporúčané teplotné podmienky pre bytový dom.

Pri výpočte charakteristík vykurovania sa treba riadiť normami SanPiN 2.1.2.2645-10. Na základe údajov v tabuľke je v každej miestnosti domu potrebné zabezpečiť optimálny teplotný režim vykurovania.

Metódy, pomocou ktorých sa vykonáva výpočet hodinovej vykurovacej záťaže, môžu mať rôzny stupeň presnosti. V niektorých prípadoch sa odporúča použiť pomerne zložité výpočty, v dôsledku čoho bude chyba minimálna. Ak optimalizácia nákladov na energiu nie je prioritou pri návrhu vykurovania, môžu sa použiť menej presné schémy.

Pri výpočte hodinového vykurovacieho zaťaženia je potrebné zohľadniť dennú zmenu vonkajšej teploty. Aby ste zvýšili presnosť výpočtu, potrebujete poznať technické vlastnosti budovy.

Jednoduché spôsoby výpočtu tepelného zaťaženia

Akýkoľvek výpočet tepelného zaťaženia je potrebný na optimalizáciu parametrov vykurovacieho systému alebo na zlepšenie tepelnoizolačných charakteristík domu. Po jeho dokončení sa vyberú určité spôsoby regulácie tepelnej záťaže vykurovania. Zvážte ľahko použiteľné metódy na výpočet tohto parametra vykurovacieho systému.

Závislosť vykurovacieho výkonu na ploche

Pre dom so štandardnými veľkosťami miestnosti, výškami stropov a dobrou tepelnou izoláciou je možné použiť známy pomer plochy miestnosti k požadovanému tepelnému výkonu. V takom prípade bude 10 m² potrebovať na výrobu 1 kW tepla. Na získaný výsledok musíte použiť korekčný faktor v závislosti od klimatického pásma.

Predpokladajme, že dom sa nachádza v moskovskom regióne. Jeho celková plocha je 150 m². V takom prípade sa hodinové tepelné zaťaženie na vykurovanie bude rovnať:

15 * 1 = 15 kW / hod

Hlavnou nevýhodou tejto metódy je jej veľká chyba. Pri výpočte sa nezohľadňujú zmeny poveternostných faktorov, ako aj stavebné prvky - odpor stien, okien k prenosu tepla. Preto sa neodporúča používať ho v praxi.

Súhrnný výpočet tepelného zaťaženia budovy

Pre zväčšený výpočet tepelnej záťaže sú charakteristické presnejšie výsledky. Spočiatku sa používal na predbežný výpočet tohto parametra, keď nebolo možné určiť presnú charakteristiku budovy. Všeobecný vzorec na stanovenie tepelnej záťaže na vykurovanie je uvedený nižšie:

Kde q ° - špecifické tepelné vlastnosti konštrukcie. Hodnoty musia byť prevzaté z príslušnej tabuľky,ale - vyššie uvedený korekčný faktor,Vн - vonkajší objem budovy, m³,TVn a Tnro - hodnoty teploty vo vnútri domu a vonku.

Predpokladajme, že chcete vypočítať maximálne hodinové vykurovacie zaťaženie v dome s objemom 480 m³ pozdĺž vonkajších stien (plocha 160 m², dvojpodlažný dom). V tomto prípade sa tepelná charakteristika bude rovnať 0,49 W / m³ * C. Korekčný faktor a = 1 (pre moskovský región). Optimálna teplota vo vnútri obydlia (Tvn) by mala byť + 22 ° C. Teplota vonku bude -15 ° C. Použime vzorec na výpočet hodinovej vykurovacej záťaže:

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

V porovnaní s predchádzajúcim výpočtom je získaná hodnota menšia. Berie však do úvahy dôležité faktory - teplotu v miestnosti, vonku, celkový objem budovy. Podobné výpočty je možné vykonať pre každú izbu. Metóda výpočtu vykurovacej záťaže podľa zväčšených indikátorov umožňuje určiť optimálny výkon pre každý radiátor v samostatnej miestnosti. Pre presnejší výpočet potrebujete poznať priemerné hodnoty teploty pre konkrétny región.

Túto výpočtovú metódu je možné použiť na výpočet hodinovej tepelnej záťaže na vykurovanie. Získané výsledky však neposkytnú optimálne presnú hodnotu tepelných strát budovy.

Presné výpočty tepelného zaťaženia

Ale stále tento výpočet optimálneho tepelného zaťaženia na vykurovanie neposkytuje požadovanú presnosť výpočtu. Nezohľadňuje najdôležitejší parameter - vlastnosti budovy. Tou hlavnou je odolnosť proti prestupu tepla, materiál na výrobu jednotlivých prvkov domu - steny, okná, strop a podlaha. Sú to oni, ktorí určujú stupeň zachovania tepelnej energie prijatej z nosiča tepla vykurovacieho systému.

Čo je odpor prenosu tepla (R)? Toto je prevrátená hodnota tepelnej vodivosti (λ) - schopnosť materiálovej štruktúry prenášať tepelnú energiu. Tých. čím vyššia je hodnota tepelnej vodivosti, tým vyššie sú tepelné straty. Túto hodnotu nemôžete použiť na výpočet ročného vykurovacieho zaťaženia, pretože nezohľadňuje hrúbku materiálu (d). Preto odborníci používajú parameter odpor prestupu tepla, ktorý sa počíta pomocou nasledujúceho vzorca:

R = d / λ

Výpočet pre steny a okná

Existujú normalizované hodnoty odporu steny pri prestupe tepla, ktoré priamo závisia od regiónu, v ktorom sa nachádza dom.

Na rozdiel od výpočtu agregovaného vykurovacieho zaťaženia musíte najskôr vypočítať odpor prenosu tepla pre vonkajšie steny, okná, prízemie a podkrovie. Zoberme si ako základ tieto vlastnosti domu:

• Oblasť steny - 280 m²... Zahŕňa okná - 40 m²;
• Materiál steny - plná tehla (λ = 0,56). Hrúbka vonkajšej steny - 0,36 m... Na základe toho vypočítame odpor televízneho prenosu - R = 0,36 / 0,56 = 0,64 m2 * С / W;
• Na zlepšenie tepelnoizolačných vlastností bola namontovaná vonkajšia izolácia - expandovaný polystyrén s hrúbkou 100 mm... Pre neho λ = 0,036... Respektíve R = 0,1 / 0,036 = 2,72 m2 * C / W;
• Celková hodnota R pre vonkajšie steny je 0,64+2,72= 3,36 čo je veľmi dobrý ukazovateľ tepelnej izolácie domu;
• Tepelná odolnosť okien - 0,75 m² * С / W (dvojité zasklenie s argónovou výplňou).

Tepelné straty cez steny budú v skutočnosti:

(1 / 3,36) * 240 + (1/0,75) * 40 = 124 W pri teplotnom rozdiele 1 ° C

Ukazovatele teploty berieme rovnako ako pri agregovanom výpočte vykurovacej záťaže + 22 ° С v interiéri a -15 ° С v exteriéri. Ďalší výpočet sa musí vykonať podľa tohto vzorca:

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

Výpočet ventilácie

Potom je potrebné vypočítať straty vetraním. Celkový objem vzduchu v budove je 480 m³. Okrem toho je jeho hustota približne 1,24 kg / m³. Tých. jeho hmotnosť je 595 kg. V priemere sa vzduch obnovuje päťkrát denne (24 hodín). V takom prípade musíte na výpočet maximálneho hodinového zaťaženia pre kúrenie vypočítať tepelné straty vetraním:

(480 * 40 * 5) / 24 = 4 000 kJ alebo 1,11 kW / hod

Ak zhrnieme všetky získané ukazovatele, nájdete celkové tepelné straty domu:

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

Týmto spôsobom sa stanoví presné maximálne vykurovacie zaťaženie. Výsledná hodnota priamo závisí od vonkajšej teploty. Preto je potrebné na výpočet ročného zaťaženia vykurovacieho systému zohľadniť zmeny poveternostných podmienok. Ak je priemerná teplota počas vykurovacej sezóny -7 ° C, potom sa celková vykurovacia záťaž bude rovnať:

(124 * (22 + 7) + ((480 * (22 + 7) * 5) / 24)) / 3600) * 24 * 150 (dni vykurovacej sezóny) = 15843 kW

Zmenou hodnôt teploty môžete vykonať presný výpočet tepelnej záťaže pre akýkoľvek vykurovací systém.

K získaným výsledkom je potrebné pripočítať hodnotu tepelných strát cez strechu a podlahu. To je možné vykonať s korekčným faktorom 1,2 - 6,07 * 1,2 = 7,3 kWh.

Výsledná hodnota označuje skutočné náklady na nosič energie počas prevádzky systému. Existuje niekoľko spôsobov, ako regulovať vykurovacie zaťaženie. Najefektívnejšie z nich je zníženie teploty v miestnostiach, kde nie je neustále prítomnosť obyvateľov. To je možné vykonať pomocou termostatov a nainštalovaných teplotných senzorov. Ale súčasne musí byť v budove nainštalovaný dvojrúrkový vykurovací systém.

Na výpočet presnej hodnoty tepelných strát môžete použiť špecializovaný softvér Valtec. Videomateriál zobrazuje príklad práce s ním.