Sự thoải mái của những người ở trong nhà, đặc biệt là vào mùa đông, phần lớn phụ thuộc vào nhiệt độ của không khí xung quanh họ. Do đó, trong số các thông tin liên lạc kỹ thuật, được trang bị trong các khu dân cư, hệ thống sưởi ấm chiếm vị trí đầu tiên. Trong điều kiện đô thị, các vấn đề về sưởi ấm các căn hộ thường được giải quyết theo phương thức tập trung, tuy nhiên, trong các ngôi nhà riêng, chủ nhân của chúng phải trang bị hệ thống sưởi tự động, trong đó yếu tố chính là nồi hơi nước nóng. Hiệu quả của toàn bộ hệ thống phụ thuộc vào các đặc tính kinh tế kỹ thuật của hệ thống sau này.
Cách tính toán công suất của lò hơi
Công suất của lò hơi gia nhiệt là chỉ số chính đặc trưng cho khả năng của nó liên quan đến việc sưởi ấm cơ sở một cách tối ưu trong thời gian tải cao điểm. Điều chính ở đây là tính toán chính xác lượng nhiệt cần thiết để làm nóng chúng. Chỉ trong trường hợp này, sẽ có thể chọn đúng lò hơi để sưởi ấm một ngôi nhà riêng về mặt công suất.
Để tính toán công suất của lò hơi cho một ngôi nhà, các phương pháp khác nhau được sử dụng, trong đó diện tích hoặc thể tích của các phòng được sưởi ấm được lấy làm cơ sở. Gần đây hơn, công suất cần thiết của một lò hơi gia nhiệt được xác định bằng cách sử dụng cái gọi là hệ số nhà được thiết lập cho các loại nhà khác nhau trong phạm vi (W / m2):
- 130 ... 200 - nhà không có lớp cách nhiệt;
- 90 ... 110 - nhà có mặt tiền được cách nhiệt một phần;
- 50… 70 - những ngôi nhà được xây dựng bằng công nghệ của thế kỷ XXI.
Nhân diện tích của ngôi nhà với hệ số ngôi nhà tương ứng, chúng tôi thu được công suất yêu cầu của lò hơi sưởi.
Tính toán công suất lò hơi theo kích thước hình học của phòng
Bạn có thể tính toán sơ bộ công suất của lò hơi để sưởi ấm một ngôi nhà theo diện tích của nó. Trong trường hợp này, công thức được sử dụng:
Wcat = S * Wud / 10Ở đâu:
- Wcat - công suất danh định của lò hơi, kW;
- S - tổng diện tích của căn phòng được sưởi ấm, sq. M .;
- Gỗ - công suất cụ thể của lò hơi, rơi vào mỗi 10 mét vuông M. khu vực sưởi ấm.
Trong trường hợp chung, giả định rằng, tùy thuộc vào khu vực đặt phòng, giá trị công suất cụ thể của lò hơi là (kW \ sq. M.):
- đối với các khu vực phía Nam - 0,7 ... 0,9;
- đối với các khu vực của làn đường giữa - 1,0 ... 1,2;
- cho Moscow và khu vực Moscow - 1,2 ... 1,5;
- đối với các khu vực phía Bắc - 1,5 ... 2,0.
Công thức tính toán lò hơi để sưởi ấm cho một ngôi nhà theo diện tích được sử dụng trong trường hợp đơn vị đun nước chỉ được sử dụng để sưởi ấm cho các phòng có chiều cao không quá 2,5 m.
Nếu giả định rằng một lò hơi mạch kép sẽ được lắp đặt trong phòng, ngoài việc sưởi ấm, phải cung cấp nước nóng cho người sử dụng, thì công suất tính toán thu được phải tăng thêm 25%.
Nếu chiều cao của cơ sở được gia nhiệt vượt quá 2,5 m, thì kết quả thu được sẽ được hiệu chỉnh bằng cách nhân nó với hệ số Kv. Kv = N / 2,5, trong đó N là chiều cao thực của phòng, m.
Trong trường hợp này, công thức cuối cùng trông giống như sau: P = (S * Wsp / 10) * Kv
Phương pháp tính toán công suất cần thiết mà một lò hơi gia nhiệt phải có, phù hợp với các tòa nhà nhỏ có gác mái cách nhiệt, có lớp cách nhiệt của tường và cửa sổ (kính hai lớp), v.v.Trong các trường hợp khác, kết quả thu được do tính toán gần đúng có thể dẫn đến việc lò hơi đã mua sẽ không thể hoạt động bình thường. Đồng thời, nguồn điện quá mức hoặc không đủ góp phần gây ra một số sự cố không mong muốn cho người dùng:
- giảm các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lò hơi;
- hỏng hóc trong hoạt động của hệ thống tự động hóa;
- mài mòn nhanh chóng của các bộ phận và thành phần;
- ngưng tụ trong ống khói;
- tắc nghẽn ống khói do các sản phẩm của quá trình đốt cháy nhiên liệu không hoàn toàn, v.v ...;
Để có được kết quả chính xác hơn, cần phải tính đến lượng nhiệt thất thoát thực tế qua các phần tử riêng lẻ của tòa nhà (cửa sổ, cửa ra vào, tường, v.v.).
Cập nhật tính toán công suất lò hơi
Việc tính toán hệ thống gia nhiệt, bao gồm lò hơi gia nhiệt, phải được thực hiện riêng lẻ cho từng đối tượng. Ngoài kích thước hình học của nó, điều quan trọng là phải tính đến một số thông số như:
- sự hiện diện của thông gió cưỡng bức;
- vùng khí hậu;
- sự sẵn có của nguồn cung cấp nước nóng;
- mức độ cách điện của các phần tử riêng lẻ của đối tượng;
- sự hiện diện của một tầng áp mái và tầng hầm, v.v.
Nói chung, công thức để tính toán chính xác hơn công suất lò hơi như sau:
Wcat = Qt * KzapỞ đâu:
- Qt - nhiệt mất mát của vật, kW.
- Kzap - hệ số an toàn, theo giá trị mà nó được khuyến nghị để tăng công suất thiết kế của đối tượng. Theo quy định, giá trị của nó nằm trong khoảng 1,15 ... 1,20 (15-20%).
Tổn thất nhiệt dự đoán được xác định theo công thức:
Qt = V * ΔT * Kp / 860, V = S * H; Ở đâu:
- V - thể tích của phòng, mét khối;
- ΔT - chênh lệch giữa nhiệt độ không khí bên ngoài và bên trong, ° С;
- Cr - Hệ số tiêu tán, phụ thuộc vào mức độ cách nhiệt của vật thể.
Hệ số tiêu tán được lựa chọn dựa trên loại tòa nhà và mức độ cách nhiệt của tòa nhà.
- Vật không cách nhiệt: nhà chứa máy bay, doanh trại bằng gỗ, kết cấu mái tôn, ... - Cr = 3,0 ... 4,0.
- Các công trình có mức độ cách nhiệt thấp: tường xây bằng gạch, cửa sổ bằng gỗ, mái lợp bằng đá phiến hoặc sắt - Kr được lấy bằng khoảng 2,0 ... 2,9.
- Nhà có mức độ cách nhiệt trung bình: tường xây gạch, ít cửa sổ, mái che tiêu chuẩn, ... - Cr là 1,0 ... 1,9.
- Các công trình hiện đại, cách nhiệt tốt: hệ thống sưởi sàn, cửa sổ lắp kính hai lớp, ... - Cr nằm trong khoảng 0,6 ... 0,9.
Để giúp người tiêu dùng dễ dàng tìm thấy một lò hơi sưởi ấm, nhiều nhà sản xuất đặt các máy tính đặc biệt trên trang web của họ và trang web đại lý. Với sự giúp đỡ của họ, bằng cách nhập thông tin cần thiết vào các trường thích hợp, có thể xác định được khu vực nào, ví dụ, một lò hơi 24 kW được thiết kế cho khu vực nào với xác suất cao.
Theo quy tắc, một máy tính như vậy sẽ tính toán theo dữ liệu sau:
- giá trị trung bình của nhiệt độ ngoài trời trong tuần lạnh nhất trong mùa đông;
- nhiệt độ không khí bên trong vật thể;
- sự hiện diện hay không có nguồn cung cấp nước nóng;
- dữ liệu về độ dày của tường và sàn bên ngoài;
- vật liệu làm sàn và tường bên ngoài;
- chiều cao trần nhà;
- kích thước hình học của tất cả các bức tường bên ngoài;
- số lượng cửa sổ, kích thước của chúng và mô tả chi tiết;
- thông tin về sự hiện diện hoặc không có thông gió cưỡng bức.
Sau khi xử lý dữ liệu thu được, máy tính sẽ cung cấp cho khách hàng công suất cần thiết của lò hơi gia nhiệt, đồng thời cho biết loại và nhãn hiệu của thiết bị đáp ứng yêu cầu. Ví dụ về tính toán một dòng nồi hơi khí được thiết kế để sưởi ấm các ngôi nhà có kích thước khác nhau được trình bày trong bảng:
Lưu ý cho cột 11: Нс - lò hơi khí quyển, А - lò hơi đặt trên sàn, Нд - lò hơi tăng áp treo tường.
Theo các phương pháp trên, công suất của lò hơi khí được tính toán. Tuy nhiên, chúng cũng có thể được sử dụng để tính toán các đặc tính công suất của các thiết bị đun nước hoạt động trên các loại nhiên liệu khác.
Kế toán tổn thất nhiệt
Khi bắt đầu phát triển một hệ thống sưởi ấm tự động, trước hết cần phải tìm hiểu lượng nhiệt tỏa ra đường trong những đợt sương giá khắc nghiệt nhất thông qua cái gọi là cấu trúc bao quanh. Chúng bao gồm các bức tường, cửa sổ, sàn và mái nhà. Chỉ bằng cách xác định lượng nhiệt thất thoát, người ta mới có thể tham gia vào việc lựa chọn nguồn nhiệt có công suất thích hợp. Cần lưu ý rằng sự mất nhiệt của tòa nhà vào mùa đông không chỉ xảy ra thông qua các cấu trúc bao quanh. Một phần đáng kể lượng nhiệt sinh ra (lên đến 30%) được dùng để sưởi ấm không khí lạnh từ đường phố do hệ thống thông gió tự nhiên.
Tổng nhiệt lượng cần cung cấp để đốt nóng căn phòng được xác định theo công thức:
Q = Qconstruct + QairỞ đâu:
- Qconstruct - lượng nhiệt bị mất qua kết cấu cùng loại, W;
- Qair - lượng nhiệt tiêu thụ để sưởi ấm không khí từ đường phố, W.
Tổng hợp các giá trị thu được từ kết quả tính toán, chúng xác định tổng tải nhiệt trên hệ thống sưởi của toàn bộ tòa nhà.
Tất cả các phép đo được thực hiện ở bên ngoài của tòa nhà, nắm bắt các góc của nó mà không bị lỗi. Nếu không, việc tính toán tổn thất nhiệt sẽ không chính xác.
Có nhiều cách khác để rò rỉ nhiệt trong phòng, ví dụ, thông qua máy hút mùi nhà bếp, mở cửa ra vào và cửa sổ, vết nứt trong kết cấu, v.v. Tuy nhiên, lượng nhiệt bị mất vì những lý do này thực tế không vượt quá 5% tổng lượng nhiệt thất thoát. và do đó không được tính đến trong các tính toán. ...
Tính toán tổn thất nhiệt qua các kết cấu bao quanh
Sự phức tạp của việc tính toán nằm ở chỗ nó phải được thực hiện cho từng phòng riêng biệt, kiểm tra, đo đạc và đánh giá cẩn thận trạng thái của từng yếu tố tiếp giáp với môi trường của nó. Chỉ trong trường hợp này, có thể tính đến tất cả nhiệt lượng ra khỏi nhà.
Dựa trên kết quả của các phép đo, diện tích S của mỗi phần tử của kết cấu bao quanh được xác định, sau đó được đưa vào công thức cơ bản để tính lượng nhiệt năng bị mất:
Qconstr = 1 / R * (Tv-Tn) * S * (1 + Σβ), R = δ / λ; Ở đâu:
- R - khả năng chịu nhiệt của vật liệu xây dựng, sq. M. ° С / W;
- δ - độ dẫn nhiệt của vật liệu xây dựng, W / m ° С);
- λ - độ dày của vật liệu xây dựng, m;
- S - diện tích của hàng rào bên ngoài, sq. M .;
- TV - nhiệt độ không khí trong nhà, ° С;
- Tn - nhiệt độ không khí thấp nhất trong mùa đông, ° С;
- β - tổn thất nhiệt, phụ thuộc vào hướng của tòa nhà.
Nếu kết cấu bao gồm một số vật liệu, ví dụ, một bức tường gạch có lớp cách nhiệt, giá trị của điện trở nhiệt R được tính riêng cho từng vật liệu này và sau đó cộng lại.
- về phía bắc - β = 0,1;
- về phía Tây hoặc Đông Nam - β = 0,05;
- về phía nam hoặc tây nam - β = 0.
Việc tính toán tổn thất nhiệt thông qua các phần tử của kết cấu bao quanh được thực hiện cho từng phòng trong tòa nhà, sau đó tổng hợp chúng lại, thu được giá trị dự đoán của tổng tổn thất nhiệt trong đó. Sau đó, họ tiến hành tính toán ở phòng bên cạnh. Kết quả của công việc được thực hiện, chủ sở hữu nhà sẽ có thể xác định các cách rò rỉ nhiệt tối đa và loại bỏ các nguyên nhân gây ra sự cố của chúng.
Tính toán nhiệt tiêu thụ để sưởi ấm không khí thông gió
Lượng nhiệt tiêu thụ để sưởi ấm không khí thông gió trong một số trường hợp đạt tới 30% tổng tổn thất nhiệt năng. Đây là một giá trị đủ lớn, không thể bỏ qua được. Để tính nhiệt lượng sẽ phải dùng để đốt nóng không khí cung cấp, công thức sau được sử dụng:
Qair = c * m * (Tv-Tn)Ở đâu:
- c - nhiệt dung của hỗn hợp không khí, giá trị của nó là 0,28 W / kg ° C;
- m - lưu lượng khối lượng của không khí đi vào phòng từ đường phố, kg.
Tốc độ khối lượng của không khí đi vào phòng từ bên ngoài được xác định bằng cách giả định rằng không khí được làm mới trong toàn bộ ngôi nhà 1 lần mỗi giờ.Trong trường hợp này, cộng thể tích của tất cả các phòng, ta thu được giá trị thể tích của dòng không khí. Sau đó, sử dụng giá trị của khối lượng riêng của không khí, thể tích của nó được chuyển thành khối lượng. Ở đây bạn cần tính đến thực tế là mật độ của không khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nó.
| Cung cấp nhiệt độ không khí ºС | — 25 | — 20 | — 15 | — 10 | -5 | 0 | + 5 | + 10 |
| Mật độ, kg / m3 | 1,422 | 1,394 | 1,367 | 1,341 | 1,316 | 1,290 | 1,269 | 1,247 |
Thay tất cả các giá trị đã biết vào công thức trên, ta xác định được nhiệt lượng cần cung cấp để đốt nóng không khí cung cấp.
Lỗi thường gặp
Tính toán hệ thống sưởi ấm tự trị là một quá trình phức tạp bao gồm một số quy trình từng bước có liên quan với nhau:
- Tính nhiệt lượng mất mát của vật.
- Xác định chế độ nhiệt độ của các phòng riêng lẻ và toàn bộ tòa nhà.
- Tính công suất của pin tản nhiệt sưởi ấm.
- Tính toán thủy lực của hệ thống sưởi ấm.
- Tính toán công suất của lò hơi gia nhiệt.
- Xác định tổng thể tích của hệ thống sưởi ấm tự trị.
Tính toán nhiệt của một hệ thống sưởi ấm không phải là một nghiên cứu lý thuyết, mà là một kết quả chính xác và hợp lý, việc triển khai thực tế sẽ cho phép bạn lựa chọn chính xác tất cả các thành phần cần thiết và trang bị một hệ thống sưởi ấm hiệu quả đã hoạt động mà không có vấn đề gì trong nhiều năm .
Sai lầm chính mà nhiều chủ sở hữu nhà riêng mắc phải là bỏ qua một số công đoạn tính toán. Họ tin rằng để giải quyết vấn đề, chỉ cần tập trung vào dữ liệu tính toán gần đúng công suất của nó trên diện tích căn phòng là đủ. Cách tiếp cận này đe dọa đến chi phí vận hành không cần thiết và thường dẫn đến thực tế là lò hơi sẽ hoạt động liên tục, pin tản nhiệt sẽ nóng và phòng sẽ lạnh. Trong trường hợp này, cần phải trở lại trạng thái ban đầu và tính toán hoàn chỉnh hệ thống sưởi. Chỉ khi đó, người ta mới có thể bắt đầu loại bỏ những thiếu sót gây ra bởi các sai số nghiêm trọng trong tính toán.
