Việc thiết kế bất kỳ hệ thống sưởi ấm nào đều bắt đầu với việc tính toán các thông số cơ bản của nó. Trước hết, điều này liên quan đến tải tối ưu trên việc cung cấp nhiệt. Vì vậy, trước khi mua các thiết bị cần thiết, bạn nên tính toán công suất của hệ thống sưởi ấm: nồi hơi, bộ tản nhiệt, máy bơm, pin.
Tại sao bạn cần tính toán nhiệt độ
Nhiệm vụ xác định của việc thực hiện tính toán là tối ưu hóa chi phí hơn nữa. Công suất yêu cầu tối thiểu của lò hơi gia nhiệt sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến việc tiêu thụ chất mang năng lượng. Nhưng khoản tiết kiệm nên trong giới hạn hợp lý.
Mục đích chính của việc cung cấp nhiệt là duy trì mức nhiệt độ dễ chịu trong các khu sinh hoạt. Điều này bị ảnh hưởng bởi công suất danh định của bộ tản nhiệt bằng gang, sự mất nhiệt của tòa nhà và các thông số của lò hơi.
Để lựa chọn chính xác thiết bị, bạn nên tính toán chính xác các thông số của nó. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các chương trình chuyên dụng hoặc độc lập, sử dụng các công thức nhất định.
Ngoài ra, các chuyên gia khuyên bạn nên tính toán công suất của lò hơi gia nhiệt và các thành phần hệ thống khác cho những điều sau:
- Lập kế hoạch chi phí mua thiết bị... Công suất định mức của nồi hơi hoặc khả năng tản nhiệt của pin càng cao thì giá thành của chúng càng cao. Kết quả là, điều này sẽ ảnh hưởng đến ngân sách của toàn bộ sự kiện cho việc bố trí cung cấp nhiệt;
- Lập lịch tải hệ thống chính xác... Việc tính toán chính xác công suất máy bơm để sưởi ấm sẽ cho phép bạn tìm ra tải tối đa và tối thiểu trên thiết bị khi các yếu tố bên ngoài thay đổi - nhiệt độ bên ngoài, trong các phòng trong nhà;
- Hiện đại hóa hệ thống... Nếu chi phí sưởi ấm cao, giảm chúng là ưu tiên hàng đầu để giảm thiểu việc bảo trì. Để làm điều này, hãy tính toán sức mạnh của pin sưởi ấm và các thành phần khác.
Đã quyết định rằng không tính toán các dữ liệu cơ bản, không thể bắt đầu mua vật liệu và các thành phần để bố trí cung cấp nhiệt, người ta nên chọn phương pháp tính toán. Đầu tiên, các đặc điểm của từng bộ phận được nhận biết riêng biệt - nồi hơi, máy bơm tản nhiệt. Sau đó, các thông số của chúng được nhập vào chương trình gia nhiệt và kiểm tra lại. Phương pháp tương tự được sử dụng để tính toán hệ thống sưởi của nhà kính.
Loại chất mang năng lượng được sử dụng ảnh hưởng đến việc tính toán công suất của lò hơi đốt nóng khí. Cần phải quyết định trước loại khí nào sẽ được sử dụng - chính hay hóa lỏng.
Xác định nhiệt mất mát tại nhà
Ở giai đoạn đầu tiên, cần phải tính toán chính xác lượng nhiệt sẽ đi qua các bức tường bên ngoài, cửa sổ và cửa ra vào của tòa nhà. Hoạt động của nguồn cung cấp nhiệt phải bù đắp cho những tổn thất này và dựa trên dữ liệu thu được, việc tính toán thêm công suất của bơm tuần hoàn để sưởi ấm, lò hơi và ắc quy sẽ được thực hiện.
Thông số xác định là khả năng truyền nhiệt của tường và cấu trúc cửa sổ. Đây là chỉ số nghịch đảo của độ dẫn nhiệt của vật liệu. Không thể thực hiện lựa chọn công suất của lò sưởi mà không biết các giá trị này. Do đó, trước khi bắt đầu tính toán, bạn nên tìm hiểu độ dày của các bức tường và vật liệu làm chúng.
Bạn nên tự làm quen với nội dung của SNiP II-3-79, cũng như SNiP 23-02-2003.Các tài liệu này chỉ ra các giá trị tiêu chuẩn của điện trở truyền nhiệt cho các vùng khác nhau của Nga. Biết chúng, bạn có thể giải quyết câu hỏi làm thế nào để tính toán công suất của bộ tản nhiệt sưởi ấm. Mỗi vật liệu có một giá trị truyền nhiệt riêng. Dữ liệu về những thứ phổ biến nhất để xây dựng các tòa nhà dân dụng có thể được lấy từ các bảng tiêu chuẩn.
Nhưng điều này là không đủ để tính toán thêm sức mạnh của bộ tản nhiệt làm nóng bằng thép. Ngoài ra, bạn sẽ cần biết độ dày của từng loại vật liệu được sử dụng để xây tường. Tỷ lệ của giá trị này với hệ số truyền nhiệt sẽ là giá trị mong muốn:
R = D / λ
Ở đâu R - điện trở truyền nhiệt;D - độ dày vật liệu;Λ - điện trở truyền nhiệt.
Trong tương lai, điều này sẽ được sử dụng để tính toán công suất cần thiết của lò hơi gia nhiệt. Bước tính toán này được khuyến khích. Chỉ bằng cách biết điện trở thực tế của các bức tường, bạn có thể xác định công suất định mức của toàn bộ hệ thống sưởi.
Việc tính toán không tính đến đặc tính hoa hồng của từng vùng cụ thể. Dữ liệu về nó chỉ ảnh hưởng đến tính toán đối với các tòa nhà nhiều tầng.
Các tính năng tính toán công suất của các nồi hơi gia nhiệt khác nhau
Để lựa chọn chính xác công suất của lò hơi gia nhiệt, chúng được xác định trước với vị trí lắp đặt, loại hệ thống sưởi (mở, đóng) và loại nhiên liệu được sử dụng. Ngoài ra, tổng diện tích của ngôi nhà và khối lượng của nó cũng được tính đến. Dữ liệu này sẽ cho phép bạn thực hiện các phép tính theo một số cách.
Phương pháp đơn giản nhất để tính toán công suất của thiết bị sưởi là chỉ sử dụng diện tích của ngôi nhà. Đối với điều này, tỷ lệ tiêu chuẩn được lấy là để sưởi ấm 10 m² căn phòng, 1 kW năng lượng nhiệt phải được tiêu thụ. Phương pháp này sẽ chỉ áp dụng cho những công trình có khả năng cách nhiệt tốt và chiều cao trần tiêu chuẩn. Nhược điểm của nó là sai số lớn. Vì vậy, đối với một ngôi nhà có diện tích 150 m², theo tính toán công suất lò hơi sưởi ấm, bạn sẽ cần phải chọn mô hình 15 kW.
Ngoài ra, hệ số hiệu chỉnh được áp dụng, tùy thuộc vào vị trí của tòa nhà. Sau đó, công thức cuối cùng để tính toán công suất của một lò hơi đốt nóng khí sẽ giống như sau:
W = (S / 10) * K
Ở đâu W - công suất danh định của lò hơi;S - diện tích của ngôi nhà;K - hệ số hiệu chỉnh.
Đối với các vùng trung tâm của Nga K = 0,13; đối với các vĩ độ Bắc có giá trị từ 0,15 đến 0,2. Khi chọn công suất của lò hơi cấp nhiệt cho khu vực phía Nam, K = 0,08.
Tính toán chính xác chỉ có thể được thực hiện sau khi xác định sơ bộ hệ số truyền nhiệt của tường. Kỹ thuật này đã được mô tả ở trên. Để bắt đầu, chúng ta tìm sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí được đốt nóng bên ngoài và trong nhà - Δt. Khi đó cần xác định tổn thất nhiệt. Chúng được tìm thấy theo công thức:
P = Δt / R
Ở đâu R - mất nhiệt tại nhà;Δt - Nhiệt độ khác nhau;R - hệ số cản sự truyền nhiệt.
Hơn nữa, để tính toán công suất của một lò hơi đốt nóng khí, cần phải nhân diện tích của các bức tường bên ngoài với tổn thất nhiệt. Ví dụ, chúng ta hãy lấy một ngôi nhà có diện tích tường là 127 m², hệ số cản truyền nhiệt là 0,502. Giá trị tối ưu của Δt phải là 55. Trong trường hợp này, nhiệt mất đi trên m2 sẽ bằng:
P = 55 / 0,505 = 108 W / m2
Dựa trên điều này, công suất của lò hơi cung cấp nhiệt có thể được tính toán:
W = 127 * 108 = 13,7 kW
Theo cách sau đây, tải trên hệ thống sưởi được xác định ở các giá trị khác nhau của Δt. Nên chọn mẫu thiết bị có mức dự trữ điện năng nhỏ - 10-15%. Điều này sẽ cho phép mở rộng nguồn cung cấp nhiệt mà không cần thay thế lò hơi và bộ tản nhiệt.
Đối với các căn hộ có lớp cách nhiệt thông thường, bạn có thể lấy tỷ lệ nhiệt lượng là 41 W trên 1 m³ thể tích phòng trong tòa nhà panel và 38 W trong tòa nhà bằng gạch. Nếu các bức tường đã được cách nhiệt, bạn sẽ cần thực hiện tính toán trên.
Tính toán công suất của bộ tản nhiệt và pin sưởi
Nhưng ngoài lò hơi, các đặc tính kỹ thuật của các bộ phận khác ảnh hưởng đến hoạt động của bộ cấp nhiệt. Do đó, bạn cần biết cách tính toán công suất của pin làm nóng. Trên thực tế, quá trình truyền nhiệt của năng lượng từ nước nóng sang không khí trong nhà diễn ra trong đó.
Để tính toán công suất của pin sưởi ấm, cần phải thực sự xác định truyền nhiệt của chúng. Đây là tên của quá trình truyền nhiệt từ cơ thể được đốt nóng sang không khí vào phòng. Có một số yếu tố ảnh hưởng đến con số này. Cái chính là vật liệu sản xuất. Điện trở truyền nhiệt của pin càng thấp thì sự mất nhiệt càng giảm. Tuy nhiên, cùng với điều này, phải tính đến hiệu quả của việc tích trữ năng lượng. Điều này được quan sát thấy trong các kết cấu gang. Vì để tính toán công suất của pin sưởi ấm, cần phải biết mức độ đổ đầy nước nóng của nó, nên tính tổng diện tích của cấu trúc. Tổng nhiệt truyền cũng phụ thuộc vào điều này.
Để tính toán, cần xác định ∆t theo công thức sau:
Δt = ((Tpod-Tobr) / 2) -Tpom
Ở đâu Tpod, Để br và TPom - nhiệt độ trong dòng chảy, đường ống hồi lưu và trong phòng.
Để tính toán công suất của bộ tản nhiệt làm nóng bằng gang, bạn sẽ cần hệ số dẫn nhiệt của một vật liệu cụ thể và tổng diện tích của \ u200b \ u200bộ phận cấu trúc. Đầu tiên có thể được lấy từ các bảng tiêu chuẩn. Đối với các mô hình lưỡng kim, lõi thép của đường ống và bề mặt gia nhiệt bằng nhôm được tính đến khi tính toán công suất của bộ tản nhiệt.
Việc tính toán được thực hiện theo công thức sau:
Q = Δt * k * S
Ở đâu Q - nhiệt dung riêng của bộ tản nhiệt;ĐẾN - hệ số dẫn nhiệt;S - tổng diện tích của cấu trúc.
Như vậy, bạn có thể tính toán công suất của pin làm nóng. Tuy nhiên, trong thực tế, điều này rất khó, vì một số yếu tố vẫn chưa được biết - độ dày thực tế của thành, các yếu tố bổ sung được sử dụng trong sản xuất. Ngoài ra, khi tính toán công suất của pin cung cấp nhiệt, tổn thất nhiệt trong phòng không được tính đến.
Hầu hết các nhà sản xuất chỉ ra công suất định mức trong hộ chiếu bộ tản nhiệt. Nhưng điều này chỉ được thực hiện cho một chế độ nhiệt của hoạt động sưởi ấm. Do đó, lấy dữ liệu hộ chiếu của sản phẩm làm cơ sở, bạn có thể tính toán chính xác công suất của bộ tản nhiệt cung cấp nhiệt.
Việc tản nhiệt thực tế của pin phụ thuộc vào việc lắp đặt đúng cách. Khi tính toán công suất của bộ tản nhiệt làm nóng bằng thép, vị trí của chúng so với ngưỡng cửa sổ, sàn và tường trong phòng không được tính đến.
Tính toán công suất của bơm tuần hoàn
Trong hệ thống cung cấp nhiệt kín, tuần hoàn chất lỏng là cưỡng bức. Trước khi tính toán công suất của máy bơm để sưởi ấm, cần phải vẽ sơ đồ cung cấp nhiệt. Chỉ khi đó bạn mới có thể bắt đầu tính toán.
Có một số thông số xác định các đặc điểm chính của bộ phận sưởi ấm này. Hoạt động của bơm nhằm mục đích tăng tốc độ di chuyển của chất làm mát trong hệ thống. Ngoài ra, nó không nên tạo ra tải trọng thủy lực quá mức và làm tăng tiếng ồn. Đó là lý do tại sao việc tính toán chính xác công suất máy bơm để sưởi ấm là rất quan trọng.
Để thực hiện tính toán, bạn sẽ cần biết các đặc điểm sau của thiết bị:
- Hiệu suất... Nó đặc trưng cho lượng nhiệt truyền trên một đơn vị thời gian qua các đường ống sử dụng bơm tuần hoàn;
- Kháng thủy lực... Đây là tổn thất áp suất trong đường dây do ma sát của nước với bề mặt bên trong của các bộ phận cấp nhiệt. Khi tính toán công suất của một máy bơm để sưởi ấm, chỉ số này là một trong những chỉ số quyết định, vì tốc độ dòng chảy của chất làm mát phụ thuộc vào nó;
- Sự tiêu thụ năng lượng... Được nhà sản xuất chỉ định trong hộ chiếu thiết bị. Nó được xác định bởi các đặc tính của động cơ điện nối với rôto máy bơm.
Ở giai đoạn đầu tiên của việc tính toán công suất của máy bơm tuần hoàn để sưởi ấm, công suất cần được tính toán.Để làm điều này, bạn sẽ cần phải tìm ra nhiệt năng cần thiết của hệ thống cung cấp nhiệt. Các phép tính hiệu suất được thực hiện theo công thức sau:
Q = (0,86 * R) / (Tpod-Tob)
Ở đâu Q - hiệu suất của thiết bị;R - nhiệt năng tính toán, W;Tpod và Tob - nhiệt độ nước trong đường ống cấp nhiệt và đường ống hồi lưu.
Yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất của bơm là công suất nhiệt của hệ thống. Tốt nhất bạn nên tính toán chính xác nhất có thể để tránh mua phải máy có thông số không phù hợp. Ngoài ra, các đặc tính của chất mang nhiệt ảnh hưởng đến việc tính toán công suất máy bơm để cung cấp nhiệt. Trong trường hợp sử dụng chất chống đông, chỉ số danh nghĩa phải được tăng lên 10-15%, vì tỷ trọng của chúng cao hơn nhiều so với tỷ trọng của nước cất.
Lực cản thủy lực của bơm tuần hoàn được xác định theo công thức sau:
H = 1,3 * (R1 * L1 + R2 * L2 + ... Z1 + Z2) / 10000
Ở đâu R1 vàR2 - mất áp suất trong các phần cung cấp và trở lại của đường dây;L1 và L2 - chiều dài của đường ống;Z1 và Z2 - lực cản thủy lực của các thành phần hệ thống.
Chỉ số cuối cùng để tính toán công suất của máy bơm để cung cấp nhiệt có thể được lấy từ hộ chiếu của thiết bị. Nếu không có, bạn nên sử dụng dữ liệu từ bảng.
Thành phần sưởi ấm | Kháng thủy lực, Pa |
| Nồi hơi | 1000 đến 2000 |
| Van nhiệt | 5000 đến 10000 |
| Máy trộn | 2000 đến 4000 |
| cảm biến nhiệt độ | 1000 đến 1500 |
Các nhà sản xuất chỉ ra lực cản thủy lực dưới dạng giá trị của cột nước. Những, cái đó. đây là chỉ số về sức mạnh có thể nâng nước trong ống thẳng đứng lên một mức nhất định.
Khi tính toán công suất của một máy bơm tuần hoàn để cung cấp nhiệt, sự hiện diện của một số chế độ tốc độ không được tính đến. Mặc dù trong thực tế, sử dụng chức năng này của thiết bị, có thể tối ưu hóa tốc độ di chuyển của chất làm mát, từ đó cân bằng toàn bộ hệ thống.
Có khó để tự mình tính toán chính xác hệ thống sưởi của một ngôi nhà hoặc nhà kính không? Ngoài các phương pháp trên, nên sử dụng các chương trình chuyên dụng để cấp nhiệt. Điều này sẽ cho phép bạn kiểm tra kết quả và đạt được độ chính xác tối đa của các phép tính.
Tài liệu video cho thấy một ví dụ về tính toán công suất sưởi bằng một chương trình chuyên dụng:
