Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Proiectarea și calculul termic al sistemului de încălzire este o etapă obligatorie în aranjarea încălzirii unei case. Sarcina principală a măsurilor de calcul este de a determina parametrii optimi ai cazanului și a sistemului de radiatoare.

Sunt de acord, la prima vedere, poate părea că calculul ingineriei termice numai de către un inginer. Cu toate acestea, nu totul este atât de dificil. Cunoscând algoritmul de acțiuni, se va dovedi a efectua independent calculele necesare.

Articolul descrie procedura de calcul și oferă toate formulele necesare. Pentru o mai bună înțelegere, am pregătit un exemplu de calcul termic pentru o casă privată.

Calcularea termică a încălzirii: comandă generală

Calculul termic clasic al sistemului de încălzire este un document tehnic consolidat care include metodele standard de calcul pas cu pas.

Dar, înainte de a studia aceste calcule ale parametrilor principali, trebuie să decideți asupra conceptului de sistem de încălzire propriu-zis.

Calculele și proiectarea competentă a circuitelor autonome de încălzire sunt necesare pentru selectarea echipamentului care poate încălzi o casă a unei anumite zone Calculele se fac cu referire la luna cea mai rece a anului, adică pentru perioada de încărcare maximă a sistemului Calculele iau în considerare pierderile care survin prin deschiderea ferestrelor și ușilor, precum și prin sistemul de ventilație legat de stradă. Caracteristicile termice ale structurilor de construcție sunt întotdeauna luate în considerare, una dintre ale cărei sarcini este de a păstra căldura Sistemul independent de încălzire al unei case particulare trebuie să facă față încălzirii aerului care intră prin ventilație în timpul perioadei de ventilație și prin ușile deschise. Cazanul unui sistem independent de încălzire trebuie să facă față recuperării pierderilor de căldură. Puterea sa ar trebui să permită menținerea temperaturii în casă + 20 ° С După determinarea puterii optime a cazanului, alegeți cea mai potrivită unitate pentru eficiență și costuri de funcționare Pentru sistemele cu mișcare forțată de răcire, se efectuează calcule hidraulice pentru a selecta pompa și diametrul optim al țevilor

Sistemul de încălzire este caracterizat printr-un flux forțat și disiparea involuntară a căldurii în cameră.

Principalele sarcini ale calculului și proiectării sistemului de încălzire:

  • determină în mod fiabil pierderea de căldură;
  • determină numărul și condițiile de utilizare a agentului de răcire;
  • selectați cu cea mai mare precizie elementele de generare, mișcare și eliberare a căldurii.

Atunci când se construiește un sistem de încălzire, este necesar să se colecteze inițial o varietate de date despre camera / clădirea în care va fi utilizat sistemul de încălzire. După ce calculați parametrii termici ai sistemului, analizați rezultatele operațiilor aritmetice.

Pe baza datelor obținute, componentele sistemului de încălzire sunt selectate cu achiziția, instalarea și punerea în funcțiune ulterioară.

Încălzirea este un sistem multi-component pentru asigurarea unei condiții de temperatură aprobate într-o cameră / clădire. Este o parte separată a complexului de comunicații al unei locuințe moderne.

Este de remarcat faptul că această metodă de calcul termic vă permite să calculați cu exactitate un număr mare de cantități care descriu în mod specific viitorul sistem de încălzire.

Ca urmare a calculului termic, vor fi disponibile următoarele informații:

  • numărul de pierderi de căldură, puterea cazanului;
  • numărul și tipul radiatoarelor pentru fiecare cameră separat;
  • caracteristicile hidraulice ale conductei;
  • volum, viteza lichidului de răcire, puterea pompei de căldură.

Calculul termic nu reprezintă schițe teoretice, ci rezultate destul de precise și rezonabile, care sunt recomandate a fi utilizate în practică la selectarea componentelor unui sistem de încălzire.

Standardele condițiilor de temperatură ale încăperilor

Înainte de efectuarea oricăror calcule ale parametrilor sistemului, este necesar să se cunoască cel puțin ordinea rezultatelor așteptate și, de asemenea, să se aibă caracteristicile standardizate ale unor valori de tabel care trebuie înlocuite în formule sau ghidate de ele.

După efectuarea calculelor parametrilor cu astfel de constante, se poate asigura siguranța parametrului dinamic sau constant dorit al sistemului.

Pentru spații de diverse scopuri, există standarde de referință pentru regimurile de temperatură ale spațiilor rezidențiale și nerezidențiale. Aceste standarde sunt consacrate în așa-numitul GOST.

Pentru sistemul de încălzire, unul dintre astfel de parametri globali este temperatura camerei, care ar trebui să fie constantă indiferent de perioada din an și de condițiile de mediu.

În conformitate cu reglementările normelor sanitare și normelor există diferențe de temperatură în raport cu perioada de vară și de iarnă a anului. Starea temperaturii camerei în sezonul de vară este responsabilitatea sistemului de aer condiționat, principiul calculului său este detaliat în acest articol.

Dar temperatura aerului în cameră este asigurată de sistemul de încălzire în timpul iernii. Prin urmare, suntem interesați de intervalele de temperatură și de toleranțele lor de abateri pentru sezonul de iarnă.

Majoritatea documentelor de reglementare specifică următoarele intervale de temperatură care permit unei persoane să se afle confortabil într-o cameră.

Pentru birouri nerezidențiale de până la 100 m 2 :

  • 22-24 ° С - temperatura optimă a aerului;
  • 1 ° С - oscilație permisă.

Pentru spațiile de birouri cu o suprafață mai mare de 100 m 2, temperatura este de 21-23 ° C. Pentru tipurile industriale non-rezidențiale, temperaturile variază foarte mult în funcție de scopul spațiilor și de standardele stabilite de protecție a muncii.

Fiecare persoană are o temperatură de cameră "confortabilă". Cineva îi place să fie foarte cald în cameră, cineva este confortabil atunci când camera este misto - totul este destul de individual

În ceea ce privește spațiile rezidențiale: apartamente, case particulare, moșii etc. Există anumite intervale de temperatură care pot fi ajustate în funcție de dorințele locuitorilor.

Și totuși pentru spațiile specifice unui apartament și casă avem:

  • 20-22 ° C - living, inclusiv copii, cameră, toleranță ± 2 ° С -
  • 19-21 ° С - bucatarie, toaleta, toleranta ± 2 ° С;
  • 24-26 ° С - baie, duș, piscină, toleranță ± 1 ° С;
  • 16-18 ° С - coridoare, holuri, scari, depozite, toleranta + 3 ° С

Este important de menționat faptul că există mai mulți parametri de bază care afectează temperatura camerei și care trebuie ghidați la calculul sistemului de încălzire: umiditatea (40-60%), concentrația de oxigen și dioxid de carbon în aer (250: 1), viteza aerului mase (0, 13-0, 25 m / s), etc.

Calculul pierderilor de căldură în casă

Conform celei de-a doua lege a termodinamicii (fizica școlară), nu există un transfer spontan de energie de la obiectele mai puțin încălzite la cele mai încălzite, mini- sau macro-obiecte. Un caz special al acestei legi este "dorința" de a crea un echilibru de temperatură între două sisteme termodinamice.

De exemplu, primul sistem este un mediu cu o temperatură de -20 ° C, al doilea sistem este o clădire cu o temperatură internă de + 20 ° С. Conform legii menționate mai sus, aceste două sisteme se vor strădui să se echilibreze prin schimbul de energie. Acest lucru se va întâmpla prin pierderea căldurii de la cel de-al doilea sistem și răcirea la primul.

Cu siguranță putem spune că temperatura ambiantă depinde de latitudinea la care se află casa privată. Și diferența de temperatură afectează cantitatea de scurgeri de căldură din clădire (+)

Pierderea de căldură înseamnă eliberarea involuntară a căldurii (energiei) de la un obiect (casă, apartament). Pentru un apartament obișnuit, acest proces nu este atât de "vizibil" în comparație cu o casă privată, deoarece apartamentul este situat în interiorul clădirii și "se învecinează" cu alte apartamente.

Într-o casă privată, prin pereții exteriori, podeaua, acoperișul, ferestrele și ușile, într-un anumit grad sau altul, căldura "lasă".

Cunoscând amploarea pierderilor de căldură pentru cele mai nefavorabile condiții meteorologice și caracteristicile acestor condiții, este posibilă calcularea cu precizie a puterii sistemului de încălzire.

Astfel, volumul scurgerilor de căldură din clădire se calculează după următoarea formulă:

Q = Q etaj Q + perete Q + fereastră Q + Q acoperis + Q ușă + … + Q i, unde

Qi este volumul pierderilor de căldură dintr-un tip uniform de plicuri pentru clădiri.

Fiecare componentă a formulei este calculată prin formula:

Q = S * ΔT / R, unde

  • Q - scurgeri de căldură, V;
  • S - suprafața unui anumit tip de construcție, pătrat. m;
  • ΔT este diferența de temperatură dintre aerul înconjurător și interiorul încăperii, ° C;
  • R - rezistența termică a unui anumit tip de construcție, m 2 * ° C / W.

Se recomandă foarte multă rezistență termică pentru materialele existente de la mesele auxiliare.

În plus, rezistența termică poate fi obținută utilizând următoarea relație:

R = d / k, unde

  • R - rezistența termică, (m 2 * K) / W;
  • k este coeficientul de conductivitate termică a materialului, W / (m 2 K);
  • d este grosimea acestui material, m.

În casele vechi cu acoperișuri umede, scurgeri de căldură apar prin partea superioară a clădirii, și anume prin acoperiș și mansardă. Desfășurarea activităților de izolare a plafonului sau a acoperișului de mansardă pentru izolarea termică rezolvă această problemă.

Dacă încălziți spațiul mansardă și acoperișul, pierderile totale de căldură din casă pot fi reduse semnificativ

În casă există mai multe tipuri de pierderi de căldură prin fisurile din structuri, sistemul de ventilație, capota de bucătărie, ferestrele de deschidere și ușile. Dar luarea în considerare a volumului lor nu are sens, deoarece ele nu constituie mai mult de 5% din numărul total de scurgeri principale de căldură.

Determinarea puterii cazanului

Pentru a susține diferența de temperatură dintre mediul înconjurător și temperatura din interiorul casei, este nevoie de un sistem autonom de încălzire, care să mențină temperatura potrivită în fiecare cameră a unei case particulare.

Baza sistemului de încălzire sunt diferite tipuri de cazane: combustibil lichid sau solid, electric sau gaz.

Cazanul este unitatea centrală a sistemului de încălzire care generează căldură. Caracteristica principală a cazanului este puterea sa, și anume rata de conversie, cantitatea de căldură pe unitatea de timp.

După calcularea încărcării termice pe încălzire, obținem puterea nominală necesară a cazanului.

Pentru un apartament obișnuit cu mai multe încăperi, puterea cazanului este calculată prin zona și puterea specifică:

P boiler = (S camere * P specifice ) / 10, unde

  • S camere - suprafața totală a camerei încălzite;
  • P - putere specifică longitudinală în raport cu condițiile climatice.

Dar această formulă nu ia în considerare pierderea de căldură, care este suficientă într-o casă privată.

Există o altă relație care ia în considerare acest parametru:

P boiler = ( pierdere Q * S) / 100, unde

  • P puterea cazanului - cazan;
  • Pierdere Q - pierdere de căldură;
  • S - zonă încălzită.

Capacitatea de proiectare a cazanului trebuie mărită. Stocul este necesar dacă intenționați să utilizați boilerul pentru a încălzi apa pentru baie și bucătărie.

În majoritatea sistemelor de încălzire a caselor private, se recomandă utilizarea unui rezervor de expansiune în care să fie stocată sursa de lichid de răcire. Fiecare casă particulară are nevoie de apă fierbinte.

Pentru a furniza o rezervă de putere a cazanului în ultima formulă, trebuie să adăugați factorul de siguranță K:

P boiler = ( pierdere Q * S * K) / 100, unde

K - va fi egal cu 1, 25, adică puterea calculată a cazanului va fi mărită cu 25%.

Astfel, capacitatea cazanului oferă posibilitatea de a menține temperatura standard a aerului în încăperile clădirii, precum și de a avea un volum inițial și suplimentar de apă caldă în casă.

Caracteristici ale selecției radiatoarelor

Componentele standard pentru asigurarea căldurii într-o încăpere sunt radiatoarele, panourile, sistemele de încălzire prin pardoseală, convectoarele etc. Cele mai frecvente părți ale unui sistem de încălzire sunt radiatoarele.

Radiatorul de căldură este o construcție specială de tip modular, construită dintr-un aliaj cu transfer de căldură ridicat. Este fabricat din oțel, aluminiu, fontă, ceramică și alte aliaje. Principiul de funcționare a radiatorului de încălzire este redus la radiația de energie din agentul de răcire în spațiul camerei prin "petale".

Radiatorul de aluminiu și bimetalic de încălzire a înlocuit bateriile masive din fontă. Ușurința de producție, transferul de căldură ridicat, designul și designul bun au făcut ca acest produs să fie un instrument popular și popular pentru căldura radiantă într-o încăpere.

Există mai multe metode de calculare a radiatoarelor în cameră. Următoarea listă de metode este ordonată în ordinea crescândă a preciziei.

Opțiuni de calculare:

  1. După zonă . N = (S * 100) / C, unde N este numărul de secțiuni, S este suprafața camerei (m 2 ), C este puterea termică a unei secțiuni a radiatorului (W, obținută din acel pașaport sau certificatul de produs) care este necesară pentru încălzirea a 1 m 2 (valoare empirică). Se pune întrebarea: cum să țineți cont de înălțimea tavanului camerei?
  2. Volum . N = (S * H * 41) / C, unde N, S, C este similar. H - înălțimea camerei, 41 W - cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea 1 m 3 (valoare empirică).
  3. Prin coeficienți . N = (100 * S * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7) / C, unde N, S, C și 100 sunt similare. K1 - contabilizarea numărului camerelor din fereastra unității de sticlă a încăperii, K2 - izolarea pereților, K3 - raportul dintre suprafața ferestrelor și suprafața camerei, K4 - temperatura medie subzero în săptămâna cea mai rece a iernii, K5 - numărul de pereți exteriori ai camerei (care se "afară") K6 - tipul de cameră de mai sus, K7 - înălțimea tavanului.

Aceasta este versiunea cea mai exactă a calculului numărului de secțiuni. Firește, rotunjirea rezultatelor fracționate ale calculelor se face întotdeauna la întregul număr întreg.

Calcul hidraulic al alimentării cu apă

Desigur, "imaginea" calculului caldurii pentru încălzire nu poate fi completă fără a se calcula astfel de caracteristici ca volumul și viteza agentului de răcire. În cele mai multe cazuri, lichidul de răcire este apă obișnuită într-o stare agregată lichidă sau gazoasă.

Se recomandă calcularea volumului real al suportului de căldură prin însumarea tuturor cavităților din sistemul de încălzire. Atunci când se utilizează un boiler cu un singur circuit - aceasta este cea mai bună opțiune. Atunci când se utilizează cazanele cu circuit dublu în sistemul de încălzire, este necesar să se țină seama de costurile apei calde pentru igienă și alte scopuri casnice.

Calculul volumului de apă încălzit de un cazan dublu-circuit pentru a oferi rezidenților apă caldă și încălzirea lichidului de răcire se face prin însumarea volumului intern al circuitului de încălzire și a nevoilor reale ale utilizatorilor în apă încălzită.

Volumul apei calde din sistemul de încălzire se calculează după formula:

W = k * P, unde

  • W este volumul purtătorului de căldură;
  • P este puterea cazanului de încălzire;
  • k - factor de putere (numărul de litri pe unitate de putere, egal cu 13, 5, interval - 10-15 litri).

Ca rezultat, formula finală arată astfel:

W = 13, 5 * P

Viteza lichidului de răcire - evaluarea dinamică finală a sistemului de încălzire, care caracterizează rata de circulație a fluidului în sistem.

Această valoare ajută la evaluarea tipului și diametrului conductei:

V = (0, 86 * P * μ) / ΔT, unde

  • P - puterea cazanului;
  • μ - eficiența cazanului;
  • ΔT este diferența de temperatură dintre circuitul de alimentare cu apă și circuitul de retur.

Folosind metodele de calcul hidraulice de mai sus, va fi posibil să se obțină parametri reali care reprezintă "fundația" viitorului sistem de încălzire.

Exemplu de calcul termic

Ca exemplu de calculare termică, există o casă obișnuită de 1 etapă, cu patru camere de zi, o bucătărie, o baie, o "grădină de iarnă" și săli de utilități.

Fundatia este realizata din placi monolitice din beton armat (20 cm), peretii exteriori sunt beton (25 cm) cu tencuiala, acoperisul este din grinzi de lemn, acoperisul este placi metalice si vata minerala (10 cm)

Indicați parametrii inițiali ai casei, necesari pentru calcule.

Dimensiuni ale clădirii:

  • înălțimea podelei - 3 m;
  • o fereastră mică a fațadei și a spatelui clădirii 1470 * 1420 mm;
  • fereastră mare a fațadei 2080 * 1420 mm;
  • usi de intrare 2000 * 900 mm;
  • usi din spate (acces la terasa) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Lățimea totală a clădirii este de 9, 5 m 2, lungimea de 16 m 2 . Numai camere de zi (4 buc.), O baie și o bucătărie vor fi încălzite.

Pentru a calcula cu exactitate pierderea de căldură pe pereți din zona pereților exteriori, scădea suprafața tuturor ferestrelor și ușilor - acesta este un tip complet diferit de material cu rezistența sa termică.

Începem prin calcularea ariilor de materiale omogene:

  • suprafața de podea - 152 m 2 ;
  • suprafața acoperișului este de 180 m 2, luând în considerare înălțimea podului de 1, 3 m și lățimea grinzii 4 m;
  • suprafața ferestrelor este de 3 * 1, 47 * 1, 42 + 2, 08 * 1, 42 = 9, 22 m 2 ;
  • suprafața ușilor este de 2 * 0, 9 + 2 * 2 * 1, 4 = 7, 4 m 2 .

Suprafața pereților exteriori va fi de 51 * 3-9, 22-7, 4 = 136, 38 m 2 .

Procesăm calculul pierderilor de căldură pe fiecare material:

  • Q etaj = S * ΔT * k / d = 152 * 20 * 0, 2 / 1, 7 = 357, 65 W;
  • Tavan Q = 180 * 40 * 0, 1 / 0, 05 = 14400 W;
  • Fereastra Q = 9, 22 * 40 * 0, 36 / 0, 5 = 265, 54 W;
  • Q ușă = 7, 4 * 40 * 0, 15 / 0, 75 = 59, 2 W;

Și, de asemenea, peretele Q este echivalent cu 136.38 * 40 * 0.25 / 0.3 = 4546. Suma tuturor pierderilor de căldură va fi de 19628, 4 wați.

Ca rezultat, se calculează puterea cazanului: boiler P = pierdere Q * cameră de încălzire S * K / 100 = 19628, 4 * (10, 4 + 10, 4 + 13, 5 + 27, 9 + 14, 1 + 7, 4) * 1, 25 / 100 = 19628, 4 * 83, 7 * 1, 25 / 100 = 20536, 2 = 21 kW.

Calculați numărul de secțiuni ale radiatoarelor care se vor produce pentru una din camere. Pentru toate celelalte calcule sunt similare. De exemplu, camera de colț (în partea stângă, colțul inferior al diagramei) are o suprafață de 10, 4 m2.

Aceasta înseamnă că N = (100 * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C = (100 * 10, 4 * 1, 0 * 1, 0 * 0, 9 * 1, 3 * 1, 2 * 1, 0 * 1, 05) /180=8.5176=9.

Această cameră necesită 9 secțiuni ale unui radiator cu o putere termică de 180 de wați.

Vom determina calculul cantității de lichid de răcire în sistem - W = 13, 5 * P = 13, 5 * 21 = 283, 5 l. Значит, скорость теплоносителя будет составлять: V=(0.86*P*μ)/∆T=(0.86*21000*0.9)/20=812.7 л.

В результате полный оборот всего объёма теплоносителя в системе будет эквивалентен 2.87 раза в один час.

Подборка статей по тепловому расчету поможет определиться с точными параметрами элементов отопительной системы:

  1. Расчет системы отопления частного дома: правила и примеры расчёта
  2. Calculul ingineriei termice a unei clădiri: specificitatea și formulele pentru efectuarea calculelor + exemple practice

Concluzii și video util pe această temă

Простой расчёт отопительной системы для частного дома представлен в следующем обзоре:

Все тонкости и общепринятые методики просчёта теплопотерь здания показаны ниже:

Ещё один вариант расчёта утечек тепла в типичном частном доме:

В этом видео рассказывается об особенностях циркуляции носителя энергии для обогрева жилища:

Тепловой расчёт отопительной системы носит индивидуальный характер, его необходимо выполнять грамотно и аккуратно. Чем точнее будут сделаны вычисления, тем меньше переплачивать придется владельцам загородного дома в процессе эксплуатации.

Имеете опыт выполнения теплового расчета отопительной системы? Sau aveți întrebări pe această temă? Vă rugăm să împărtășiți opinia dvs. și să lăsați comentarii. Blocul de feedback este localizat mai jos.

Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Categorie:

Incalzi