Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Oblikovanje in toplotni izračun ogrevalnega sistema je obvezna faza ureditve ogrevanja hiše. Glavna naloga računalniških ukrepov je določiti optimalne parametre kotla in radiatorskega sistema.

Strinjam se, na prvi pogled se lahko zdi, da je izračun toplotne tehnike le s strani inženirja. Vendar pa ni vse tako težko. Poznavanje algoritma ukrepov, se bo izkazalo, da samostojno opravi potrebne izračune.

V članku je podrobno opisan postopek za izračun in podane vse potrebne formule. Za boljše razumevanje smo pripravili primer termičnega računanja za zasebno hišo.

Toplotni izračun ogrevanja: splošni red

Klasični toplotni izračun ogrevalnega sistema je konsolidiran tehnični dokument, ki vključuje obvezne postopne standardne računske metode.

Toda pred preučevanjem teh izračunov glavnih parametrov, se morate odločiti o konceptu samega ogrevalnega sistema.

Izračuni in kompetentna zasnova avtonomnih ogrevalnih krogov so potrebni za izbiro opreme, ki lahko ogreje hišo določenega območja Izračuni so opravljeni glede na najhladnejši mesec v letu, tj. za obdobje največje obremenitve sistema Pri izračunih se upoštevajo izgube, ki se pojavljajo skozi odprtine oken in vrat ter skozi prezračevalni sistem, povezan z ulico. Pri tem se vedno upoštevajo toplotne značilnosti gradbenih konstrukcij, pri čemer je ena od nalog ohranjanje toplote Neodvisni ogrevalni sistem v zasebni hiši se mora soočiti z ogrevanjem zraka, ki vstopa skozi odprtine med prezračevanjem in skozi odprta vrata. Kotel neodvisnega ogrevalnega sistema se mora spopasti z izterjavo toplotnih izgub. Njegova moč mora omogočati vzdrževanje temperature v hiši + 20º С Po določitvi optimalne moči kotla izberite najprimernejšo enoto za učinkovitost in obratovalne stroške Pri sistemih s prisilnim gibanjem hladilne tekočine se izvajajo hidravlični izračuni za izbiro črpalke in optimalnega premera cevi

Ogrevalni sistem je označen s prisilnim pretokom in nenamernim odvajanjem toplote v prostoru.

Glavne naloge izračuna in načrtovanja ogrevalnega sistema:

  • najbolj zanesljivo določimo toplotne izgube;
  • določi število in pogoje uporabe hladila;
  • najbolj natančno izberite elemente generacije, gibanja in sproščanja toplote.

Pri izgradnji ogrevalnega sistema je potrebno najprej zbrati različne podatke o sobi / stavbi, kjer se bo uporabljal ogrevalni sistem. Po izračunu toplotnih parametrov sistema analizirajte rezultate aritmetičnih operacij.

Na podlagi pridobljenih podatkov so komponente ogrevalnega sistema izbrane z naknadnim nakupom, montažo in zagonom.

Ogrevanje je večkomponentni sistem za zagotavljanje odobrenih temperaturnih pogojev v prostoru / stavbi. Je ločen del komunikacijskega kompleksa sodobnega stanovanja.

Omeniti je treba, da ta metoda toplotnega izračuna omogoča precej natančno izračunavanje velikega števila količin, ki specifično opisujejo prihodnji ogrevalni sistem.

Zaradi toplotnega izračuna bodo na voljo naslednje informacije:

  • število toplotnih izgub, moč kotla;
  • število in vrsta toplotnih radiatorjev za vsako sobo posebej;
  • hidravlične značilnosti cevovoda;
  • prostornina, hitrost hladilne tekočine, moč toplotne črpalke.

Toplotni izračun ni teoretične skice, temveč so zelo natančni in razumni rezultati, ki jih je priporočljivo uporabljati v praksi pri izbiri komponent ogrevalnega sistema.

Standardi temperaturnih pogojev prostorov

Pred izvedbo kakršnih koli izračunov sistemskih parametrov je treba vsaj poznati vrstni red pričakovanih rezultatov in imeti tudi standardizirane značilnosti nekaterih tabelnih vrednosti, ki jih je treba zamenjati v formule ali jih voditi.

Po opravljenih izračunih parametrov s takšnimi konstantami se lahko prepričamo o zanesljivosti želenega dinamičnega ali konstantnega parametra sistema.

Za prostore različnih namenov obstajajo referenčni standardi za temperaturne režime stanovanjskih in nestanovanjskih prostorov. Ti standardi so zapisani v ti GOST.

Za ogrevalni sistem je eden od takšnih globalnih parametrov sobna temperatura, ki mora biti konstantna ne glede na obdobje leta in okoljske pogoje.

V skladu s predpisi sanitarnih standardov in pravil so razlike v temperaturi glede na poletno in zimsko obdobje leta. Za temperaturno stanje prostora v poletni sezoni je odgovoren klimatizacijski sistem, načelo njegovega izračuna pa je podrobneje opisano v tem članku.

Toda zimska temperatura zraka v prostoru zagotavlja ogrevalni sistem. Zato nas zanimajo temperaturna območja in njihova odstopanja za zimsko sezono.

Večina regulativnih dokumentov določa naslednje temperaturne razpone, ki omogočajo udobno bivanje v sobi.

Za nestanovanjske pisarne do 100 m 2 :

  • 22-24 ° С - optimalna temperatura zraka;
  • 1 ° С - dopustno nihanje.

Za pisarniške prostore s površino več kot 100 m 2 je temperatura 21-23 ° C. Za nestanovanjske industrijske vrste se temperaturni razponi zelo razlikujejo glede na namen prostorov in uveljavljene standarde varovanja dela.

Vsaka oseba ima »udobno« sobno temperaturo. Nekdo ima rad toplo v sobi, nekdo je udoben, ko je soba kul - vse je povsem individualno

Glede stanovanjskih prostorov: stanovanja, zasebne hiše, posestva itd. Obstajajo določeni temperaturni razponi, ki jih je mogoče prilagoditi glede na želje prebivalcev.

In vendar za specifične prostore stanovanja in hiše imamo:

  • 20-22 ° С - bivanje, vključno z otroki, soba, toleranca ± 2 ° С -
  • 19-21 ° S - kuhinja, WC, toleranca ± 2 ° С;
  • 24-26 ° S - kopalnica, tuš, bazen, toleranca ± 1 ° С;
  • 16-18 ° S - hodniki, hodniki, stopnišča, skladišča, toleranca + 3 ° С

Pomembno je omeniti, da obstaja več osnovnih parametrov, ki vplivajo na temperaturo v prostoru in ki jih je treba voditi pri izračunu ogrevalnega sistema: vlažnost (40-60%), koncentracija kisika in ogljikovega dioksida v zraku (250: 1), hitrost zraka. mase (0, 13-0, 25 m / s) itd.

Izračun izgube toplote v hiši

Po drugem zakonu termodinamike (šolska fizika) ni spontanega prenosa energije iz manj segretih na bolj ogrevane mini- ali makro objekte. Poseben primer tega zakona je "želja" ustvarjanja temperaturnega ravnovesja med dvema termodinamičnima sistemoma.

Prvi sistem je na primer okolje s temperaturo -20 ° C, drugi sistem pa je zgradba z notranjo temperaturo + 20 ° C. V skladu z zgornjim zakonom se bosta ta sistema poskušala uravnotežiti z izmenjavo energije. To se bo zgodilo z izgubo toplote iz drugega sistema in hlajenjem v prvem.

Zagotovo lahko rečemo, da je temperatura okolice odvisna od zemljepisne širine, na kateri se nahaja zasebna hiša. Temperaturna razlika vpliva na količino uhajanja toplote iz stavbe (+)

Toplotna izguba pomeni neprostovoljno sproščanje toplote (energije) iz nekega objekta (hiše, stanovanja). Za običajno stanovanje ta proces ni tako »opazen« v primerjavi z zasebno hišo, saj se stanovanje nahaja v notranjosti stavbe in se »dotika« z drugimi stanovanji.

V zasebni hiši, skozi zunanje stene, tla, streho, okna in vrata, v določeni meri ali drugače, izstopa toplota.

Poznavanje velikosti toplotnih izgub za najbolj neugodne vremenske razmere in značilnosti teh pogojev omogoča natančno izračunavanje moči ogrevalnega sistema.

Torej se količina toplote, ki uhaja iz stavbe, izračuna po naslednji formuli:

Q = Q nadstropje + Q stena + Q okno + Q streha + Q vrata + … + Q i, kje

Qi je količina toplotnih izgub iz enotnega tipa ovoja stavbe.

Vsaka komponenta formule se izračuna po formuli:

Q = S * /T / R, kjer

  • Q - uhajanje toplote, V;
  • S - območje določene vrste gradnje, kvadrat. m;
  • IsT je temperaturna razlika med zunanjim zrakom in v prostoru, ° C;
  • R - toplotna odpornost določene vrste konstrukcije, m 2 * ° C / W.

Priporočljivo je, da iz pomožnih tabel vzamemo zelo veliko toplotno odpornost za dejansko obstoječe materiale.

Poleg tega se toplotna odpornost lahko doseže z naslednjim razmerjem:

R = d / k, kjer

  • R - toplotna upornost, (m 2 * K) / W;
  • k je koeficient toplotne prevodnosti materiala, W / (m 2 * K);
  • d je debelina tega materiala, m.

V starih hišah z vlažno strešno kritino se v zgornjem delu stavbe odvijajo toplote, in sicer skozi streho in podstrešje. Izvajanje dejavnosti za izolacijo stropne ali toplotnoizolacijske strešne strehe rešuje ta problem.

Če ogrevate mansardni prostor in streho, se lahko skupna toplotna izguba iz hiše bistveno zmanjša

V hiši je več vrst toplotnih izgub skozi razpoke v strukturah, prezračevalni sistem, kuhinjska napa, odpiranje oken in vrat. Toda ob upoštevanju njihovega obsega ni smiselno, saj predstavljajo več kot 5% skupnega števila glavnih uhajanja toplote.

Določanje moči kotla

Za podporo temperaturne razlike med okoljem in temperaturo v hiši je potreben avtonomen ogrevalni sistem, ki ohranja pravo temperaturo v vsaki sobi v zasebni hiši.

Osnova ogrevalnega sistema so različne vrste kotlov: tekoče ali trdno gorivo, električni ali plinski.

Kotel je centralna enota ogrevalnega sistema, ki proizvaja toploto. Glavna značilnost kotla je njegova moč, in sicer stopnja pretvorbe, količina toplote na časovno enoto.

Po izračunu toplotne obremenitve na ogrevanje dobimo potrebno nazivno moč kotla.

Za običajno večstanovanjsko stanovanje se moč kotla izračuna prek območja in specifične moči:

P kotla = (S sob * P specifičen ) / 10, kjer

  • S sobe - skupna površina ogrevane sobe;
  • P vzdolžna specifična moč glede na podnebne razmere.

Vendar ta formula ne upošteva toplotne izgube, ki je dovolj v zasebni hiši.

Obstaja še en odnos, ki upošteva ta parameter:

P kotla = (Q izguba * S) / 100, kjer

  • P kotla - moč kotla;
  • Q izgube - toplotne izgube;
  • S - ogrevana površina.

Projektno zmogljivost kotla je treba povečati. Zaloga je potrebno, če nameravate uporabiti kotel za ogrevanje vode za kopalnico in kuhinjo.

V večini sistemov ogrevanja v zasebnih hišah je priporočljivo uporabiti ekspanzijsko posodo, v kateri bo shranjena oskrba hladilne tekočine. Vsak zasebni dom potrebuje toplo vodo.

Da bi zagotovili rezervno moč kotla v zadnji formuli, morate dodati varnostni faktor K:

P kotla = (Q izguba * S * K) / 100, kjer

K - bo enaka 1, 25, kar pomeni, da se izračunana moč kotla poveča za 25%.

Tako je zmogljivost kotla zagotavlja zmožnost vzdrževanja standardne temperature zraka v prostorih stavbe, kot tudi začetno in dodatno količino tople vode v hiši.

Značilnosti izbire radiatorjev

Standardne komponente za zagotavljanje toplote v prostoru so radiatorji, paneli, sistemi talnega ogrevanja, konvektorji itd. Najpogostejši deli ogrevalnega sistema so radiatorji.

Toplotni radiator je posebna votla modularna konstrukcija iz zlitine z visokim prenosom toplote. Narejen je iz jekla, aluminija, litega železa, keramike in drugih zlitin. Načelo delovanja radiatorja segrevanja se zmanjša na sevanje energije iz hladilne tekočine v prostor prostora skozi "cvetne liste".

Aluminijasti in bimetalni radiator za ogrevanje sta zamenjali masivne lite železne baterije. Enostavnost proizvodnje, visok prenos toplote, dobra zasnova in dizajn so naredili ta izdelek priljubljeno in priljubljeno orodje za sevanje toplote v prostoru.

Obstaja več načinov za izračun radiatorjev v prostoru. Naslednji seznam metod je razvrščen po vrstnem redu naraščajoče natančnosti.

Možnosti izračuna:

  1. Po območju . N = (S * 100) / C, kjer je N število odsekov, S površina prostora (m 2 ), C toplotna moč enega dela radiatorja (W, vzet iz tega potnega lista ali certifikata proizvoda), 100 W je količina toplotnega toka ki je potrebna za ogrevanje 1 m 2 (empirična vrednost). Postavlja se vprašanje: kako upoštevati višino stropa v prostoru?
  2. Po volumnu . N = (S * H * 41) / C, kjer je N, S, C podoben. H - višina prostora, 41 W - količina toplotnega toka, ki je potrebna za ogrevanje 1 m 3 (empirična vrednost).
  3. Po koeficientih . N = (100 * S * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7) / C, kjer so N, S, C in 100 podobni. K1 - obračunavanje števila prostorov v oknu steklene enote prostora, K2 - izolacija sten, K3 - razmerje med površino oken in prostorom prostora, K4 - povprečna temperatura pod ničlami v najhladnejšem zimskem tednu, K5 - število zunanjih sten prostora (ki "gredo ven") K6 - vrsta sobe zgoraj, K7 - višina stropa.

To je najbolj natančna različica izračuna števila oddelkov. Seveda se zaokroževanje frakcijskih rezultatov izračunov vedno opravi za naslednje celo število.

Hidravlični izračun oskrbe z vodo

Seveda "slika" izračuna toplote za ogrevanje ne more biti popolna brez izračuna lastnosti, kot sta volumen in hitrost hladila. V večini primerov je hladilno sredstvo navadna voda v tekočem ali plinastem agregatnem stanju.

Priporočljivo je izračunati dejansko prostornino nosilca toplote s seštevanjem vseh votlin v ogrevalnem sistemu. Pri uporabi enosmernega kotla - je to najboljša možnost. Pri uporabi dvojnih kotlov v ogrevalnem sistemu je potrebno upoštevati stroške tople vode za higienske in druge gospodinjske namene.

Izračun količine vode, ki jo ogreva dvocevni kotel za oskrbo prebivalcev z vročo vodo in toploto hladilnega sredstva, se izvede s seštevanjem notranje prostornine ogrevalnega kroga in dejanskih potreb uporabnikov v ogrevani vodi.

Količina tople vode v ogrevalnem sistemu se izračuna po formuli:

W = k * P, kjer

  • W je prostornina nosilca toplote;
  • P je moč kotla za ogrevanje;
  • k - faktor moči (število litrov na enoto moči, enako 13, 5, razpon - 10-15 litrov).

Posledično končna formula izgleda takole:

W = 13, 5 * P

Hitrost hladilne tekočine - končna dinamična ocena ogrevalnega sistema, ki označuje hitrost kroženja tekočine v sistemu.

Ta vrednost pomaga oceniti vrsto in premer cevovoda:

V = (0, 86 * P * μ) /, T, kjer

  • P - moč kotla;
  • μ - izkoristek kotla;
  • IsT je temperaturna razlika med dovodno vodo in krogom povratne vode.

Z uporabo zgoraj navedenih metod hidravličnega izračuna bo mogoče pridobiti realne parametre, ki so »temelj« bodočega ogrevalnega sistema.

Primer toplotnega izračuna

Primer toplotnega izračuna je običajna 1-nadstropna hiša s štirimi dnevnimi sobami, kuhinjo, kopalnico, »zimskim vrtom« in pomožnimi prostori.

Temelj je izdelan iz monolitne armiranobetonske plošče (20 cm), zunanje stene so betonske (25 cm) z ometom, streha je lesena tramovja, streha je kovinska ploščica in mineralna volna (10 cm)

Označimo začetne parametre hiše, potrebne za izračune.

Mere stavbe:

  • višina tal - 3 m;
  • majhno okno spredaj in zadaj stavbe 1470 * 1420 mm;
  • veliko okno fasade 2080 * 1420 mm;
  • vhodna vrata 2000 * 900 mm;
  • zadnja vrata (dostop do terase) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Skupna širina objekta je 9, 5 m 2, dolžina 16 m 2 . Ogrevane bodo samo dnevne sobe (4 kom.), Kopalnica in kuhinja.

Da bi natančno izračunali toplotne izgube na stenah s področja zunanjih sten, odštejemo površino vseh oken in vrat - to je popolnoma drugačen tip materiala s toplotno upornostjo.

Začnemo z izračunom površin homogenih materialov:

  • tlorisna površina - 152 m 2 ;
  • površina strehe je 180 m 2, upoštevajoč višino podstrešja 1, 3 m in širino nosilca 4 m;
  • površina oken je 3 * 1.47 * 1.42 + 2.08 * 1.42 = 9.22 m 2 ;
  • površina vrat je 2 * 0, 9 + 2 * 2 * 1, 4 = 7, 4 m 2 .

Površina zunanjih zidov bo 51 * 3-9, 22-7, 4 = 136, 38 m 2 .

Nadaljujemo z izračunom toplotnih izgub na vsakem materialu:

  • Q st = S * *T * k / d = 152 * 20 * 0, 2 / 1, 7 = 357, 65 W;
  • Q streha = 180 * 40 * 0, 1 / 0, 05 = 14400 W;
  • Q okno = 9.22 * 40 * 0.36 / 0.5 = 265.54 W;
  • Q vrata = 7, 4 * 40 * 0, 15 / 0, 75 = 59, 2 W;

In Q stena je enakovredna 136.38 * 40 * 0.25 / 0.3 = 4546. Vsota vseh toplotnih izgub bo 19628, 4 vatov.

Kot rezultat, izračunamo moč kotla: P kotla = Q izguba * S ogrevalna soba * 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.

Izračunajte število odsekov radiatorjev, ki bodo proizvedeni za eno od sob. Za vse druge izračune so podobni. Na primer, vogalna soba (na levi, spodnji vogal diagrama) ima površino 10, 4 m2.

To pomeni, da je 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.

Ta prostor zahteva 9 delov radiatorja s toplotno močjo 180 vatov.

Obrnemo se na izračun količine hladilne tekočine v sistemu - W = 13, 5 * P = 13, 5 * 21 = 283, 5 l. To pomeni, da bo hitrost hladilnega sredstva: V = (0, 86 * P * μ) / =T = (0, 86 * 21000 * 0, 9) / 20 = 812, 7 l.

Zato bo popolna rotacija celotne prostornine hladilne tekočine v sistemu enaka 2, 87 krat v eni uri.

Izbor izdelkov na toplotnem računu bo pomagal določiti natančne parametre elementov ogrevalnega sistema:

  1. Izračun ogrevalnega sistema v zasebni hiši: pravila in primeri izračuna
  2. Toplotni inženiring zgradbe: specifičnost in formule za izvajanje izračunov + praktični primeri

Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi

Preprost izračun ogrevalnega sistema za zasebno hišo je predstavljen v naslednjem pregledu:

Vse podrobnosti in splošno sprejete metode za izračun toplotne izgube zgradbe so prikazane spodaj:

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? Ali imate vprašanja o temi? Prosimo, delite svoje mnenje in pustite komentar. Blok za povratne informacije se nahaja spodaj.

Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Kategorija:

Ogrevanje