Metoder til bestemmelse af belastningen
Lad os først afklare betydningen af udtrykket. Varmebelastning er den samlede mængde varme, der forbruges af varmesystemet til opvarmning af lokalet til standardtemperaturen i den koldeste periode. Værdien beregnes i energienheder - kilowatt, kilokalorier (sjældnere - kilojoule) og betegnes i formlerne med det latinske bogstav Q.
At kende varmebehovet for et privat hus generelt og behovet for hvert rum i særdeleshed, er det ikke svært at vælge en kedel, varmeapparater og vandbatterier med hensyn til strøm. Hvordan kan denne parameter beregnes:
- Hvis loftshøjden ikke når 3 m, foretages en forstørret beregning for arealet af de opvarmede rum.
- Med en lofthøjde på 3 m eller mere beregnes varmeforbruget af lokalets volumen.
- Bestemmelse af varmetab gennem eksterne hegn og omkostningerne til opvarmning af ventilationsluft i henhold til SNiP.
Bemærk. I de senere år har online-regnemaskiner, der er offentliggjort på siderne med forskellige internetressourcer, vundet bred popularitet. Med deres hjælp udføres bestemmelsen af mængden af termisk energi hurtigt og kræver ikke yderligere instruktioner. Ulempen er, at pålideligheden af resultaterne skal kontrolleres, fordi programmerne er skrevet af folk, der ikke er varmeingeniører.
Foto af bygningen taget med et termisk kamera
De to første beregningsmetoder er baseret på anvendelsen af de specifikke termiske egenskaber i forhold til det opvarmede område eller bygningens volumen. Algoritmen er enkel, den bruges overalt, men den giver meget omtrentlige resultater og tager ikke højde for graden af sommerhusets isolering.
Det er meget sværere at beregne forbruget af termisk energi ifølge SNiP, som designingeniører gør. Du bliver nødt til at indsamle en masse referencedata og arbejde hårdt på beregningerne, men de endelige tal afspejler det virkelige billede med en nøjagtighed på 95%. Vi vil forsøge at forenkle metoden og gøre beregningen af varmebelastningen så let at forstå som muligt.
Behovet for at beregne varmesystemets termiske effekt
Behovet for at beregne den krævede varmeenergi til opvarmning af rum og bryggers skyldes, at det er nødvendigt at bestemme systemets hovedegenskaber, afhængigt af de individuelle egenskaber ved det designede anlæg, herunder:
- bygningens formål og dens type
- konfigurationen af hvert rum
- antal beboere
- geografisk placering og region, hvor bosættelsen er beliggende
- andre parametre.
Beregningen af den krævede varmeeffekt er et vigtigt punkt, dets resultat bruges til at beregne parametrene for det varmeudstyr, de planlægger at installere:
- Valg af kedlen afhængigt af dens effekt
... Effektiviteten af varmestrukturen bestemmes af det korrekte valg af varmeenheden. Kedlen skal have en sådan kapacitet til at give opvarmning af alle rum i overensstemmelse med behovene hos de mennesker, der bor i huset eller lejligheden, selv på de koldeste vinterdage. På samme tid, hvis enheden har overskydende strøm, vil en del af den genererede energi ikke være efterspurgt, hvilket betyder, at en vis mængde penge spildes. - Behovet for at koordinere forbindelsen til hovedgasrørledningen
... For at oprette forbindelse til gasnetværket kræves en teknisk specifikation. For at gøre dette indsendes en ansøgning til den relevante tjeneste, der angiver årets forventede gasforbrug og et skøn over varmekapaciteten i alt for alle forbrugere. - Udførelse af beregninger for perifert udstyr
... Beregning af varmebelastninger til opvarmning er nødvendig for at bestemme rørledningens længde og rørets tværsnit, cirkulationspumpens ydeevne, typen af batterier osv.
For eksempel - et projekt af et en-etagers hus på 100 m²
For tydeligt at forklare alle metoderne til bestemmelse af mængden af varmeenergi foreslår vi at tage et eksempel på et etagers hus med et samlet areal på 100 kvadrater (ved ekstern måling) vist på tegningen. Lad os liste bygningens tekniske egenskaber:
- konstruktionsområdet er en zone med tempereret klima (Minsk, Moskva);
- tykkelse af udvendige hegn - 38 cm, materiale - silikat mursten;
- ydre vægisolering - polystyren 100 mm tyk, tæthed - 25 kg / m³;
- gulve - beton på jorden, ingen kælder;
- overlapning - armerede betonplader, isoleret fra siden af det kolde loft med 10 cm skum;
- vinduer - standard metalplast til 2 glas, størrelse - 1500 x 1570 mm (h);
- indgangsdør - metal 100 x 200 cm, isoleret indefra med 20 mm ekstruderet polystyrenskum.
Huset har indvendige skillevægge med halv mursten (12 cm), kedelrummet ligger i en separat bygning. Rummets områder er angivet på tegningen, loftshøjden tages afhængigt af den forklarede beregningsmetode - 2,8 eller 3 m.
Vi beregner varmeforbruget efter kvadratur
For et omtrentligt skøn over varmebelastningen anvendes normalt den enkleste varmeberegning: bygningens areal tages af de ydre dimensioner og ganges med 100 W. Derfor vil varmeforbruget for et landhus på 100 m² være 10.000 W eller 10 kW. Resultatet giver dig mulighed for at vælge en kedel med en sikkerhedsfaktor på 1,2-1,3, i dette tilfælde antages enhedens effekt at være 12,5 kW.
Vi foreslår at udføre mere nøjagtige beregninger under hensyntagen til rummets placering, antallet af vinduer og bygningsområdet. Så med en lofthøjde på op til 3 m anbefales det at bruge følgende formel:
Beregningen udføres for hvert rum separat, hvorefter resultaterne opsummeres og ganges med den regionale koefficient. Forklaring af formelbetegnelserne:
- Q er den krævede værdi af belastningen, W;
- Spom - rummets firkant, m²;
- q er indikatoren for de specifikke termiske egenskaber, der er relateret til rummets areal, W / m2;
- k - koefficient under hensyntagen til klimaet i bopælsområdet.
Til reference. Hvis et privat hus ligger i en zone med tempereret klima, antages koefficienten k at være lig med en. I de sydlige regioner er k = 0,7, i de nordlige regioner anvendes værdierne 1,5-2.
I en omtrentlig beregning i henhold til den generelle kvadratur er indikatoren q = 100 W / m². Denne tilgang tager ikke højde for placeringen af værelserne og det forskellige antal lysåbninger. Korridoren inde i hytten mister meget mindre varme end et hjørnesoveværelse med vinduer i samme område. Vi foreslår at tage værdien af den specifikke termiske egenskab q som følger:
- for værelser med en ydervæg og et vindue (eller dør) q = 100 W / m²;
- hjørnerum med en lysåbning - 120 W / m²;
- det samme med to vinduer - 130 W / m².
Hvordan man vælger den korrekte q-værdi, vises tydeligt på bygningsplanen. For vores eksempel ser beregningen sådan ud:
Q = (15,75 x 130 + 21 x 120 + 5 x 100 + 7 x 100 + 6 x 100 + 15,75 x 130 + 21 x 120) x 1 = 10935 W ≈ 11 kW.
Som du kan se, gav de raffinerede beregninger et andet resultat - faktisk bruges 1 kW varmeenergi mere på opvarmning af et bestemt hus på 100 m². Figuren tager højde for varmeforbruget til opvarmning af den udvendige luft, der trænger ind i boligen gennem åbninger og vægge (infiltration).
Tekniske egenskaber ved støbejernsradiatorer
De tekniske parametre for støbejernsbatterier er relateret til deres pålidelighed og udholdenhed. De vigtigste egenskaber ved en støbejernsradiator, som enhver varmeanordning, er varmeoverførsel og strøm. Som regel angiver producenterne effekten af støbejernsvarmere til en sektion. Antallet af sektioner kan være forskelligt. Som regel fra 3 til 6. Men nogle gange kan det nå op på 12.Det krævede antal sektioner beregnes separat for hver lejlighed.
Antallet af sektioner afhænger af en række faktorer:
- område af rummet
- værelse højde;
- antal vinduer
- etage;
- tilstedeværelsen af installerede dobbeltvinduer
- hjørne placering af lejligheden.
Prisen pr. Sektion er angivet for støbejernsradiatorer og kan variere afhængigt af producenten. Varmeafledningen af batterier afhænger af, hvilken slags materiale de er lavet af. I denne henseende er støbejern ringere end aluminium og stål.
Andre tekniske parametre inkluderer:
- maksimalt arbejdstryk - 9-12 bar;
- den maksimale temperatur på kølemidlet er 150 grader;
- et afsnit rummer ca. 1,4 liter vand;
- vægten af en sektion er ca. 6 kg;
- sektionsbredde 9,8 cm.
Sådanne batterier skal installeres med afstanden mellem radiatoren og væggen fra 2 til 5 cm. Installationshøjden over gulvet skal være mindst 10 cm. Hvis der er flere vinduer i rummet, skal der installeres batterier under hvert vindue. Hvis lejligheden er kantet, anbefales det at udføre isolering af ydre væg eller øge antallet af sektioner.
Det skal bemærkes, at støbejernsbatterier ofte sælges umalet. I den henseende skal de efter køb være dækket af en varmebestandig dekorativ forbindelse og skal strækkes først.
Blandt husholdningsradiatorer kan der skelnes mellem modellen ms 140. For varmelegemer til støbejern ms 140 er de tekniske egenskaber angivet nedenfor:
- varmeoverførsel af sektion МС 140 - 175 W;
- højde - 59 cm;
- radiatoren vejer 7 kg;
- kapaciteten i en sektion er 1,4 liter;
- sektionsdybde er 14 cm;
- sektionseffekt når 160 W;
- sektionsbredde er 9,3 cm;
- kølemiddelets maksimale temperatur er 130 grader;
- maksimalt arbejdstryk - 9 bar;
- radiatoren har et sektionsdesign;
- tryktest er 15 bar;
- vandmængden i en sektion er 1,35 liter;
- Varmebestandig gummi bruges som materiale til krydspakningerne.
Det skal bemærkes, at ms 140 støbejernsradiatorer er pålidelige og holdbare. Og prisen er ganske overkommelig. Det er dette, der bestemmer deres efterspørgsel på hjemmemarkedet.
Funktioner ved valget af støbejernsradiatorer
For at vælge hvilke støbejernsvarmere, der passer bedst til dine forhold, skal du tage højde for følgende tekniske parametre:
- varmeoverførsel. De vælges ud fra rummets størrelse;
- radiatorvægt;
- strøm;
- dimensioner: bredde, højde, dybde.
For at beregne den termiske effekt af et støbejernsbatteri skal man lede af følgende regel: for et rum med 1 ydervæg og 1 vindue er der behov for 1 kW effekt pr. 10 kvm. området af rummet til et værelse med 2 udvendige vægge og 1 vindue - 1,2 kW. til opvarmning af et rum med 2 ydervægge og 2 vinduer - 1,3 kW.
Hvis du beslutter at købe støbejernsvarmere, skal du også tage følgende nyanser i betragtning:
- hvis loftet er højere end 3 m, øges den krævede effekt proportionalt;
- hvis rummet har vinduer med dobbeltvinduer, kan batteristrømmen reduceres med 15%;
- hvis der er flere vinduer i lejligheden, skal der installeres en radiator under hver af dem.
Moderne marked
Importerede batterier har en perfekt glat overflade, de er af højere kvalitet og ser mere æstetisk tiltalende ud. Sandt nok er deres omkostninger høje.
Blandt indenlandske kolleger kan der skelnes mellem støbejernsradiatorer Konner, som er i god efterspørgsel i dag. De er kendetegnet ved lang levetid, pålidelighed og passer perfekt ind i et moderne interiør. Støbejernsradiatorer produceres i enhver konfiguration.
- Hvordan hældes vand i et åbent og lukket varmesystem?
- Populær gulvstående gaskedel af russisk produktion
- Hvordan udluftes luft korrekt fra en varmelegeme?
- Ekspansionsbeholder til lukket opvarmning: enhed og driftsprincip
- Vægmonteret gas-dobbeltkreds Navien: fejlkoder i tilfælde af funktionsfejl
Anbefalet læsning
2016–2017 - Førende portal til opvarmning. Alle rettigheder forbeholdes og beskyttet af loven
Kopiering af byggematerialer er forbudt. Enhver krænkelse af ophavsretten medfører juridisk ansvar. Kontakter
Beregning af varmebelastning efter rumvolumen
Når afstanden mellem gulve og loft når 3 m eller mere, kan den tidligere beregning ikke bruges - resultatet bliver forkert. I sådanne tilfælde anses varmebelastningen for at være baseret på specifikke samlede indikatorer for varmeforbrug pr. 1 m³ af rumvolumenet.
Formlen og beregningsalgoritmen forbliver den samme, kun arealparameteren S ændres til volumen - V:
Følgelig tages en anden indikator for det specifikke forbrug q, henvist til hvert rums kubik kapacitet:
- et rum inde i en bygning eller med en udvendig væg og et vindue - 35 W / m³;
- hjørnerum med et vindue - 40 W / m³;
- det samme med to lysåbninger - 45 W / m³.
Bemærk. Stigende og faldende regionale koefficienter k anvendes i formlen uden ændringer.
Lad os for eksempel bestemme varmen på vores sommerhus, idet loftshøjden svarer til 3 m:
Q = (47,25 x 45 + 63 x 40 + 15 x 35 + 21 x 35 + 18 x 35 + 47,25 x 45 + 63 x 40) x 1 = 11182 W ≈ 11,2 kW.
Det bemærkes, at den krævede varmeydelse fra varmesystemet er steget med 200 W sammenlignet med den tidligere beregning. Hvis vi tager højden på værelserne 2,7-2,8 m og beregner energiforbruget gennem kubisk kapacitet, vil tallene være omtrent de samme. Det vil sige, metoden er ret anvendelig til den forstørrede beregning af varmetab i rum af enhver højde.
Beregning af diameteren på varmeledninger
Efter at have besluttet antallet af radiatorer og deres termiske effekt, kan du gå videre til valg af størrelsen på forsyningsrørene.
Før du fortsætter med at beregne rørdiameteren, er det værd at røre ved emnet for valg af det rigtige materiale. I systemer med højt tryk bliver du nødt til at opgive brugen af plastrør. For varmeanlæg med en maksimal temperatur over 90 ° C foretrækkes et stål- eller kobberrør. For systemer med en kølevæsketemperatur under 80 ° C kan du vælge et forstærket plast- eller polymerrør.
Varmesystemer til private huse er kendetegnet ved lavt tryk (0,15 - 0,3 MPa) og en kølevæsketemperatur ikke højere end 90 ° C. I dette tilfælde er brugen af billige og pålidelige polymerrør berettiget (i sammenligning med metalrør).
For at den krævede mængde varme kan komme ind i radiatoren uden forsinkelse, skal diametrene på radiatorernes forsyningsrør vælges, så de svarer til den vandstrøm, der kræves for hver enkelt zone.
Beregningen af diameteren på varmeledninger udføres efter følgende formel:
D = √ (354 × (0,86 × Q / Δt °) / V)hvor:
D - rørledningsdiameter, mm.
Q - belastning på denne sektion af rørledningen, kW.
At ° - forskellen mellem fremløbs- og returtemperaturer, ° C.
V - kølemiddelhastighed, m / s.
Temperaturforskel (At °) en ti-sektions opvarmningsradiator mellem forsyning og retur, afhængigt af strømningshastigheden, varierer normalt mellem 10 - 20 ° C.
Minimumsværdien af kølevæskens hastighed (V) anbefales det at læse 0,2 - 0,25 m / s. Ved lavere hastigheder begynder processen med frigivelse af overskydende luft indeholdt i kølevæsken. Den øverste tærskel for kølevæskens hastighed er 0,6 - 1,5 m⁄s. Sådanne hastigheder undgår forekomsten af hydraulisk støj i rørledningerne. Den optimale værdi af kølemiddelets bevægelseshastighed anses for at være i området 0,3 - 0,7 m / s.
For en mere detaljeret analyse af væskehastigheden er det nødvendigt at tage højde for rørmaterialet og ruhedskoefficienten for den indre overflade. Så for rørledninger lavet af stål anses den optimale strømningshastighed for at være 0,25 - 0,5 m / s, for polymer- og kobberrør - 0,25 - 0,7 m / s.
Et eksempel på beregning af diameteren på varmeledninger i henhold til de angivne parametre
Indledende data:
- Værelse med et areal på 20 m² med en lofthøjde på 2,8 m.
- Huset er murstenisoleret. Konstruktionens varmetabskoefficient antages at være 1,5.
- Rummet har et PVC-vindue med dobbeltrude.
- På gaden -18 ° C, indeni er det planlagt +20 ° C. Forskellen er 38 ° C.
Afgørelse:
Først og fremmest bestemmer vi den minimum krævede termiske effekt i henhold til den tidligere betragtede formel Qt (kW × h) = V × ΔT × K ⁄ 860.
Vi får Qt = (20 m2 × 2,8 m) × 38 ° C × 1,5 ⁄ 860 = 3,71 kW × h = 3710 W × h.
Nu kan du gå til formlen D = √ (354 × (0,86 × Q ∆∆t °) ⁄ V). Δt ° - forskellen i forsynings- og returtemperatur antages at være 20 ° С. V - kølevæskens hastighed tages som 0,5 m / s.
Vi får D = √ (354 × (0,86 × 3,71 kW ⁄ 20 ° C) ⁄ 0,5 m⁄s) = 10,6 mm. I dette tilfælde anbefales det at vælge et rør med en indvendig diameter på 12 mm.
Tabel over rørdiametre til opvarmning af et hus
Tabel til beregning af diameteren på et rør til et to-rør varmesystem med designparametre (Δt ° = 20 ° C, vandtæthed 971 kg ⁄ m³, specifik varmekapacitet for vand 4,2 kJ ⁄ (kg × ° C)):
Indvendig rørdiameter, mm | Varmestrøm / vandforbrug | Flowhastighed, m / s | ||||||||||
0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | ||
8 | ΔW, W Q, kg / time | 409 18 | 818 35 | 1226 53 | 1635 70 | 2044 88 | 2453 105 | 2861 123 | 3270 141 | 3679 158 | 4088 176 | 4496 193 |
10 | ΔW, W Q, kg / time | 639 27 | 1277 55 | 1916 82 | 2555 110 | 3193 137 | 3832 165 | 4471 192 | 5109 220 | 5748 247 | 6387 275 | 7025 302 |
12 | ΔW, W Q, kg / time | 920 40 | 1839 79 | 2759 119 | 3679 158 | 4598 198 | 5518 237 | 6438 277 | 728 316 | 8277 356 | 9197 395 | 10117 435 |
15 | ΔW, W Q, kg / time | 1437 62 | 2874 124 | 4311 185 | 5748 247 | 7185 309 | 8622 371 | 10059 433 | 11496 494 | 12933 556 | 14370 618 | 15807 680 |
20 | ΔW, W Q, kg / time | 2555 110 | 5109 220 | 7664 330 | 10219 439 | 12774 549 | 15328 659 | 17883 769 | 20438 879 | 22992 989 | 25547 1099 | 28102 1208 |
25 | ΔW, W Q, kg / time | 3992 172 | 7983 343 | 11975 515 | 15967 687 | 19959 858 | 23950 1030 | 27942 1202 | 31934 1373 | 35926 1545 | 39917 1716 | 43909 1999 |
32 | ΔW, W Q, kg / time | 6540 281 | 13080 562 | 19620 844 | 26160 1125 | 32700 1406 | 39240 1687 | 45780 1969 | 53220 2250 | 58860 2534 | 65401 2812 | 71941 3093 |
40 | ΔW, W Q, kg / time | 10219 439 | 20438 879 | 30656 1318 | 40875 1758 | 51094 2197 | 61343 2636 | 71532 3076 | 81751 3515 | 91969 3955 | 102188 4394 | 112407 4834 |
50 | ΔW, W Q, kg / time | 15967 687 | 31934 1373 | 47901 2060 | 63868 2746 | 79835 3433 | 95802 4120 | 111768 4806 | 127735 5493 | 143702 6179 | 159669 6866 | 175636 7552 |
70 | ΔW, W Q, kg / time | 31295 1346 | 62590 2691 | 93885 4037 | 125181 5383 | 156476 6729 | 187771 8074 | 219066 9420 | 250361 10766 | 281656 12111 | 312952 13457 | 344247 14803 |
100 | ΔW, W Q, kg / time | 63868 2746 | 127735 5493 | 191603 8239 | 255471 10985 | 319338 13732 | 383206 16478 | 447074 19224 | 510941 21971 | 574809 24717 | 638677 27463 | 702544 30210 |
Baseret på det foregående eksempel og denne tabel vælger vi diameteren på varmerøret. Vi ved, at den mindst krævede varmeydelse for et 20 m² værelse er 3710 W × h. Vi ser på tabellen og ser efter den nærmeste værdi, der svarer til den beregnede varmestrøm og den optimale væskehastighed. Vi får den indvendige diameter af røret 12 mm, som ved en bevægelseshastighed for kølevæsken på 0,5 m / s vil give en strømningshastighed på 198 kg / time.
Sådan drager du fordel af resultaterne af beregningerne
Ved at kende bygningens varmebehov kan en boligejer:
- klart vælge effekten af varmeudstyr til opvarmning af et sommerhus;
- ring det ønskede antal radiatorafsnit;
- bestemme den krævede tykkelse af isoleringen og isolere bygningen;
- finde ud af strømningshastigheden af kølemidlet i en hvilken som helst del af systemet og om nødvendigt udføre en hydraulisk beregning af rørledningerne
- find ud af det gennemsnitlige daglige og månedlige varmeforbrug.
Det sidste punkt er af særlig interesse. Vi fandt værdien af varmebelastningen i 1 time, men den kan genberegnes i længere tid, og det estimerede brændstofforbrug - gas, brænde eller pellets - kan beregnes.
Hvad du skal overveje, når du beregner
Beregning af radiatorer
Sørg for at tage højde for:
- Det materiale, hvorfra varmebatteriet er fremstillet.
- Dens størrelse.
- Antallet af vinduer og døre i rummet.
- Det materiale, hvorfra huset er bygget.
- Den side af verden, hvor lejligheden eller rummet er placeret.
- Tilstedeværelsen af varmeisolering af bygningen.
- Type rørledning.
Og dette er kun en lille del af, hvad der skal tages i betragtning ved beregning af effekten til en varmelegeme. Glem ikke den regionale placering af huset såvel som den gennemsnitlige udetemperatur.
Der er to måder at beregne en radiator på:
- Regelmæssig - ved hjælp af papir, pen og lommeregner. Beregningsformlen er kendt, og den bruger hovedindikatorerne - varmeeffekten af en sektion og området for det opvarmede rum. Koefficienter tilføjes også - faldende og stigende, hvilket afhænger af de tidligere beskrevne kriterier.
- Brug af en online regnemaskine. Det er et brugervenligt computerprogram, der indlæser specifikke data om husets dimensioner og konstruktion. Det giver en ret nøjagtig indikator, der tages som grundlaget for design af varmesystemet.
For en almindelig mand på gaden er begge muligheder ikke den nemmeste måde at bestemme varmeoverførslen på et varmebatteri. Men der er en anden metode, hvor der anvendes en simpel formel - 1 kW pr. 10 m² areal. For at opvarme et rum med et areal på 10 kvadratmeter har du kun brug for 1 kilowatt termisk energi.Når du kender varmeoverførselshastigheden for en sektion af en varmelegeme, kan du nøjagtigt beregne, hvor mange sektioner der skal installeres i et bestemt rum.
Lad os se på et par eksempler på, hvordan man korrekt udfører en sådan beregning. Forskellige typer radiatorer har et stort størrelsesområde afhængigt af centerafstanden. Dette er dimensionen mellem akserne i den nedre og den øvre manifold. For størstedelen af varmebatterier er denne indikator enten 350 mm eller 500 mm. Der er andre parametre, men disse er mere almindelige end andre.
Dette er den første ting. For det andet findes der flere typer opvarmningsanordninger fremstillet af forskellige metaller på markedet. Hvert metal har sin egen varmeoverførsel, og dette skal tages med i beregningen. Forresten bestemmer alle selv, hvilken der skal vælge og installere en radiator i sit hjem.