3. OBLICZANIE URZĄDZEŃ I WYPOSAŻENIA GRZEWCZEGO 3.1. Wybór rodzaju i obliczenie urządzeń grzewczych

Projekt i obliczenia cieplne systemu grzewczego są obowiązkowym etapem aranżacji ogrzewania domu. Głównym zadaniem czynności obliczeniowych jest określenie optymalnych parametrów pracy kotła i układu grzejnikowego.

Trzeba przyznać, że na pierwszy rzut oka może się wydawać, że tylko inżynier może wykonać obliczenia ciepłownicze. Jednak nie wszystko jest takie skomplikowane. Znając algorytm działań, okaże się, że samodzielnie wykona niezbędne obliczenia.

W artykule szczegółowo opisano procedurę obliczeniową i podano wszystkie niezbędne wzory. Dla lepszego zrozumienia przygotowaliśmy przykład obliczeń termicznych dla prywatnego domu.

Normy reżimów temperaturowych pomieszczeń

Przed wykonaniem jakichkolwiek obliczeń parametrów systemu należy przynajmniej znać kolejność oczekiwanych wyników, a także mieć dostępne znormalizowane charakterystyki niektórych wartości tabelarycznych, które należy podstawić we wzorach lub kieruj się nimi.

Wykonując obliczenia parametrów przy takich stałych, można być pewnym niezawodności poszukiwanego dynamicznego lub stałego parametru układu.

W przypadku pomieszczeń do różnych celów istnieją normy referencyjne dotyczące reżimów temperaturowych w pomieszczeniach mieszkalnych i niemieszkalnych. Normy te są zapisane w tak zwanych GOST.

W przypadku systemu grzewczego jednym z tych globalnych parametrów jest temperatura w pomieszczeniu, która musi być stała niezależnie od pory roku i warunków otoczenia.

Zgodnie z przepisami i normami sanitarnymi istnieją różnice temperatur w stosunku do pory letniej i zimowej. System klimatyzacji odpowiada za reżim temperatury w pomieszczeniu w sezonie letnim, zasada jego obliczania została szczegółowo opisana w tym artykule.

Ale temperaturę w pomieszczeniu w zimie zapewnia system grzewczy. Dlatego interesują nas zakresy temperatur i ich tolerancje na odchylenia w sezonie zimowym.

Większość dokumentów regulacyjnych określa następujące zakresy temperatur, które pozwalają osobie czuć się komfortowo w pomieszczeniu.

W przypadku lokali niemieszkalnych typu biurowego o powierzchni do 100 m2:

• 22-24 ° C - optymalna temperatura powietrza;
• 1 ° C - dopuszczalne wahania.

W przypadku pomieszczeń biurowych o powierzchni powyżej 100 m2 temperatura wynosi 21-23 ° C. W przypadku lokali niemieszkalnych typu przemysłowego zakresy temperatur różnią się znacznie w zależności od przeznaczenia lokalu i ustalonych standardów ochrony pracy.

Każda osoba ma własną komfortową temperaturę w pomieszczeniu. Ktoś lubi, gdy w pokoju jest bardzo ciepło, komuś jest wygodnie, gdy w pomieszczeniu jest chłodno - to wszystko jest dość indywidualne

Jeśli chodzi o lokale mieszkalne: mieszkania, domy prywatne, osiedla itp. Istnieją pewne zakresy temperatur, które można regulować w zależności od życzeń mieszkańców.

A jednak dla konkretnego lokalu mieszkania i domu mamy:

• 20-22 ° C - pokój dzienny, w tym pokój dziecięcy, tolerancja ± 2 ° С -
• 19-21 ° C - kuchnia, toaleta, tolerancja ± 2 ° С;
• 24-26 ° C - łazienka, prysznic, basen, tolerancja ± 1 ° С;
• 16-18 ° C - korytarze, korytarze, klatki schodowe, magazyny, tolerancja + 3 ° С

Należy zauważyć, że istnieje kilka innych podstawowych parametrów, które wpływają na temperaturę w pomieszczeniu i na których należy się skupić przy obliczaniu systemu grzewczego: wilgotność (40-60%), stężenie tlenu i dwutlenku węgla w powietrzu (250: 1), prędkość ruchu masy powietrza (0,13-0,25 m / s) itp.

Obliczanie urządzeń grzewczych

1. Typ grzałki - żeliwny grzejnik sekcyjny MS-140-AO;

Nominalny warunkowy strumień ciepła jednego elementu urządzenia Qн.у. = 178 W;

Długość jednego elementu urządzenia l

= 96 mm.

St14

2) Masowy przepływ wody:

gdzie cf to pojemność cieplna właściwa wody (= 4,19 kJ / kg ° C);

tg i to - temperatury wody na wlocie do pionu i na wylocie z niego;

β1 jest współczynnikiem uwzględniającym wzrost przepływu ciepła zainstalowanych urządzeń grzewczych w wyniku zaokrąglenia obliczonej wartości w górę;

β2 - współczynnik uwzględniający dodatkowe straty ciepła urządzeń grzewczych przy ogrodzeniach zewnętrznych.

1. Średnia temperatura wody w każdym urządzeniu pionowym:

tav = 0,5 *

=0,5* (105 + 70) = 87,5

3) Różnica między średnią temperaturą wody w urządzeniu a temperaturą powietrza w pomieszczeniu:

∆tav = tav - odcień

∆tav = 87,5 - 23 = 64,5 ° C

4) Żądany nominalny strumień ciepła

Gdzie

to - złożony współczynnik redukcji Qn.pr. do warunków projektowych

gdzie n, p i c są wartościami odpowiadającymi określonemu typowi urządzeń grzewczych

b - współczynnik uwzględniający ciśnienie atmosferyczne na danym obszarze

ψ - współczynnik uwzględniający kierunek ruchu chłodziwa w urządzeniu

W przypadku jednorurowego systemu podgrzewania wody masowy przepływ wody przepływającej przez obliczone urządzenie Gpr, kg / h

5) Minimalna wymagana liczba sekcji nagrzewnicy:

gdzie

4

- współczynnik korygujący uwzględniający sposób instalacji urządzenia, przy otwartej instalacji urządzenia установке4 = 1,0; 3 - współczynnik korygujący uwzględniający liczbę sekcji w urządzeniu, przyjęty jako przybliżona wartość

(dla nsec> 15).

,

;

,

;

,

.

Obliczanie strat ciepła w domu

Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki (fizyka szkolna) nie ma spontanicznego przenoszenia energii z mniej ogrzanych do bardziej ogrzanych mini- lub makroobiektów. Szczególnym przypadkiem tego prawa jest „dążenie” do stworzenia równowagi temperaturowej między dwoma układami termodynamicznymi.

Przykładowo pierwszy system to środowisko o temperaturze -20 ° C, drugi system to budynek o temperaturze wewnętrznej + 20 ° C. Zgodnie z powyższym prawem te dwa systemy będą dążyć do równowagi poprzez wymianę energii. Nastąpi to za pomocą strat ciepła z drugiego układu i chłodzenia w pierwszym.

Można jednoznacznie powiedzieć, że temperatura otoczenia zależy od szerokości geograficznej, na której znajduje się prywatny dom. A różnica temperatur wpływa na ilość ucieczki ciepła z budynku (+)

Utrata ciepła oznacza mimowolne uwolnienie ciepła (energii) z jakiegoś obiektu (domu, mieszkania). W przypadku zwykłego mieszkania proces ten nie jest tak „zauważalny” w porównaniu z domem prywatnym, ponieważ mieszkanie znajduje się wewnątrz budynku i „sąsiaduje” z innymi mieszkaniami.

W prywatnym domu ciepło „ucieka” w mniejszym lub większym stopniu przez ściany zewnętrzne, podłogę, dach, okna i drzwi.

Znając wielkość strat ciepła dla najbardziej niekorzystnych warunków atmosferycznych oraz charakterystykę tych warunków, można z dużą dokładnością obliczyć moc systemu grzewczego.

Tak więc objętość wycieku ciepła z budynku oblicza się za pomocą następującego wzoru:

Q = Qfloor + Qwall + Qwindow + Qroof + Qdoor +… + Qigdzie

Qi - wielkość strat ciepła z jednorodnej przegrody zewnętrznej budynku.

Każdy składnik formuły jest obliczany według wzoru:

Q = S * ∆T / Rgdzie

• Q - przecieki termiczne, V;
• S - powierzchnia określonego typu konstrukcji, mkw. m;
• ∆T - różnica temperatur między powietrzem otoczenia a powietrzem w pomieszczeniu, ° C;
• R - opór cieplny określonego typu konstrukcji, m2 * ° C / W.

Samą wartość oporu cieplnego dla faktycznie istniejących materiałów zaleca się pobrać z tabel pomocniczych.

Ponadto opór cieplny można uzyskać stosując następujący stosunek:

R = d / kgdzie

• R - opór cieplny, (m2 * K) / W;
• k - współczynnik przewodzenia ciepła materiału, W / (m2 * K);
• re Czy grubość tego materiału, m.

W starszych domach z zawilgoconą konstrukcją dachu ciepło ucieka przez górę budynku, a mianowicie przez dach i poddasze. Wykonanie czynności w celu ocieplenia sufitu lub izolacji termicznej dachu poddasza rozwiązuje ten problem.

Jeśli zaizolujesz przestrzeń na poddaszu i dach, wówczas całkowite straty ciepła z domu można znacznie zmniejszyć.

Istnieje kilka innych rodzajów strat ciepła w domu przez pęknięcia w konstrukcjach, system wentylacji, okap kuchenny, otwierane okna i drzwi. Ale nie ma sensu brać pod uwagę ich objętości, ponieważ stanowią one nie więcej niż 5% całkowitej liczby głównych wycieków ciepła.

Wzór obliczeniowy

Normy zużycia energii cieplnej
Obciążenia cieplne są obliczane z uwzględnieniem mocy jednostki grzewczej i strat ciepła w budynku. Dlatego w celu określenia mocy projektowanego kotła konieczne jest przemnożenie strat ciepła budynku przez mnożnik 1,2. To swego rodzaju rezerwa w wysokości 20%.

Dlaczego taki współczynnik jest konieczny? Z jego pomocą możesz:

• Przewiduj spadek ciśnienia gazu w rurociągu. W końcu zimą jest więcej konsumentów, a każdy stara się zużyć więcej paliwa niż inni.
• Zmieniaj reżim temperatury w domu.

Dodajemy, że straty ciepła nie mogą być równomiernie rozłożone w całej konstrukcji budynku. Różnica wskaźników może być dość duża. Oto kilka przykładów:

• Do 40% ciepła opuszcza budynek przez ściany zewnętrzne.
• Przez podłogi - do 10%.
• To samo dotyczy dachu.
• Poprzez system wentylacji - do 20%.
• Przez drzwi i okna - 10%.

Materiały (edytuj)

Tak więc ustaliliśmy konstrukcję budynku i doszliśmy do jednego bardzo ważnego wniosku, że straty ciepła, które należy skompensować, zależą od architektury samego domu i jego lokalizacji. Ale wiele zależy również od materiałów ścian, dachu i podłogi, a także od obecności lub braku izolacji termicznej.

To ważny czynnik.

Dla przykładu zdefiniujmy współczynniki zmniejszające straty ciepła w zależności od konstrukcji okien:

• Zwykłe okna drewniane ze zwykłym szkłem. Aby obliczyć energię cieplną w tym przypadku, stosuje się współczynnik równy 1,27. Oznacza to, że przez ten rodzaj oszklenia wycieki energii cieplnej stanowią 27% całości.
• Jeśli zainstalowane są okna plastikowe z oknami z podwójnymi szybami, stosuje się współczynnik 1,0.
• Jeżeli plastikowe okna są instalowane z sześciokomorowego profilu i trójkomorowego okna z podwójnymi szybami, przyjmuje się współczynnik 0,85.

Idziemy dalej, zajmując się oknami. Istnieje wyraźne powiązanie między powierzchnią pomieszczenia a polem przeszklenia okiennego. Im większa druga pozycja, tym większe straty ciepła w budynku. A tutaj jest pewien stosunek:

• Jeżeli powierzchnia okien w stosunku do powierzchni podłogi ma tylko 10% wskaźnik, to do obliczenia mocy cieplnej systemu grzewczego przyjmuje się współczynnik równy 0,8.
• Jeżeli stosunek mieści się w przedziale 10–19%, stosuje się współczynnik 0,9.
• Przy 20% - 1,0.
• Przy 30% -2.
• Przy 40% - 1,4.
• Przy 50% - 1,5.

A to tylko okna. Istnieje również wpływ materiałów użytych do budowy domu na obciążenia termiczne. Ułożymy je w tabeli, w której będą znajdować się materiały ścienne ze spadkiem strat ciepła, co oznacza, że ​​zmniejszy się również ich współczynnik:

Rodzaj materiału budowlanego	Współczynnik
Bloczki betonowe lub panele ścienne	1,25 do 1,5
Bunkier drewniany	1,2
Mur z cegły półtora	1,5
Dwie i pół cegły	1,1
Bloki z pianobetonu	1,0

Jak widać, różnica w stosunku do użytych materiałów jest znacząca. Dlatego nawet na etapie projektowania domu konieczne jest dokładne określenie, z jakiego materiału zostanie zbudowany. Oczywiście wielu budowniczych buduje dom w oparciu o budżet budowy. Ale przy takich układach warto to zrewidować. Eksperci zapewniają, że lepiej początkowo zainwestować, aby później czerpać korzyści z oszczędności z eksploatacji domu.Ponadto jednym z głównych wydatków jest system ogrzewania zimą.

Wielkości pomieszczeń i liczba kondygnacji budynku

Schemat instalacji grzewczej
Dlatego nadal rozumiemy współczynniki, które wpływają na wzór obliczania ciepła. Jak wielkość pomieszczenia wpływa na obciążenie cieplne?

• Jeśli wysokość sufitów w twoim domu nie przekracza 2,5 metra, w obliczeniach brany jest pod uwagę współczynnik 1,0.
• Na wysokości 3 m jest już zajęta 1,05. Niewielka różnica, ale znacząco wpływa na straty ciepła, jeśli całkowita powierzchnia domu jest wystarczająco duża.
• Na 3,5 m - 1,1.
• Na 4,5 m –2.

Ale taki wskaźnik, jak liczba kondygnacji budynku, wpływa na straty ciepła w pomieszczeniu na różne sposoby. Tutaj należy wziąć pod uwagę nie tylko liczbę pięter, ale także miejsce pomieszczenia, czyli na którym piętrze się znajduje. Na przykład, jeśli jest to pomieszczenie na pierwszym piętrze, a sam dom ma od trzech do czterech pięter, do obliczeń przyjmuje się współczynnik 0,82.

Jak widać, aby dokładnie obliczyć straty ciepła w budynku, należy zdecydować o różnych czynnikach. I wszystkie z nich należy wziąć pod uwagę. Nawiasem mówiąc, nie uwzględniliśmy wszystkich czynników, które zmniejszają lub zwiększają straty ciepła. Ale sama formuła obliczeniowa będzie zależeć głównie od powierzchni ogrzewanego domu i wskaźnika, który nazywa się określoną wartością strat ciepła. Nawiasem mówiąc, w tej formule jest to standardowe i równe 100 W / m². Wszystkie inne składniki wzoru są współczynnikami.

Określenie mocy kotła

Aby utrzymać różnicę temperatur między otoczeniem a temperaturą wewnątrz domu, potrzebny jest autonomiczny system grzewczy, który utrzymuje żądaną temperaturę w każdym pomieszczeniu w prywatnym domu.

Podstawą systemu grzewczego są różne typy kotłów: na paliwo płynne lub stałe, elektryczne lub gazowe.

Kocioł jest centralną jednostką systemu grzewczego wytwarzającą ciepło. Główną cechą kotła jest jego moc, czyli szybkość konwersji ilości ciepła na jednostkę czasu.

Po wykonaniu obliczeń obciążenia cieplnego do ogrzewania uzyskamy wymaganą moc znamionową kotła.

W przypadku zwykłego mieszkania wielopokojowego moc kotła jest obliczana na podstawie powierzchni i mocy właściwej:

Rboiler = (Sroom * Rudelnaya) / 10gdzie

• Pokoje S.- całkowita powierzchnia ogrzewanego pomieszczenia;
• Rudellnaya- gęstość mocy w zależności od warunków klimatycznych.

Ale ta formuła nie uwzględnia strat ciepła, które są wystarczające w prywatnym domu.

Jest jeszcze jedna zależność, która bierze pod uwagę ten parametr:

Рboiler = (Qloss * S) / 100gdzie

• Rkotla- moc kotła;
• Qloss- strata ciepła;
• S - obszar ogrzewany.

Należy zwiększyć moc znamionową kotła. Zapas jest niezbędny, jeśli planujesz używać bojlera do ogrzewania wody do łazienki i kuchni.

W większości systemów grzewczych do domów prywatnych zaleca się stosowanie zbiornika wyrównawczego, w którym będzie przechowywany zapas chłodziwa. Każdy prywatny dom potrzebuje ciepłej wody

Aby zapewnić rezerwę mocy kotła, do ostatniego wzoru należy dodać współczynnik bezpieczeństwa K:

Рboiler = (Qloss * S * K) / 100gdzie

DO - wyniesie 1,25, czyli szacowana moc kotła zostanie zwiększona o 25%.

Tym samym moc kotła pozwala na utrzymanie standardowej temperatury powietrza w pomieszczeniach budynku, a także na posiadanie początkowej i dodatkowej objętości ciepłej wody w domu.

Metoda obliczeniowa

Aby obliczyć energię cieplną do ogrzewania, należy wziąć wskaźniki zapotrzebowania na ciepło z oddzielnego pomieszczenia. W takim przypadku od danych należy odjąć przepływ ciepła rurki cieplnej, która znajduje się w tym pomieszczeniu.

To, jaki obszar powierzchni oddaje ciepło, będzie zależało od kilku czynników - przede wszystkim od rodzaju zastosowanego urządzenia, od zasady podłączenia go do rur oraz od umiejscowienia w pomieszczeniu. Należy zaznaczyć, że wszystkie te parametry wpływają również na gęstość strumienia ciepła pochodzącego z urządzenia.

Obliczanie grzejników w systemie grzewczym - przenoszenie ciepła przez grzejnik Q można wyznaczyć za pomocą następującego wzoru:

Qpr = qpr * Ap.

Można go jednak stosować tylko wtedy, gdy znany jest wskaźnik gęstości powierzchniowej urządzenia grzewczego qpr (W / m2).

Stąd można również obliczyć obliczoną powierzchnię Ap. Ważne jest, aby zrozumieć, że szacowany obszar dowolnego urządzenia grzewczego nie zależy od rodzaju chłodziwa.

Ap = Qnp / qnp,

w którym Qnp to poziom wymiany ciepła urządzenia wymagany dla danego pomieszczenia.

Obliczenia termiczne ogrzewania uwzględniają, że wzór służy do określenia wymiany ciepła urządzenia dla określonego pomieszczenia:

Qпр = Qп - µтр * Qпр

jednocześnie wskaźnikiem Qp jest zapotrzebowanie na ciepło pomieszczenia, Qtr to sumaryczna wymiana ciepła wszystkich elementów systemu grzewczego znajdujących się w pomieszczeniu. Obliczenie obciążenia cieplnego ogrzewania oznacza, że ​​obejmuje to nie tylko grzejnik, ale także rury, które są do niego podłączone, oraz tranzytową rurę cieplną (jeśli występuje). W tym wzorze µtr jest współczynnikiem korygującym, który zapewnia częściowe przenoszenie ciepła z systemu, obliczonym w celu utrzymania stałej temperatury w pomieszczeniu. W takim przypadku wielkość korekty może się zmieniać w zależności od tego, jak dokładnie rury systemu grzewczego zostały ułożone w pomieszczeniu. W szczególności - metodą otwartą - 0,9; w bruździe ściany - 0,5; osadzony w betonowej ścianie - 1,8.

Obliczenie wymaganej mocy grzewczej, czyli całkowitego przejmowania ciepła (Qtr - W) wszystkich elementów systemu grzewczego określa się za pomocą następującego wzoru:

Qtr = µktr * µ * dn * l * (tg - tv)

W nim ktr jest wskaźnikiem współczynnika przenikania ciepła określonego odcinka rurociągu znajdującego się w pomieszczeniu, dn jest zewnętrzną średnicą rury, l jest długością odcinka. Wskaźniki tg i tv pokazują temperaturę chłodziwa i powietrza w pomieszczeniu.

Wzór Qtr = qw * lw + qg * lg służy do określenia poziomu wymiany ciepła z przewodnika ciepła znajdującego się w pomieszczeniu. Aby określić wskaźniki, należy zapoznać się ze specjalną literaturą referencyjną. Można w nim znaleźć definicję mocy cieplnej systemu grzewczego - określenie wymiany ciepła w pionie (qw) i poziomie (qg) rury cieplnej ułożonej w pomieszczeniu. Znalezione dane pokazują przenikanie ciepła z 1 m rury.

Przed obliczeniem gcal dla ogrzewania przez wiele lat obliczenia dokonywane według wzoru Ap = Qnp / qnp oraz pomiary powierzchni wymiany ciepła w systemie grzewczym prowadzono za pomocą jednostki konwencjonalnej - równoważnych metrów kwadratowych. W tym przypadku ecm był warunkowo równy powierzchni urządzenia grzewczego przy przenikaniu ciepła 435 kcal / h (506 W). Obliczenie gcal do ogrzewania zakłada, że ​​różnica temperatur między chłodziwem a powietrzem (tg - tw) w pomieszczeniu wynosiła 64,5 ° C, a względne zużycie wody w układzie było równe Grel = l, 0.

Obliczenie obciążeń cieplnych dla ogrzewania oznacza, że ​​w tym samym czasie urządzenia grzewcze z gładkimi rurami i panelami, które miały wyższy transfer ciepła niż grzejniki referencyjne czasów ZSRR, miały powierzchnię ECM, która znacznie różniła się od wskaźnika ich fizycznego powierzchnia. W związku z tym powierzchnia ŚKE mniej wydajnych urządzeń grzewczych była znacznie mniejsza niż ich powierzchnia fizyczna.

Jednak taki podwójny pomiar powierzchni urządzeń grzewczych w 1984 r. Został uproszczony, a ECM anulowano. Stąd od tego momentu powierzchnię grzejnika mierzono już tylko wm2.

Po obliczeniu powierzchni grzejnika potrzebnego do pomieszczenia i obliczeniu mocy cieplnej systemu grzewczego można przystąpić do doboru wymaganego grzejnika z katalogu elementów grzejnych.

W tym przypadku okazuje się, że najczęściej powierzchnia kupowanego przedmiotu jest nieco większa niż ta uzyskana z obliczeń. Dość łatwo to wytłumaczyć - w końcu taką korektę uwzględnia się z góry, wprowadzając do wzorów mnożnik µ1.

Grzejniki sekcyjne są dziś bardzo popularne.Ich długość zależy bezpośrednio od liczby użytych sekcji. Aby obliczyć ilość ciepła do ogrzewania - czyli obliczyć optymalną liczbę sekcji dla danego pomieszczenia, stosuje się wzór:

N = (Ap / a1) (µ 4 / µ 3)

Tutaj a1 jest obszarem jednej sekcji grzejnika wybranej do instalacji wewnętrznej. Mierzone w m2. µ 4 to współczynnik korygujący, który jest wprowadzany dla metody montażu grzejnika. µ 3 to współczynnik korygujący, który wskazuje rzeczywistą liczbę sekcji w grzejniku (µ3 - 1,0, zakładając, że Ap = 2,0 m2). W przypadku standardowych grzejników typu M-140 parametr ten określa wzór:

μ 3 = 0,97 + 0,06 / Ap

W testach termicznych stosuje się standardowe grzejniki, składające się średnio z 7-8 sekcji. Oznacza to, że obliczenie zużycia ciepła do ogrzewania, które wyznaczyliśmy - to znaczy współczynnik przenikania ciepła, jest rzeczywiste tylko dla grzejników o dokładnie tej wielkości.

Należy zauważyć, że przy zastosowaniu grzejników z mniejszą liczbą sekcji obserwuje się niewielki wzrost poziomu wymiany ciepła.

Wynika to z faktu, że w skrajnych odcinkach przepływ ciepła jest nieco bardziej aktywny. Ponadto otwarte końce grzejnika przyczyniają się do lepszego przenoszenia ciepła do powietrza w pomieszczeniu. Jeśli liczba sekcji jest większa, następuje osłabienie prądu w sekcjach zewnętrznych. W związku z tym, aby osiągnąć wymagany poziom wymiany ciepła, najbardziej racjonalne jest nieznaczne zwiększenie długości grzejnika poprzez dodanie sekcji, co nie wpłynie na moc systemu grzewczego.

Dla tych grzejników, których powierzchnia jednej sekcji wynosi 0,25 m2, istnieje wzór na wyznaczenie współczynnika µ3:

μ3 = 0,92 + 0,16 / Ap

Należy jednak pamiętać, że przy użyciu tego wzoru niezwykle rzadko uzyskuje się całkowitą liczbę sekcji. Najczęściej wymagana ilość okazuje się ułamkowa. Obliczenie urządzeń grzewczych systemu grzewczego zakłada, że ​​dopuszczalny jest niewielki (nie więcej niż 5%) spadek współczynnika Ap w celu uzyskania dokładniejszego wyniku. Działanie to prowadzi do ograniczenia poziomu odchylenia wskaźnika temperatury w pomieszczeniu. Po obliczeniu ciepła do ogrzania pomieszczenia, po uzyskaniu wyniku, montuje się grzejnik o liczbie sekcji jak najbardziej zbliżonej do uzyskanej wartości.

Obliczenie mocy grzewczej według powierzchni zakłada, że ​​architektura domu nakłada określone warunki na instalację grzejników.

W szczególności, jeśli pod oknem znajduje się wnęka zewnętrzna, wówczas długość grzejnika powinna być mniejsza niż długość wnęki - nie mniej niż 0,4 m. Warunek ten obowiązuje tylko w przypadku bezpośredniego podłączenia do grzejnika. W przypadku zastosowania wkładki typu kaczka różnica długości wnęki i grzejnika powinna wynosić co najmniej 0,6 m. W takim przypadku należy rozróżnić dodatkowe sekcje jako oddzielny grzejnik.

W przypadku poszczególnych modeli grzejników nie ma zastosowania wzór na obliczanie ciepła do ogrzewania - czyli określenie długości, ponieważ ten parametr jest z góry określony przez producenta. Dotyczy to w pełni grzejników typu RSV lub RSG. Jednak często zdarza się, że aby zwiększyć powierzchnię tego typu urządzenia grzewczego, stosuje się po prostu równoległy montaż dwóch paneli obok siebie.

Jeżeli grzejnik płytowy zostanie określony jako jedyny dozwolony dla danego pomieszczenia, to do określenia liczby wymaganych grzejników stosuje się:

N = Ap / a1.

W tym przypadku powierzchnia grzejnika jest znanym parametrem. W przypadku zainstalowania dwóch równoległych bloków grzejników zwiększa się indeks Ap, określając zmniejszony współczynnik przenikania ciepła.

W przypadku stosowania konwektorów z płaszczem przy obliczaniu mocy grzewczej bierze się pod uwagę, że o ich długości decyduje również wyłącznie istniejący asortyment modelowy. W szczególności konwektor podłogowy „Rhythm” prezentowany jest w dwóch modelach o długości obudowy 1 mi 1,5 m. Konwektory ścienne również mogą się nieznacznie różnić od siebie.

W przypadku zastosowania konwektora bez obudowy istnieje wzór ułatwiający określenie ilości elementów urządzenia, po którym można obliczyć moc układu grzewczego:

N = Ap / (n * a1)

Tutaj n to liczba rzędów i poziomów elementów, które tworzą powierzchnię konwektora. W tym przypadku a1 to powierzchnia jednej rury lub elementu. Jednocześnie przy określaniu obliczonej powierzchni konwektora należy wziąć pod uwagę nie tylko liczbę jego elementów, ale także sposób ich połączenia.

Jeśli w systemie grzewczym zastosowano gładkie urządzenie rurowe, czas trwania jego rury grzewczej oblicza się w następujący sposób:

l = Ap * µ4 / (n * a1)

µ4 to współczynnik korygujący, który jest wprowadzany w przypadku obecności dekoracyjnej osłony rury; n to liczba rzędów lub poziomów rur grzewczych; a1 jest parametrem charakteryzującym obszar jednego metra poziomej rury o określonej średnicy.

Aby uzyskać dokładniejszą (a nie ułamkową) liczbę, dozwolony jest niewielki (nie większy niż 0,1 m2 lub 5%) spadek wskaźnika A.

Cechy doboru grzejników

Grzejniki, panele, systemy ogrzewania podłogowego, konwektory, itp. To standardowe elementy zapewniające ciepło w pomieszczeniu. Najczęściej występującymi elementami systemu ogrzewania są grzejniki.

Radiator jest specjalną pustą konstrukcją modułową wykonaną ze stopu o wysokim współczynniku rozpraszania ciepła. Wykonany jest ze stali, aluminium, żeliwa, ceramiki i innych stopów. Zasada działania grzejnika sprowadza się do wypromieniowania energii z chłodziwa do przestrzeni pomieszczenia poprzez „płatki”.

Aluminiowo-bimetalowy grzejnik zastąpił masywne żeliwne grzejniki. Łatwość produkcji, dobre odprowadzanie ciepła, dobra konstrukcja i wzornictwo uczyniły ten produkt popularnym i szeroko rozpowszechnionym narzędziem do oddawania ciepła w pomieszczeniach.

Istnieje kilka metod obliczania grzejników w pomieszczeniu. Poniższa lista metod jest posortowana w kolejności rosnącej dokładności obliczeniowej.

Opcje obliczeniowe:

1. Według obszaru... N = (S * 100) / C, gdzie N to liczba sekcji, S to powierzchnia pomieszczenia (m2), C to przenikanie ciepła jednej sekcji grzejnika (W, wzięte z tych paszportów lub atest wyrobu), 100 W to ilość przepływu ciepła, jaka jest potrzebna do ogrzania 1 m2 (wartość empiryczna). Powstaje pytanie: jak wziąć pod uwagę wysokość sufitu pomieszczenia?
2. Objętościowo... N = (S * H ​​* 41) / C, gdzie N, S, C - podobnie. H to wysokość pomieszczenia, 41 W to ilość strumienia ciepła potrzebna do ogrzania 1 m3 (wartość empiryczna).
3. Oczywiście... N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C, gdzie N, S, C i 100 są podobne. k1 - z uwzględnieniem liczby komór w zespole szklanym okna pomieszczenia, k2 - izolacja termiczna ścian, k3 - stosunek powierzchni okien do powierzchni pomieszczenia, k4 - średnia temperatura ujemna w najzimniejszym tygodniu zimy, k5 - liczba ścian zewnętrznych pomieszczenia (wychodzących na ulicę) k6 - rodzaj pomieszczenia na górze, k7 - wysokość sufitu.

Jest to najdokładniejszy sposób obliczenia liczby sekcji. Oczywiście wyniki obliczeń ułamkowych są zawsze zaokrąglane do następnej liczby całkowitej.

Obliczenia hydrauliczne zaopatrzenia w wodę

Oczywiście „obraz” obliczania ciepła do ogrzewania nie może być kompletny bez obliczenia takich charakterystyk, jak objętość i prędkość nośnika ciepła. W większości przypadków chłodziwo to zwykła woda w stanie skupienia w stanie ciekłym lub gazowym.

Zaleca się obliczenie rzeczywistej objętości nośnika ciepła poprzez zsumowanie wszystkich wnęk w systemie grzewczym. W przypadku korzystania z kotła jednoprzewodowego jest to najlepsza opcja. Przy stosowaniu kotłów dwuprzewodowych w systemie grzewczym należy wziąć pod uwagę zużycie ciepłej wody do celów higienicznych i innych celów domowych.

Obliczenie objętości wody ogrzewanej przez kocioł dwuprzewodowy w celu zapewnienia mieszkańcom ciepłej wody i podgrzania chłodziwa odbywa się poprzez zsumowanie objętości wewnętrznej obiegu grzewczego i rzeczywistych potrzeb użytkowników w podgrzewanej wodzie.

Objętość ciepłej wody w systemie grzewczym oblicza się według wzoru:

W = k * Pgdzie

• W - objętość nośnika ciepła;
• P. - moc kotła grzewczego;
• k - współczynnik mocy (liczba litrów na jednostkę mocy wynosi 13,5, zakres - 10-15 litrów).

W rezultacie ostateczna formuła wygląda następująco:

W = 13,5 * P

Natężenie przepływu czynnika grzewczego jest ostateczną oceną dynamiczną instalacji grzewczej, która charakteryzuje szybkość cyrkulacji cieczy w instalacji.

Ta wartość pomaga oszacować rodzaj i średnicę rurociągu:

V = (0,86 * P * μ) / ∆Tgdzie

• P. - moc kotła;
• μ - sprawność kotła;
• ∆T - różnica temperatur pomiędzy wodą zasilającą a wodą powrotną.

Wykorzystując powyższe metody obliczeń hydraulicznych możliwe będzie uzyskanie rzeczywistych parametrów, które są „fundamentem” przyszłego systemu ciepłowniczego.

Przykład projektu termicznego

Przykładem obliczenia ciepła jest zwykły dom parterowy z czterema salonami, kuchnią, łazienką, „ogrodem zimowym” i pomieszczeniami gospodarczymi.

Fundament wykonany jest z monolitycznej płyty żelbetowej (20 cm), ściany zewnętrzne są betonowe (25 cm) z tynkiem, dach z belek drewnianych, dach metalowy i wełna mineralna (10 cm)

Wyznaczmy początkowe parametry domu niezbędne do obliczeń.

Wymiary budynku:

• wysokość podłogi - 3 m;
• małe okno z przodu iz tyłu budynku 1470 * 1420 mm;
• duże okno fasadowe 2080 * 1420 mm;
• drzwi wejściowe 2000 * 900 mm;
• tylne drzwi (wyjście na taras) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Całkowita szerokość budynku to 9,5m2, długość 16m2. Ogrzewane będą tylko pokoje dzienne (4 szt.), Łazienka i kuchnia.

Aby dokładnie obliczyć straty ciepła na ścianach z obszaru ścian zewnętrznych, należy odjąć powierzchnię wszystkich okien i drzwi - jest to zupełnie inny rodzaj materiału o własnym oporze termicznym

Rozpoczynamy od obliczenia powierzchni materiałów jednorodnych:

• powierzchnia użytkowa - 152 m2;
• powierzchnia dachu - 180 m2, przy uwzględnieniu wysokości poddasza 1,3 mi szerokości biegu - 4 m;
• powierzchnia okna - 3 * 1,47 * 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m2;
• powierzchnia bramy - 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m2.

Powierzchnia ścian zewnętrznych wyniesie 51 * 3-9,22-7,4 = 136,38 m2.

Przejdźmy do obliczania strat ciepła dla każdego materiału:

• Qpol = S * ∆T * k / d = 152 * 20 * 0,2 / 1,7 = 357,65 W;
• Qroof = 180 * 40 * 0,1 / 0,05 = 14400 W;
• Qwindow = 9,22 * 40 * 0,36 / 0,5 = 265,54 W;
• Qdoor = 7,4 * 40 * 0,15 / 0,75 = 59,2 W;

A także Qwall jest równoważne 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546. Suma wszystkich strat ciepła wyniesie 19628,4 W.

W rezultacie obliczamy moc kotła: Рboiler = Qstrat * Komora_kotła * К / 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.

Obliczymy liczbę sekcji grzejników dla jednego z pomieszczeń. Dla wszystkich innych obliczenia są takie same. Na przykład pokój narożny (lewy dolny róg diagramu) ma 10,4 m2.

Stąd 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.

To pomieszczenie wymaga 9 sekcji grzejnika o mocy cieplnej 180 W.

Przechodzimy do obliczania ilości chłodziwa w układzie - W = 13,5 * P = 13,5 * 21 = 283,5 litra. Oznacza to, że prędkość chłodziwa będzie wynosić: V = (0,86 * P * μ) / ∆T = (0,86 * 21000 * 0,9) /20 = 812,7 litra.

W rezultacie całkowity obrót całej objętości chłodziwa w systemie będzie odpowiadał 2,87 razy na godzinę.

Wybór artykułów dotyczących obliczeń termicznych pomoże określić dokładne parametry elementów systemu grzewczego:

1. Obliczanie systemu ogrzewania prywatnego domu: zasady i przykłady obliczeń
2. Obliczenia cieplne budynku: specyfika i formuły wykonywania obliczeń + przykłady praktyczne

Obliczanie mocy cieplnej

Rozważymy kilka metod obliczeniowych, które uwzględniają różną liczbę zmiennych.

Według obszaru

Obliczenie według powierzchni opiera się na normach i zasadach sanitarnych, w których Rosjanie mówią na biało: jeden kilowat mocy cieplnej powinien spaść na 10 m2 powierzchni pomieszczenia (100 watów na m2).

Wyjaśnienie: w obliczeniach zastosowano współczynnik zależny od regionu kraju. Dla regionów południowych wynosi 0,7 - 0,9, dla Dalekiego Wschodu - 1,6, dla Jakucji i Czukotki - 2,0.

Im niższa temperatura zewnętrzna, tym większe straty ciepła.

Oczywiste jest, że metoda daje bardzo znaczący błąd:

• Przeszklenie panoramiczne w jednym gwincie wyraźnie da większą utratę ciepła w porównaniu do pełnej ściany.
• Lokalizacja mieszkania w domu nie jest brana pod uwagę, chociaż jasne jest, że jeśli w pobliżu znajdują się ciepłe ściany sąsiednich mieszkań, przy takiej samej liczbie grzejników będzie znacznie cieplej niż w pokoju narożnym ze wspólną ścianą z ulicą.
• Na koniec najważniejsze: obliczenia są poprawne dla standardowej wysokości sufitu w sowieckim domu, równej 2,5 - 2,7 metra. Jednak już na początku XX wieku budowano domy o wysokości stropu 4 - 4,5 metra, a zaktualizowanych obliczeń wymagać będą również stalinki o stropach trzymetrowych.

Nadal zastosujmy metodę obliczania liczby żeliwnych sekcji grzejników w pomieszczeniu o wymiarach 3 x 4 metry znajdującym się na Terytorium Krasnodarskim.

Powierzchnia 3x4 = 12 m2.

Wymagana moc cieplna ogrzewania wynosi 12 m2 x 100 W x 0,7 współczynnik regionalny = 840 watów.

Przy mocy jednej sekcji 180 watów potrzebujemy 840/180 = 4,66 sekcji. Oczywiście zaokrąglimy liczbę w górę - do pięciu.

Rada: w warunkach Terytorium Krasnodarskiego delta temperatury między pokojem a baterią 70 ° C jest nierealna. Lepiej jest instalować grzejniki z co najmniej 30% marginesem.

Rezerwa mocy cieplnej nigdy nie boli. W razie potrzeby możesz po prostu zamknąć zawory przed grzejnikiem.

Proste obliczenie objętości

Nie nasz wybór.

Obliczenie całkowitej objętości powietrza w pomieszczeniu będzie wyraźnie dokładniejsze, już dlatego, że uwzględnia zmianę wysokości sufitów. Jest to również bardzo proste: na 1 m3 objętości potrzeba 40 watów mocy systemu grzewczego.

Obliczmy wymaganą moc dla naszego pokoju w pobliżu Krasnodaru z niewielkim wyjaśnieniem: znajduje się w stalince zbudowanej w 1960 r. O wysokości sufitu 3,1 metra.

Objętość pomieszczenia wynosi 3x4x3,1 = 37,2 metrów sześciennych.

W związku z tym grzejniki muszą mieć moc 37,2x40 = 1488 watów. Weźmy pod uwagę współczynnik regionalny 0,7: 1488x0,7 = 1041 watów, czyli sześć sekcji żeliwnego, groźnego horroru pod oknem. Dlaczego horror? Wygląd i ciągłe przecieki między sekcjami po kilku latach eksploatacji nie budzą zachwytu.

Jeśli pamiętamy, że cena kształtownika żeliwnego jest wyższa niż cena importowanego aluminiowego lub bimetalicznego grzejnika, to pomysł zakupu takiego urządzenia grzewczego naprawdę zaczyna wywoływać lekką panikę.

Udoskonalone obliczanie objętości

Dokładniejsze obliczenia systemów grzewczych przeprowadza się przy uwzględnieniu większej liczby zmiennych:

• Liczba drzwi i okien. Średnia utrata ciepła przez okno o standardowej wielkości wynosi 100 watów, przez drzwi 200.
• Usytuowanie pomieszczenia na końcu lub w rogu domu zmusi nas do zastosowania współczynnika 1,1 - 1,3 w zależności od materiału i grubości ścian budynku.
• W przypadku domów prywatnych stosuje się współczynnik 1,5, ponieważ straty ciepła przez podłogę i dach są znacznie wyższe. Powyżej i poniżej w końcu nie ciepłe mieszkania, ale ulica ...

Wartość podstawowa to te same 40 watów na metr sześcienny i te same współczynniki regionalne, co przy obliczaniu powierzchni pomieszczenia.

Obliczmy moc cieplną grzejników dla pomieszczenia o takich samych wymiarach jak w poprzednim przykładzie, ale przenieśmy ją mentalnie w róg prywatnego domu w Oymyakon (średnia temperatura stycznia to -54C, przynajmniej w okresie obserwacji - 82). Sytuację pogarsza drzwi na ulicę i okno, z którego widać wesołych pasterzy reniferów.

Osiągnęliśmy już podstawową moc, biorąc pod uwagę tylko objętość pomieszczenia: 1488 watów.

Okno i drzwi dodają 300 watów. 1488 + 300 = 1788.

Dom prywatny. Zimna podłoga i wyciek ciepła przez dach. 1788 x 1,5 = 2682.

Kąt nachylenia domu zmusi nas do zastosowania współczynnika 1,3. 2682x1,3 = 3486,6 watów.

Nawiasem mówiąc, w pomieszczeniach narożnych urządzenia grzewcze należy zamontować na obu ścianach zewnętrznych.

Wreszcie ciepły i łagodny klimat Jakucji Oymyakonsky ulus prowadzi nas do wniosku, że uzyskany wynik można pomnożyć przez współczynnik regionalny wynoszący 2,0. Do ogrzania małego pomieszczenia potrzeba 6973,2 watów!

Znamy już obliczanie liczby grzejników. Całkowita liczba profili żeliwnych lub aluminiowych wyniesie 6973,2 / 180 = 39 profili zaokrąglonych. Przy długości przekroju 93 mm akordeon pod oknem będzie miał długość 3,6 metra, to znaczy ledwo zmieści się na dłuższej ścianie ...

«>

„- Dziesięć sekcji? Dobry start!" - takim sformułowaniem mieszkaniec Jakucji skomentuje to zdjęcie.