Návrh a tepelný výpočet vykurovacieho systému je povinnou etapou pri usporiadaní vykurovania domu. Hlavnou úlohou výpočtovej činnosti je určiť optimálne parametre kotla a vykurovacieho systému.
Musíte uznať, že na prvý pohľad sa môže zdať, že tepelnotechnický výpočet môže robiť iba inžinier. Nie všetko je však také komplikované. Poznať algoritmus akcií, sa ukáže, že nezávisle vykonávať potrebné výpočty.
Článok podrobne popisuje postup výpočtu a poskytuje všetky potrebné vzorce. Pre lepšie pochopenie sme pripravili príklad tepelného výpočtu pre súkromný dom.
Normy teplotných režimov priestorov
Pred vykonaním akýchkoľvek výpočtov parametrov systému je potrebné minimálne poznať poradie očakávaných výsledkov a mať k dispozícii štandardizované charakteristiky niektorých tabuľkových hodnôt, ktoré musia byť vo vzorcoch nahradené alebo sa nimi nechať viesť.
Po vykonaní výpočtov parametrov s takýmito konštantami si môžete byť istí spoľahlivosťou hľadaného dynamického alebo konštantného parametra systému.
Pre priestory na rôzne účely existujú referenčné normy pre teplotné režimy bytových a nebytových priestorov. Tieto normy sú zakotvené v takzvaných GOST.
Pre vykurovací systém je jedným z týchto globálnych parametrov teplota v miestnosti, ktorá musí byť konštantná bez ohľadu na ročné obdobie a okolité podmienky.
Podľa nariadenia o hygienických normách a pravidlách existujú rozdiely v teplote v porovnaní s letným a zimným obdobím. Klimatizačný systém je zodpovedný za teplotný režim miestnosti v letnej sezóne, princíp jeho výpočtu je podrobne popísaný v tomto článku.
Ale teplotu v miestnosti v zime zaisťuje vykurovací systém. Preto nás zaujímajú teplotné rozsahy a ich tolerancie pre odchýlky pre zimné obdobie.
Väčšina regulačných dokumentov stanovuje nasledujúce teplotné rozsahy, ktoré umožňujú človeku pohodlný pobyt v miestnosti.
Pre nebytové priestory kancelárskeho typu s rozlohou do 100 m2:
- 22 až 24 ° C - optimálna teplota vzduchu;
- 1 ° C - prípustná fluktuácia.
Pre priestory kancelárskeho typu s rozlohou viac ako 100 m2 je teplota 21 - 23 ° C. Pre nebytové priestory priemyselného typu sa teplotné rozsahy veľmi líšia v závislosti od účelu priestorov a stanovených noriem ochrany práce.
Každá osoba má svoju príjemnú izbovú teplotu. Niekto má rád, keď je v miestnosti veľmi teplo, niekomu vyhovuje, keď je miestnosť chladná - to je všetko celkom individuálne
Pokiaľ ide o bytové priestory: byty, súkromné domy, statky atď., Existujú určité teplotné rozsahy, ktoré je možné upraviť podľa želania obyvateľov.
A napriek tomu pre konkrétne priestory bytu a domu máme:
- 20 až 22 ° C - obývacia izba vrátane detskej izby, tolerancia ± 2 ° С -
- 19 až 21 ° C - kuchyňa, toaleta, tolerancia ± 2 ° С;
- 24 až 26 ° C - kúpeľňa, sprcha, bazén, tolerancia ± 1 ° С;
- 16 až 18 ° C - chodby, chodby, schodiská, sklady, tolerancia + 3 ° С.
Je dôležité poznamenať, že existuje niekoľko ďalších základných parametrov, ktoré ovplyvňujú teplotu v miestnosti a na ktoré sa musíte zamerať pri výpočte vykurovacieho systému: vlhkosť (40-60%), koncentrácia kyslíka a oxidu uhličitého vo vzduchu (250: 1), rýchlosť pohybu vzdušnej hmoty (0,13-0,25 m / s) atď.
Výpočet vykurovacích radiátorov podľa oblasti
Najjednoduchší spôsob. Vypočítajte potrebné množstvo tepla na vykurovanie na základe plochy miestnosti, v ktorej budú nainštalované radiátory. Poznáte plochu každej miestnosti a potrebu tepla je možné určiť podľa stavebných predpisov SNiP:
- pre stredné klimatické pásmo je potrebných 60 - 100 W na vykurovanie 1 m 2 obytného priestoru;
- pre oblasti nad 60 o je potrebných 150-200W.
Na základe týchto noriem môžete vypočítať, koľko tepla bude vaša miestnosť vyžadovať. Ak sa byt / dom nachádza v strednom klimatickom pásme, na vykurovanie plochy 16m2 (16 * 100 = 1600) bude potrebných 1600 W tepla. Pretože sú normy priemerné a počasie sa nezdržuje stále, veríme, že je potrebných 100 W. Aj keď, ak žijete na juhu stredného klimatického pásma a sú vaše zimy mierne, počítajte s 60W.
Výpočet vykurovacích radiátorov je možné vykonať podľa noriem SNiP
Je potrebná rezerva výkonu pri vykurovaní, ale nie príliš veľká: so zvýšením množstva požadovaného výkonu sa zvyšuje počet radiátorov. A čím viac radiátorov, tým viac chladiva v systéme. Ak je to pre tých, ktorí sú pripojení na ústredné kúrenie, nekritické, potom pre tých, ktorí majú alebo plánujú individuálne vykurovanie, znamená veľký objem systému veľké (extra) náklady na ohrev chladiacej kvapaliny a väčšiu zotrvačnosť systému (nastavená teplota je menej presne udržiavané). A vynára sa logická otázka: „Prečo platiť viac?“
Po vypočítaní potreby tepla v miestnosti môžeme zistiť, koľko úsekov je potrebných. Každé z vykurovacích zariadení môže vydávať určité množstvo tepla, ktoré je uvedené v pase. Zoberú zistenú potrebu tepla a vydelia ju výkonom radiátora. Výsledkom je požadovaný počet sekcií na vyrovnanie strát.
Vypočítajme počet radiátorov pre rovnakú miestnosť. Zistili sme, že je potrebných 1 600 W. Nech je výkon jednej sekcie 170W. Ukazuje sa 1600/170 = 9,411 ks. Podľa svojho uváženia môžete zaokrúhľovať nahor alebo nadol. Môže byť zaoblený na menší, napríklad v kuchyni - je tu dostatok ďalších zdrojov tepla, a vo väčšom - je to lepšie v miestnosti s balkónom, veľkým oknom alebo v rohovej miestnosti.
Systém je jednoduchý, ale nevýhody sú zrejmé: výška stropov sa môže líšiť, materiál stien, okien, izolácia a množstvo ďalších faktorov sa neberú do úvahy. Takže výpočet počtu článkov vykurovacích radiátorov podľa SNiP je približný. Ak chcete dosiahnuť presný výsledok, musíte vykonať úpravy.
Výpočet tepelných strát v dome
Podľa druhého zákona termodynamiky (školská fyzika) nedochádza k spontánnemu prenosu energie z menej zahriatych na viac vyhrievané mini- alebo makroobjekty. Špeciálnym prípadom tohto zákona je „úsilie“ o vytvorenie teplotnej rovnováhy medzi dvoma termodynamickými systémami.
Napríklad prvý systém predstavuje prostredie s teplotou -20 ° C, druhým systémom je budova s vnútornou teplotou +20 ° C. Podľa vyššie uvedeného zákona sa tieto dva systémy budú usilovať o rovnováhu prostredníctvom výmeny energie. K tomu dôjde pomocou tepelných strát z druhého systému a ochladením v prvom systéme.
Jednoznačne možno povedať, že teplota okolia závisí od zemepisnej šírky, v ktorej sa súkromný dom nachádza. A teplotný rozdiel ovplyvňuje množstvo úniku tepla z budovy (+)
Strata tepla znamená nedobrovoľné uvoľnenie tepla (energie) z nejakého objektu (domu, bytu). Pre bežný byt tento proces nie je taký „nápadný“ v porovnaní so súkromným domom, pretože byt sa nachádza vo vnútri budovy a „susedí“ s ostatnými bytmi.
V súkromnom dome teplo „uniká“ do jedného alebo druhého stupňa cez vonkajšie steny, podlahu, strechu, okná a dvere.
Ak poznáme množstvo tepelných strát pre najnepriaznivejšie poveternostné podmienky a charakteristiky týchto podmienok, je možné vypočítať výkon vykurovacieho systému s vysokou presnosťou.
Takže objem úniku tepla z budovy sa počíta pomocou nasledujúceho vzorca:
Q = Qfloor + Qwall + Qwindow + Qroof + Qdoor + ... + Qikde
Qi - objem tepelných strát z jednotného vzhľadu obvodového plášťa budovy.
Každá zložka vzorca sa počíta podľa vzorca:
Q = S * ∆T / Rkde
- Q - tepelné úniky, V;
- S - plocha konkrétneho typu stavby, štvorcový. m;
- ∆T - teplotný rozdiel medzi okolitým a vnútorným vzduchom, ° C;
- R - tepelný odpor určitého typu konštrukcie, m2 * ° C / W.
Samotná hodnota tepelného odporu pre skutočne existujúce materiály sa odporúča prevziať z pomocných tabuliek.
Tepelný odpor je možné navyše získať pomocou nasledujúceho pomeru:
R = d / kkde
- R - tepelný odpor, (m2 * K) / W;
- k - koeficient tepelnej vodivosti materiálu, W / (m2 * K);
- d Je hrúbka tohto materiálu, m.
V starších domoch so zvlhčenou strešnou konštrukciou dochádza k úniku tepla cez hornú časť budovy, a to cez strechu a podkrovie. Tento problém je vyriešený vykonaním opatrení na oteplenie stropu alebo tepelnú izoláciu podkrovnej strechy.
Ak zateplíte podkrovný priestor a strechu, potom sa dajú celkové tepelné straty z domu výrazne znížiť.
V dome existuje niekoľko ďalších druhov tepelných strát prasklinami v konštrukciách, ventilačným systémom, kuchynskou digestorom, otváraním okien a dverí. Nemá však zmysel brať do úvahy ich objem, pretože netvoria viac ako 5% z celkového počtu hlavných únikov tepla.
Určujeme skutočné tepelné straty vo vykurovacích sieťach
Vychádzame z predpokladu, že tepelné straty vo vykurovacích sieťach nezávisia od rýchlosti pohybu vody v potrubí, ale závisia od
- priemer potrubia,
- teplota chladiacej kvapaliny,
- tepelnoizolačný materiál a
- stavy tepelnej izolácie.
Stacionárna tepelná vodivosť valcovej steny - opis výpočtovej metódy
Pod valcovou stenou sa rozumie rúrka nekonečnej dĺžky s vnútorným polomerom R1 (priemer D1) a vonkajším polomerom R2 (priemer D2).
Na povrchoch stien sú nastavené konštantné teploty t1 a t2. Prenos tepla sa uskutočňuje iba tepelnou vodivosťou, vonkajšie povrchy sú izotermické (ekvipotenciálne) a teplotné pole sa mení iba po hrúbke steny rúry v smere polomeru.
Tepelný tok prechádzajúci cez valcovú stenu s jednotkovou dĺžkou je označený ql a nazýva sa lineárny tepelný tok, W / m:
kde λ je koeficient tepelnej vodivosti študovaného materiálu, W / (m ∙ K);
D1, D2 - respektíve vnútorný a vonkajší priemer valcovitej vrstvy materiálu;
t1, t2 - priemerné teploty vnútorného a vonkajšieho povrchu valcovej vrstvy materiálu.
Tepelný tok, W:
kde l je dĺžka potrubia, m.
Zvážte tepelnú vodivosť viacvrstvovej valcovej steny pozostávajúcej z n homogénnych a koncentrických valcových vrstiev s konštantným koeficientom tepelnej vodivosti a v každej vrstve sa teplota a priemer vnútorného povrchu prvej vrstvy rovnajú t1 a R1, na vonkajší povrch poslednej n-tej vrstvy - tn + 1 a Rn + jedna.
Lineárny tepelný tok valcovej steny ql je konštantná hodnota pre všetky vrstvy a smeruje k zníženiu teploty, napríklad z vnútornej vrstvy na vonkajšiu.
Zapísanie hodnoty ql pre každú ľubovoľnú i-tu vrstvu a transformácia tejto rovnice máme
Pretože vykurovacia sieť má tri rôzne typy izolácie, vypočítame tepelné straty potrubím pre každý typ zvlášť a tiež prípad bez izolácie potrubia, aby sme mohli posúdiť tepelné straty v poškodených úsekoch vykurovacej siete.
Ďalej sme vypočítali tepelné straty vo vykurovacích sieťach s rôznymi typmi tepelnej izolácie.
V nasledujúcom príklade je výpočet tepelných strát vo vykurovacej sieti s izoláciou z polyetylénovej peny.
Stanovenie výkonu kotla
Na udržanie teplotného rozdielu medzi prostredím a teplotou vo vnútri domu je potrebný autonómny vykurovací systém, ktorý udržuje požadovanú teplotu v každej miestnosti súkromného domu.
Základom vykurovacieho systému sú rôzne typy kotlov: kvapalné alebo tuhé palivo, elektrický alebo plynový.
Kotol je centrálna jednotka vykurovacieho systému, ktorá vyrába teplo.Hlavnou charakteristikou kotla je jeho výkon, a to miera premeny množstva tepla na jednotku času.
Po výpočte tepelnej záťaže na vykurovanie získame požadovaný menovitý výkon kotla.
Pre bežný viacizbový byt sa výkon kotla počíta z plochy a špecifického výkonu:
Рkotla = (Sroom * Rudelnaya) / 10kde
- S miestnosti- celková plocha vykurovanej miestnosti;
- Rudellnaya- hustota výkonu vzhľadom na klimatické podmienky.
Ale tento vzorec nezohľadňuje tepelné straty, ktoré sú dosť v súkromnom dome.
Existuje ďalší vzťah, ktorý zohľadňuje tento parameter:
Рboiler = (Qloss * S) / 100kde
- Rkotla- výkon kotla;
- Qloss- strata tepla;
- S - vyhrievaná plocha.
Menovitý výkon kotla sa musí zvýšiť. Zásoba je nevyhnutná, ak plánujete kotol používať na ohrev vody v kúpeľni a kuchyni.
Vo väčšine vykurovacích systémov pre súkromné domy sa odporúča použiť expanznú nádrž, v ktorej bude uložený prívod chladiacej kvapaliny. Každý súkromný dom potrebuje dodávku teplej vody
Aby sa zabezpečila výkonová rezerva kotla, musí sa k poslednému vzorcu pridať faktor bezpečnosti K:
Rboiler = (Qloss * S * K) / 100kde
TO - bude sa rovnať 1,25, to znamená, že odhadovaný výkon kotla sa zvýši o 25%.
Výkon kotla teda umožňuje udržiavať štandardnú teplotu vzduchu v miestnostiach budovy, ako aj mať počiatočný a dodatočný objem teplej vody v dome.
Všeobecné výpočty
Je potrebné určiť celkový vykurovací výkon tak, aby bol výkon vykurovacieho kotla dostatočný na kvalitné vykurovanie všetkých miestností. Prekročenie prípustného objemu môže viesť k zvýšenému opotrebovaniu ohrievača a tiež k značnej spotrebe energie.
Kotol
Výpočet výkonu vykurovacej jednotky umožňuje určiť indikátor výkonu kotla. K tomu stačí brať ako základ pomer, pri ktorom 1 kW tepelnej energie postačuje na efektívne vykurovanie 10 m2 obytného priestoru. Tento pomer platí za prítomnosti stropov, ktorých výška nie je väčšia ako 3 metre.
Akonáhle je známy indikátor výkonu kotla, stačí nájsť vhodnú jednotku v špecializovanom obchode. Každý výrobca v pasových údajoch uvádza množstvo vybavenia.
Preto ak sa vykoná správny výpočet výkonu, problémy s určením požadovaného objemu nevzniknú.
Rúry
Na určenie dostatočného objemu vody v potrubiach je potrebné vypočítať prierez potrubia podľa vzorca - S = π × R2, kde:
- S - prierez;
- π - konštantná konštanta rovná 3,14;
- R je vnútorný polomer rúrok.
Expanzná nádoba
Je možné určiť, aký objem by mala mať expanzná nádrž, pričom máme údaje o koeficiente tepelnej rozťažnosti chladiacej kvapaliny. Pre vodu je toto číslo 0,034 pri zahriatí na 85 ° C.
Pri výpočte stačí použiť vzorec: V-tank = (V systém × K) / D, kde:
- V-nádrž - požadovaný objem expanznej nádrže;
- V-systém - celkový objem kvapaliny vo zvyšných prvkoch vykurovacieho systému;
- K je koeficient rozťažnosti;
- D - účinnosť expanznej nádrže (uvedená v technickej dokumentácii).
Radiátory
V súčasnosti existuje široká škála jednotlivých typov radiátorov pre vykurovacie systémy. Okrem funkčných rozdielov majú všetky rozdielne výšky.
Ak chcete vypočítať objem pracovnej kvapaliny v radiátoroch, musíte najskôr vypočítať ich počet. Potom toto množstvo vynásobte objemom jednej sekcie.
Objem jedného radiátora môžete zistiť pomocou údajov z technického listu produktu. Ak také informácie neexistujú, môžete navigovať podľa spriemerovaných parametrov:
- liatina - 1,5 litra na sekciu;
- bimetalová - 0,2-0,3 litra na sekciu;
- hliník - 0,4 litra na sekciu.
Nasledujúci príklad vám pomôže pochopiť, ako správne vypočítať hodnotu. Povedzme, že existuje 5 radiátorov vyrobených z hliníka. Každý vykurovací článok obsahuje 6 sekcií. Vykonáme výpočet: 5 × 6 × 0,4 = 12 litrov.
Vlastnosti výberu radiátorov
Štandardnými súčasťami na zabezpečenie tepla v miestnosti sú radiátory, panely, systémy podlahového kúrenia, konvektory atď. Najbežnejšou súčasťou vykurovacieho systému sú radiátory.
Chladič je špeciálna dutá modulárna konštrukcia vyrobená zo zliatiny s vysokým rozptylom tepla. Je vyrobený z ocele, hliníka, liatiny, keramiky a iných zliatin. Princíp činnosti vykurovacieho telesa sa redukuje na vyžarovanie energie z chladiacej kvapaliny do priestoru miestnosti cez „okvetné lístky“.
Hliníkové a bimetalové vykurovacie telesá nahradili masívne liatinové radiátory. Ľahká výroba, vysoký odvod tepla, dobrá konštrukcia a dizajn spôsobili, že tento výrobok je obľúbeným a rozšíreným nástrojom na vyžarovanie tepla v interiéroch.
Existuje niekoľko spôsobov výpočtu vykurovacích radiátorov v miestnosti. Zoznam nižšie uvedených metód je zoradený podľa zvyšovania výpočtovej presnosti.
Možnosti výpočtu:
- Podľa oblasti... N = (S * 100) / C, kde N je počet častí, S je plocha miestnosti (m2), C je prenos tepla jednou časťou radiátora (W, prevzatý z pasu alebo certifikát produktu), 100 W je množstvo tepelného toku, ktoré je potrebné na vykurovanie 1 m2 (empirická hodnota). Vyvstáva otázka: ako zohľadniť výšku stropu miestnosti?
- Podľa objemu... N = (S * H * 41) / C, kde N, S, C - podobne. H je výška miestnosti, 41 W je množstvo tepelného toku potrebného na vykurovanie 1 m3 (empirická hodnota).
- Podľa šance... N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C, kde N, S, C a 100 sú podobné. k1 - s prihliadnutím na počet komôr v sklenenej jednotke okna miestnosti, k2 - tepelná izolácia stien, k3 - pomer plochy okien k ploche miestnosti, k4 - priemerná teplota pod nulou v najchladnejšom zimnom týždni zimy, k5 - počet vonkajších stien miestnosti (ktoré „idú von“ na ulicu), k6 - typ miestnosti navrchu, k7 - výška stropu.
Toto je najpresnejší spôsob výpočtu počtu sekcií. Čiastočné výsledky výpočtu sa samozrejme zaokrúhľujú vždy na ďalšie celé číslo.
Ako vypočítať tepelný výkon ohrievača
Spôsob výpočtu výkonu do veľkej miery závisí od toho, o akom vykurovacom zariadení hovoríme.
- Pre všetky elektrické vykurovacie zariadenia sa efektívny tepelný výkon bez výnimky presne rovná ich energetickému štítku.
Pamätajte na školský kurz fyziky: ak sa neuskutoční užitočná práca (tj. Pohyb objektu s nenulovou hmotnosťou proti vektoru gravitácie), všetka vynaložená energia ide na vykurovanie prostredia.
Uhádnete tepelný výkon prístroja podľa obalu?
- U väčšiny vykurovacích zariadení od slušných výrobcov je ich tepelný výkon uvedený v sprievodnej dokumentácii alebo na webových stránkach výrobcu.
Často tam dokonca nájdete kalkulačku na výpočet vykurovacích radiátorov pre určitý objem miestnosti a parametre vykurovacieho systému.
Je tu jedna jemnosť: takmer vždy výrobca počíta prestup tepla radiátora - vykurovacích batérií, konvektorov alebo fancoilov - pre veľmi špecifický teplotný rozdiel medzi chladiacou kvapalinou a miestnosťou, rovný 70 ° C. Pre ruskú realitu sú takéto parametre často nedosiahnuteľným ideálom.
Nakoniec je možný jednoduchý, aj keď približný, výpočet výkonu vykurovacieho radiátora podľa počtu sekcií.
Bimetalové radiátory
Výpočet bimetalových vykurovacích radiátorov je založený na celkových rozmeroch úseku.
Zoberme si údaje z miesta boľševického závodu:
- Pre úsek so stredovou vzdialenosťou spojov 500 milimetrov je prenos tepla 165 wattov.
- Pre 400 mm sekciu, 143 wattov.
- 300 mm - 120 wattov.
- 250 mm - 102 wattov.
10 sekcií s pol metra medzi osami spojov nám poskytne 1650 wattov tepla.
Hliníkové radiátory
Výpočet hliníkových radiátorov je založený na nasledujúcich hodnotách (údaje pre talianske radiátory Calidor a Solar):
- Úsek so stredovou vzdialenosťou 500 milimetrov vydáva 178 - 182 wattov tepla.
- Pri vzdialenosti medzi centrami 350 milimetrov klesá prenos tepla v úseku na 145 - 150 wattov.
Oceľové doskové radiátory
A ako vypočítať vykurovacie radiátory z oceľového plechu? Koniec koncov, nemajú oddiely, z ktorých počtu sa dá vypočítať vzorec.
Tu sú kľúčovými parametrami opäť stredová vzdialenosť a dĺžka radiátora. Výrobcovia navyše odporúčajú zohľadniť spôsob pripojenia radiátora: pri rôznych spôsoboch vloženia do vykurovacieho systému sa môže líšiť aj vykurovací výkon, a teda aj tepelný výkon.
Aby sme čitateľa v texte nenudili množstvom vzorcov, jednoducho ho odkážeme na výkonovú tabuľku radiátorovej rady Korad.
Schéma zohľadňuje rozmery vykurovacích telies a typ pripojenia.
Liatinové radiátory
A len tu je všetko mimoriadne jednoduché: všetky liatinové radiátory vyrobené v Rusku majú rovnakú vzdialenosť medzi spojmi medzi centrami, rovnú 500 milimetrom, a prenos tepla pri štandardnej teplotnej delte 70 ° C, čo sa rovná 180 wattov na sekciu .
Polovica bitky je hotová. Teraz vieme, ako vypočítať počet sekcií alebo vykurovacích zariadení so známym požadovaným tepelným výkonom. Kde však vezmeme potrebnú tepelnú energiu?
Hydraulický výpočet prívodu vody
„Obrázok“ výpočtu tepla na vykurovanie samozrejme nemôže byť úplný bez výpočtu takých charakteristík, ako je objem a rýchlosť nosiča tepla. Vo väčšine prípadov je chladiacou látkou obyčajná voda v kvapalnom alebo plynnom skupenstve.
Odporúča sa vypočítať skutočný objem nosiča tepla prostredníctvom súčtu všetkých dutín vo vykurovacom systéme. Pri použití jednokruhového kotla je to najlepšia voľba. Pri použití dvojkruhových kotlov vo vykurovacom systéme je potrebné brať do úvahy spotrebu teplej vody na hygienické a iné domáce účely.
Výpočet objemu vody ohrievanej dvojokruhovým kotlom na zabezpečenie teplej vody a ohrevu chladiacej kvapaliny pre obyvateľov sa vykonáva súčtom vnútorného objemu vykurovacieho okruhu a skutočných potrieb používateľov vo vykurovanej vode.
Objem teplej vody vo vykurovacom systéme sa vypočíta podľa vzorca:
W = k * Pkde
- Ž - objem tepelného nosiča;
- P - výkon vykurovacieho kotla;
- k - účinník (počet litrov na jednotku výkonu je 13,5, rozsah - 10-15 litrov).
Výsledkom je, že konečný vzorec vyzerá takto:
Š = 13,5 * str
Prietok vykurovacieho média je konečným dynamickým hodnotením vykurovacieho systému, ktoré charakterizuje rýchlosť cirkulácie kvapaliny v systéme.
Táto hodnota pomáha odhadnúť typ a priemer potrubia:
V = (0,86 * P * μ) / ∆Tkde
- P - výkon kotla;
- μ - účinnosť kotla;
- ∆T - teplotný rozdiel medzi prívodnou a vratnou vodou.
Pomocou vyššie uvedených metód hydraulického výpočtu bude možné získať skutočné parametre, ktoré sú „základom“ budúceho vykurovacieho systému.
Príklad č
Je potrebné určiť správny počet sekcií pre radiátor M140-A, ktorý bude inštalovaný v miestnosti umiestnenej na hornom poschodí. Zároveň je stena vonkajšia, pod parapetom nie je výklenok. A vzdialenosť od neho k radiátoru je iba 4 cm. Výška miestnosti je 2,7 m. Qn = 1410 W a tv = 18 ° C. Podmienky pripojenia vykurovacieho telesa: pripojenie k jednorúrkovej stúpačke typu s regulovaným prietokom (ventil Dy20, KRT so vstupom 0,4 m); distribúcia vykurovacieho systému je najvyššia, tg = 105 ° C a prietok chladiacej kvapaliny stúpačom je Gst = 300 kg / h. Teplotný rozdiel medzi chladiacou látkou stúpačky prívodu a uvažovanou je 2 ° C.
Určte priemernú teplotu v radiátore:
tav = (105 - 2) - 0,5х1410х1,06х1,02х3,6 / (4,187х300) = 100,8 ° C
Na základe získaných údajov vypočítame hustotu tepelného toku:
tav = 100,8 - 18 = 82,8 ° С.
Je potrebné poznamenať, že došlo k miernej zmene úrovne spotreby vody (360 až 300 kg / h). Tento parameter nemá takmer žiadny vplyv na qnp.
Qpr = 650 (82,8 / 70) 1 + 0,3 = 809 W / m2.
Ďalej určujeme úroveň prenosu tepla horizontálne (1g = 0,8 m) a vertikálne (1w = 2,7 - 0,5 = 2,2 m) umiestnených potrubí. Ak to chcete urobiť, mali by ste použiť vzorec Qtr = qwxlw + qgxlg.
Dostaneme:
Qtr = 93x2,2 + 115x0,8 = 296 W.
Vypočítame plochu požadovaného žiariča podľa vzorca Ap = Qnp / qnp a Qпp = Qп - µ trxQtr:
Ap = (1410-0,9x296) / 809 = 1,41m2.
Vypočítame požadovaný počet sekcií radiátora M140-A s prihliadnutím na to, že plocha jednej sekcie je 0,254 m2:
m2 (µ4 = 1,05, µ 3 = 0,97 + 0,06 / 1,41 = 1,01, použijeme vzorec µ 3 = 0,97 + 0,06 / Ap a určíme:
N = (1,41 / 0,254) x (1,05 / 1,01) = 5,8. To znamená, že výpočet spotreby tepla na vykurovanie ukázal, že v miestnosti by mal byť inštalovaný radiátor pozostávajúci zo 6 sekcií, aby sa dosiahla najpohodlnejšia teplota.
Príklad tepelného riešenia
Ako príklad výpočtu tepla slúži bežný 1-podlažný dom so štyrmi obytnými miestnosťami, kuchyňou, kúpeľňou, „zimnou záhradou“ a technickými miestnosťami.
Základ je vyrobený z monolitickej železobetónovej dosky (20 cm), vonkajšie steny sú betónové (25 cm) s omietkou, strecha je z drevených trámov, strecha je kovová a minerálna vlna (10 cm)
Vymenujme počiatočné parametre domu, potrebné pre výpočty.
Stavebné rozmery:
- výška podlahy - 3 m;
- malé okno v prednej a zadnej časti budovy 1470 * 1420 mm;
- veľké fasádne okno 2080 * 1420 mm;
- vstupné dvere 2000 * 900 mm;
- zadné dvere (východ na terasu) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.
Celková šírka budovy je 9,5 m2, dĺžka je 16 m2. Vykurované budú iba obývacie izby (4 ks), kúpeľňa a kuchyňa.
Ak chcete presne vypočítať tepelné straty na stenách z oblasti vonkajších stien, musíte odpočítať plochu všetkých okien a dverí - jedná sa o úplne iný typ materiálu s vlastným tepelným odporom
Začneme výpočtom plôch homogénnych materiálov:
- podlahová plocha - 152 m2;
- plocha strechy - 180 m2, berúc do úvahy výšku podkrovia 1,3 m a šírku väznice - 4 m;
- plocha okna - 3 * 1,47 * 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m2;
- plocha dverí - 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m2.
Plocha vonkajších stien bude 51 * 3-9,22-7,4 = 136,38 m2.
Prejdime k výpočtu tepelných strát pre každý materiál:
- Qpol = S * ∆T * k / d = 152 * 20 * 0,2 / 1,7 = 357,65 W;
- Strešné okno = 180 * 40 * 0,1 / 0,05 = 14 400 W;
- Qwindow = 9,22 * 40 * 0,36 / 0,5 = 265,54 W;
- Qdoor = 7,4 * 40 * 0,15 / 0,75 = 59,2 W;
A tiež Qwall zodpovedá 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546. Súčet všetkých tepelných strát bude 19628,4 W.
Vo výsledku vypočítame výkon kotla: Рboiler = Qloss * Sheat_room * 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.
Vypočítame počet sekcií radiátora pre jednu z miestností. Pre všetkých ostatných sú výpočty rovnaké. Napríklad rohová miestnosť (ľavý, dolný roh diagramu) má 10,4 m2.
Preto 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.
Táto miestnosť vyžaduje 9 sekcií vykurovacieho telesa s tepelným výkonom 180 W.
Pristúpime k výpočtu množstva chladiacej kvapaliny v systéme - W = 13,5 * P = 13,5 * 21 = 283,5 litra. To znamená, že rýchlosť chladiacej kvapaliny bude: V = (0,86 * P * μ) / ∆T = (0,86 * 21000 * 0,9) / 20=812,7 litra.
Vďaka tomu bude úplný obrat celého objemu chladiacej kvapaliny v systéme ekvivalentný 2,87-krát za hodinu.
Výber článkov o tepelnom výpočte pomôže určiť presné parametre prvkov vykurovacieho systému:
- Výpočet vykurovacieho systému súkromného domu: pravidlá a príklady výpočtu
- Tepelný výpočet budovy: špecifiká a vzorce na vykonávanie výpočtov + praktické príklady
Celkové tepelné straty vo vykurovacích sieťach
Na základe kontroly vykurovacej siete sa zistilo, že
- 60% potrubí vykurovacích sietí je izolovaných sklenenou vlnou so 70% opotrebením,
- 30% extrudovaná polystyrénová pena typu TERMOPLEX a
- 10% penového polyetylénu.
| Tepelná izolácia | Celkové straty tepelnej energie vo vykurovacích sieťach, berúc do úvahy percento pokrytia a opotrebenia, kW | Výpočet tepelných strát vo vykurovacích sieťach so zohľadnením percenta pokrytia a opotrebenia, Gcal / hod |
| Sklenená vlna | 803,589 | 0,69092 |
| TERMOPLEX | 219,180 | 0,18845 |
| Penový polyetylén | 86,468 | 0,07434 |
| Celkom: | 1109,238 | 0,95372 |
Najlepší vzorec na výpočet
Tabuľka príkladov výpočtu vody v radiátoroch vo vykurovacom systéme.
Malo by sa povedať, že ani prvý, ani druhý vzorec neumožní človeku vypočítať rozdiely medzi tepelnými stratami budovy v závislosti od obvodového plášťa budovy a izolačných konštrukcií použitých v budove.Aby sme čo najpresnejšie vykonali potrebné výpočty, je potrebné použiť trochu komplikovaný vzorec, vďaka ktorému bude možné zbaviť sa významných nákladov. Tento vzorec je nasledovný: Qt (kW / h) = (100 W / m2 × S (m2) × K1 × K2 × K3 × K4 × K5 × K6 × K7) / 1000 (množstvo spotreby plynu na vykurovanie nie je zohľadnené). V tomto prípade je S plocha miestnosti. W / m2 predstavuje konkrétnu hodnotu tepelných strát, ktorá zahŕňa všetky ukazovatele spotreby tepla - steny, okná atď. Každý koeficient sa vynásobí ďalším a v tomto prípade označuje jeden alebo druhý ukazovateľ úniku tepla.
K1 je koeficient spotreby tepelnej energie cez okná, ktorý má hodnoty 0,85, 1, 1,27, ktorý sa bude líšiť v závislosti od kvality použitých okien a ich izolácie. K2 - množstvo spotreby tepla stenami. Tento koeficient má rovnaký výkon ako v prípade straty tepla oknami. Môže sa líšiť v závislosti od tepelnej izolácie stien (slabá tepelná izolácia - 1,27, priemer (pri použití špeciálnych ohrievačov) - 1, vysoká úroveň tepelnej izolácie má koeficient 0,854). K3 je indikátor, ktorý určuje pomer plôch okien aj podláh (50% - 1,2, 40% - 1,1, 30% - 1,0, 20% - 0,9, 10% - 0,8), nasledujúcim koeficientom je teplota vonku miestnosť (K4 = -35 stupňov - 1,5; -25 stupňov - 1,3; -20 stupňov - 1,1; -15 stupňov - 0,9; -10 stupňov - 0,7).
K5 v tomto vzorci je koeficient, ktorý odráža počet stien smerujúcich von (4 steny - 1,4; 3 steny - 1,3; 2 steny - 1,2; 1 stena - 1,1). K6 predstavuje typ izolácie miestnosti nad tou, pre ktorú sa vykonáva tento výpočet. Ak je vykurované, potom bude koeficient 0,8, ak je tu teplé podkrovie, potom 0,9, ak táto miestnosť nie je nijako vykurovaná, bude koeficient 1. A posledný koeficient, ktorý sa použije pri výpočte podľa tohto vzorec udáva výšku stropov v miestnosti. Ak je výška 4,5 metra, potom je pomer 1,2; 4 metre - 1,15; 3,5 metra - 1,1; 3 metre - 1,05; 2,5 metra - 1.
