Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Проектирането и топлинното изчисление на отоплителната система е задължителен етап в подреждането на отоплението на къща. Основната задача на изчислителните мерки е да се определят оптималните параметри на котела и радиаторната система.

Съгласен съм, на пръв поглед може да изглежда, че изчисляването на топлинна техника само от инженер. Но не всичко е толкова трудно. Познавайки алгоритъма на действията, той ще се окаже самостоятелно да извърши необходимите изчисления.

В статията се описва процедурата за изчисляване и се дават всички необходими формули. За по-добро разбиране сме подготвили пример за термично изчисление за частна къща.

Термично изчисляване на отоплението: общ ред

Класическото термично изчисление на отоплителната система е консолидиран технически документ, който включва задължителни стандартни стандартни изчислителни методи.

Но преди да се проучат тези изчисления на основните параметри, трябва да се вземе решение за концепцията за самата отоплителна система.

Изчисленията и компетентното проектиране на автономни отоплителни кръгове са необходими за избора на оборудване, което може да отоплява къща на определена площ Изчисленията се правят по отношение на най-студения месец на годината, т.е. за периода на максимално натоварване на системата При изчисленията се вземат предвид загубите, настъпващи през отворите на прозорците и вратите, както и чрез вентилационната система, свързана с улицата. Винаги се вземат под внимание топлинните характеристики на строителните конструкции, една от задачите на които е да се запази топлината Независимата отоплителна система на частна къща трябва да се справи с нагряването на въздуха, влизащ през отворите по време на вентилационния период и през отворените врати. Котелът на независима отоплителна система трябва да се справи с възстановяването на топлинните загуби. Неговата мощност трябва да позволява поддържането на температурата в къщата + 20º С След определяне на оптималната мощност на котела изберете най-подходящата единица за ефективност и експлоатационни разходи За системи с принудително движение на охлаждащата течност се извършват хидравлични изчисления за избор на помпата и оптималния диаметър на тръбите

Отоплителната система се характеризира с принудителен поток и неволно разсейване на топлината в помещението.

Основните задачи при изчисляването и проектирането на отоплителната система:

  • най-надеждно определят топлинните загуби;
  • определя броя и условията за използване на охладителя;
  • най-точно изберете елементите на генериране, движение и освобождаване на топлина.

При изграждането на отоплителна система е необходимо първоначално да се съберат различни данни за помещението / сградата, където ще се използва отоплителната система. След като изчислите топлинните параметри на системата, анализирайте резултатите от аритметичните операции.

Въз основа на получените данни, компонентите на отоплителната система се избират с последваща покупка, монтаж и пускане в експлоатация.

Отоплението е многокомпонентна система за осигуряване на одобрени температурни условия в помещение / сграда. Той е обособена част от комуникационния комплекс на модерно жилище.

Трябва да се отбележи, че този метод на топлинно изчисление ви позволява да изчислите доста точно голям брой количества, които конкретно описват бъдещата отоплителна система.

В резултат на топлинното изчисление ще бъде на разположение следната информация:

  • броя на топлинните загуби, мощност на котела;
  • броя и вида на отоплителните радиатори за всяка стая поотделно;
  • хидравлични характеристики на тръбопровода;
  • обем, скорост на охлаждащата течност, мощност на термопомпата.

Термичното изчисление не е теоретични скици, а доста точни и разумни резултати, които се препоръчват да се използват на практика при избора на компоненти на отоплителната система.

Стандарти за температурни условия на помещенията

Преди извършване на каквито и да било изчисления на системните параметри е необходимо да се знае поне реда на очакваните резултати, както и да се имат стандартизирани характеристики на някои таблични стойности, които трябва да се заменят във формули или да се ръководят от тях.

След извършване на изчисленията на параметрите с такива константи, може да бъдете сигурни в надеждността на желания динамичен или постоянен параметър на системата.

За помещения с различно предназначение съществуват референтни стандарти за температурни режими на жилищни и нежилищни помещения. Тези стандарти са залегнали в така наречения ГОСТ.

За отоплителната система един от тези глобални параметри е температурата в помещението, която трябва да е постоянна, независимо от периода на годината и условията на околната среда.

Съгласно разпоредбите на санитарните норми и правила има разлики в температурата спрямо летния и зимния период на годината. Температурното състояние на помещението през летния сезон е отговорност на климатичната система, принципът на неговото изчисление е описан подробно в тази статия.

Но температурата на въздуха в помещението през зимата се осигурява от отоплителната система. Затова се интересуваме от температурните диапазони и техните допустими отклонения за зимния сезон.

Повечето нормативни документи определят следните температурни диапазони, които позволяват на човек да бъде удобно в една стая.

За нежилищни офиси тип до 100 m 2 :

  • 22-24 ° С - оптимална температура на въздуха;
  • 1 ° С - допустимото колебание.

За офисни помещения с площ над 100 m 2, температурата е 21-23 ° C. За нежилищни промишлени тип температурните диапазони варират значително в зависимост от предназначението на помещенията и установените стандарти за защита на труда.

Всеки човек има „комфортна“ стайна температура. Някой обича да бъде много топъл в стаята, някой е удобен, когато стаята е хладна - всичко е доста индивидуално

По отношение на жилищни помещения: апартаменти, частни къщи, имоти и др. Има определени температурни диапазони, които могат да бъдат коригирани в зависимост от желанията на обитателите.

И все пак за конкретни помещения на апартамент и къща имаме:

  • 20-22 ° С - живот, включително деца, стая, толеранс ± 2 ° С -
  • 19-21 ° С - кухня, тоалетна, толеранс ± 2 ° С;
  • 24-26 ° С - баня, душ, басейн, толеранс ± 1 ° С;
  • 16-18 ° С - коридори, коридори, стълбища, складови помещения, толеранс + 3 ° С

Важно е да се отбележи, че има няколко основни параметъра, които влияят на температурата в помещението и които трябва да се ръководят при изчисляване на отоплителната система: влажност (40-60%), концентрация на кислород и въглероден диоксид във въздуха (250: 1), скорост на въздуха маси (0.13-0.25 m / s) и др.

Изчисляване на топлинните загуби в къщата

Според втория закон на термодинамиката (училищна физика) няма спонтанен трансфер на енергия от по-малко нагряти до по-нагрявани мини- или макро-обекти. Специален случай на този закон е "желанието" за създаване на температурно равновесие между две термодинамични системи.

Например, първата система е среда с температура от -20 ° С, втората система е сграда с вътрешна температура от + 20 ° С. Според горния закон, тези две системи ще се стремят да се балансират чрез обмен на енергия. Това ще се случи чрез загуба на топлина от втората система и охлаждане в първата.

Определено можем да кажем, че температурата на околната среда зависи от географската ширина, на която се намира частната къща. А температурната разлика влияе върху количеството на изтичане на топлина от сградата (+)

Загубата на топлина означава принудително освобождаване на топлина (енергия) от някой обект (къща, апартамент). За един обикновен апартамент този процес не е толкова “забележим” в сравнение с частна къща, тъй като апартаментът се намира във вътрешността на сградата и се “съчетава” с други апартаменти.

В частна къща, през външните стени, пода, покрива, прозорците и вратите, в известна степен, топлината „излиза“.

Познавайки големината на топлинните загуби за най-неблагоприятните метеорологични условия и характеристиките на тези условия, е възможно да се изчисли точно мощността на отоплителната система.

Така обемът на изтичане на топлина от сградата се изчислява по следната формула:

Q = Q етаж + Q стена + Q прозорец + Q покрив + Q врата + … + Q i, където

Qi е обемът на топлинните загуби от единния тип обвивка на сградата.

Всеки компонент на формулата се изчислява по формулата:

Q = S * /T / R, където

  • Q - изтичане на топлина, V;
  • S - площта на определен вид строителство, квадратен. m;
  • IsT е температурната разлика между околния въздух и вътре в помещението, ° C;
  • R - термично съпротивление на определен тип конструкция, m 2 * ° C / W.

Препоръчва се самото количество топлинна устойчивост за действително съществуващи материали да се вземе от допълнителните таблици.

В допълнение, термичното съпротивление може да се получи, като се използва следната връзка:

R = d / k, където

  • R - топлинно съпротивление, (m 2 * K) / W;
  • k е коефициентът на топлопроводимост на материала, W / (m 2 * K);
  • d е дебелината на този материал, m.

В стари къщи с мокър покрив, течове се появяват през горната част на сградата, а именно през покрива и тавана. Провеждането на дейности за изолиране на тавана или мансарден покрив с топлоизолация решава този проблем.

Ако сте затоплили таванското пространство и покрива, тогава общите загуби на топлина от къщата могат да бъдат значително намалени

В къщата има няколко вида загуба на топлина през пукнатините в конструкциите, вентилационната система, кухненския капак, отварянето на прозорци и врати. Но като се вземе предвид техният обем, няма смисъл, тъй като те съставляват не повече от 5% от общия брой течове на основната топлина.

Определяне на мощността на котела

За поддържане на температурната разлика между околната среда и температурата в къщата е необходима автономна отоплителна система, която поддържа правилната температура във всяка стая на частна къща.

Основата на отоплителната система са различни видове котли: течни или твърди, електрически или газови.

Котелът е централната част на отоплителната система, която генерира топлина. Основната характеристика на котела е неговата мощност, а именно скоростта на превръщане, количеството топлина за единица време.

След като изчислим топлинния товар на отоплението, получаваме необходимата номинална мощност на котела.

За обикновен многостаен апартамент, мощността на котела се изчислява чрез площта и специфичната мощност:

P котел = (S стаи * P специфични ) / 10, където

  • S стаи - общата площ на отопляваното помещение;
  • P надлъжна - специфична мощност спрямо климатичните условия.

Но тази формула не взема предвид загубата на топлина, която е достатъчна в частна къща.

Има друга връзка, която отчита този параметър:

P котел = (Q загуба * S) / 100, където

  • P котел - мощност на котела;
  • Q загуба - загуба на топлина;
  • S - отопляема площ.

Трябва да се увеличи проектният капацитет на котела. Запасът е необходим, ако планирате да използвате котела за затопляне на вода за банята и кухнята.

В повечето системи за отопление на частни къщи се препоръчва използването на разширителен резервоар, в който ще се съхранява охлаждащата течност. Всеки частен дом се нуждае от топла вода.

За да осигурите резервна мощност на котела в последната формула, трябва да добавите коефициента на безопасност К:

P котел = (Q загуба * S * K) / 100, където

K - ще бъде равен на 1, 25, т.е. изчислената мощност на котела ще се увеличи с 25%.

По този начин капацитетът на котела осигурява възможност за поддържане на стандартната температура на въздуха в помещенията на сградата, както и да има начален и допълнителен обем топла вода в къщата.

Характеристики на избор на радиатори

Стандартните компоненти за осигуряване на топлина в помещението са радиатори, панели, системи за подово отопление, конвектори и др. Най-често срещаните части на отоплителната система са радиатори.

Топлинният радиатор е специална куха модулна конструкция от сплав с висок топлообмен. Изработен е от стомана, алуминий, чугун, керамика и други сплави. Принципът на работа на радиатора на отопление се свежда до излъчване на енергия от охлаждащата течност в пространството на помещението през „венчелистчетата”.

Алуминиевият и биметален радиатор за отопление заменя масивните чугунени батерии. Лесното производство, високият пренос на топлина, добрият дизайн и дизайн правят този продукт популярен и популярен инструмент за излъчване на топлина в помещението.

Има няколко метода за изчисляване на радиаторите в помещението. Следният списък от методи се сортира по реда на увеличаване на точността.

Опции за изчисление:

  1. По площ . N = (S * 100) / C, където N е броят на секциите, S е площта на помещението (m 2 ), C е топлинната мощност на една секция от радиатора (W, взета от този паспорт или сертификат за продукт), 100 W е количеството топлинен поток което е необходимо за отопление 1 m 2 (емпирична стойност). Възниква въпросът: как да се вземе предвид височината на тавана на стаята?
  2. По обем . N = (S * H * 41) / C, където N, S, С е подобен. H - височина на помещението, 41 W - количеството топлинен поток, което е необходимо за отопление 1 m 3 (емпирична стойност).
  3. По коефициенти . N = (100 * S * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7) / C, където N, S, С и 100 са подобни. K1 - отчитане на броя на камерите в прозореца на стъклената единица на помещението, K2 - изолация на стените, K3 - съотношението на площта на прозорците към площта на помещението, K4 - средната отрицателна температура през най-студената седмица на зимата, K5 - броя на външните стени на помещението (които излизат навън) K6 - тип стая над, K7 - височината на тавана.

Това е най-точната версия на изчислението на броя на секциите. Естествено, закръгляването на частичните резултати от изчисленията винаги се прави на следващото цяло число.

Хидравлично изчисляване на водоснабдяването

Разбира се, "картината" на изчислението на топлината за отопление не може да бъде пълна без изчисляване на такива характеристики като обем и скорост на охладителя. В повечето случаи охлаждащата течност е обикновена вода в течно или газообразно агрегатно състояние.

Препоръчва се да се изчисли реалният обем на топлоносителя чрез сумиране на всички кухини в отоплителната система. При използване на едноконтурен котел - това е най-добрият вариант. При използване на двуконтурни котли в отоплителната система е необходимо да се вземат предвид разходите за топла вода за хигиенни и други битови нужди.

Изчисляването на обема на водата, загрята от двуконтурен котел, за осигуряване на жителите с топла вода и топлина на охлаждащата течност се извършва чрез сумиране на вътрешния обем на отоплителния кръг и действителните нужди на потребителите в нагрята вода.

Обемът на горещата вода в отоплителната система се изчислява по формулата:

W = k * P, където

  • W е обемът на топлоносителя;
  • P е мощността на отоплителния котел;
  • k - фактор на мощността (брой литри на единица мощност, равен на 13, 5, диапазон - 10-15 литра).

В резултат на това крайната формула изглежда така:

W = 13.5 * Р

Скоростта на охлаждащата течност - окончателната динамична оценка на отоплителната система, която характеризира скоростта на циркулация на флуида в системата.

Тази стойност помага за оценка на вида и диаметъра на тръбопровода:

V = (0.86 * P * μ) /, T, където

  • P - мощност на котела;
  • μ - ефективност на котела;
  • IsT е температурната разлика между захранващата вода и веригата на връщащата вода.

Използвайки горните методи на хидравлични изчисления, ще бъде възможно да се получат реални параметри, които са "основата" на бъдещата отоплителна система.

Пример за топлинно изчисление

Като пример за термично изчисление има обикновена едноетажна къща с четири дневни, кухня, баня, „зимна градина” и сервизни помещения.

Фундаментът е изработен от монолитна стоманобетонна плоча (20 см), външните стени са бетонни (25 см) с мазилка, покривът е от дървени греди, покривът е метална и минерална вата (10 см)

Означават се първоначалните параметри на къщата, необходими за изчисленията.

Размери на сградата:

  • височина на пода - 3 м;
  • малък прозорец отпред и отзад на сградата 1470 * 1420 мм;
  • голям прозорец на фасадата 2080 * 1420 мм;
  • входни врати 2000 * 900 мм;
  • задни врати (достъп до терасата) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Общата ширина на сградата е 9, 5 м 2, дължина 16 м 2 . Ще се отопляват само дневни (4 бр.), Баня и кухня.

За точното изчисляване на топлинните загуби по стените от зоната на външните стени, извадете площта на всички прозорци и врати - това е напълно различен вид материал с неговата термична устойчивост.

Започваме с изчисляване на площите на хомогенни материали:

  • РЗП - 152 м 2 ;
  • площта на покрива е 180 m 2, като се взема предвид височината на тавана 1, 3 m и ширината на гредата 4 m;
  • площта на прозорците е 3 * 1.47 * 1.42 + 2.08 * 1.42 = 9.22 m 2 ;
  • площта на вратите е 2 * 0.9 + 2 * 2 * 1.4 = 7.4 m 2 .

Площта на външните стени ще бъде 51 * 3-9.22-7.4 = 136.38 m 2 .

Пристъпваме към изчисляване на топлинните загуби за всеки материал:

  • Q етаж = S * *T * k / d = 152 * 20 * 0.2 / 1.7 = 357.65 W;
  • Q покрив = 180 * 40 * 0.1 / 0.05 = 14400 W;
  • Q прозорец = 9.22 * 40 * 0.36 / 0.5 = 265.54 W;
  • Q врата = 7.4 * 40 * 0.15 / 0.75 = 59.2 W;

А Q стената е еквивалентна на 136.38 * 40 * 0.25 / 0.3 = 4546. Сумата от всички топлинни загуби ще бъде 19628.4 вата.

В резултат се изчислява мощността на котела: P котел = Q загуба * S отоплителна стая * 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 кВт.

Изчислете броя на секциите на радиаторите ще произвеждат за една от стаите. За всички други изчисления са подобни. Например, ъглова стая (отляво, долният ъгъл на диаграмата) е с площ от 10, 4 м2.

Това означава, че 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.

Тази стая изисква 9 секции на радиатор с топлинна мощност от 180 вата.

Обръщаме се към изчисляването на количеството на охлаждащата течност в системата - W = 13.5 * P = 13.5 * 21 = 283.5 l. Това означава, че скоростта на охлаждащата течност ще бъде: V = (0.86 * P * μ) / =T = (0.86 * 21000 * 0.9) /20=812.7 l.

В резултат на това пълното завъртане на общия обем на охлаждащата течност в системата ще бъде равно на 2, 87 пъти за един час.

Изборът на изделия за топлинни изчисления ще помогне да се определят точните параметри на елементите на отоплителната система:

  1. Изчисляване на отоплителната система на частен дом: правилата и примерите за изчисление
  2. Топлотехническо изчисление на сграда: специфичност и формули за извършване на изчисления + практически примери

Заключения и полезно видео по темата

Едно просто изчисление на отоплителната система за частна къща е представено в следния преглед:

Всички тънкости и общоприети методи за изчисляване на топлинните загуби на сградата са показани по-долу:

Друг начин за изчисляване на изтичането на топлина в типичен частен дом:

Това видео разказва за характеристиките на движението на енергийния носител за домашно отопление:

Топлинното изчисление на отоплителната система е индивидуално, то трябва да се извършва правилно и точно. Колкото по-точни ще бъдат направените изчисления, толкова по-малко надплащане ще има за собствениците на селска къща в процеса на експлоатация.

Имате опит в извършването на топлинното изчисление на отоплителната система? Или имате въпроси по темата? Моля, споделете вашето мнение и оставете коментари. Блокът за обратна връзка се намира по-долу.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Отопление