Beregning av varmelast på oppvarming og tilhørende mengder

Hvordan beregnes den beregnede termiske belastningen ved oppvarming? Hvilke faktorer påvirker hjemmeens behov for varme? Hvordan velge de optimale oppvarmingsapparatene? I artikkelen vil vi prøve å svare på disse og noen andre spørsmål.

Lettere, enda enklere

Umiddelbart foreta en reservasjon: Denne artikkelen er rettet mot eiere av private hus og leiligheter med uavhengig oppvarming. Metoder for å beregne oppvarmingssystemene i flerleilighetskonstruksjoner er ganske komplekse og må ta hensyn til mange faktorer: ventilasjonsarbeidet, vindrosen, graden av innbygging av bygningen og mye mer.

I tilfelle når det gjelder oppvarming av et lite hus, er det lettere å plukke opp varmeeffekten med en viss margin. Prisen på flere flere deler av batteriet virker ikke ødeleggende mot bakgrunnen av den totale byggekostnaden.

Driftskostnadene, med riktig organisering, vil imidlertid ikke øke i det hele tatt: termostater og gasspjeld vil begrense varmekapasiteten på varme dager når det ikke er etterspurt.

Så: Målet vårt er å lære å beregne belastningen på oppvarming på den mest enkle og forståelige måten for en ikke-spesialist.

Hva vi tror

Vi må lære å telle:

• Total varmeeffekt (total effekt av varmeovner, og i tilfelle av et autonomt system, også kraften til kjelen).
• Separat varmekraft i et enkeltrom.

I tillegg vil vi berøre flere relaterte verdier:

• Beregning av mengden kjølevæske og volumet av ekspansjonstanken til varmesystemet.

• Valg av ytelsen til sirkulasjonspumpen.
• Valg av optimal fylldiameter.

Total varmeeffekt

Etter område

For et halvt århundre siden tilbyr SNiPs det enkleste beregningssystemet som mange bruker til denne dagen: 100 watt varme blir tatt per kvadratmeter oppvarmet rom. På et hus på 100 kvadrater trenger 10 kW. Point.

Enkel, forståelig og for unøyaktig.

Årsakene?

1. SNiPs ble utviklet for boligbygg. Varme lekkasjer i en leilighet omgitt av oppvarmede lokaler og i et privat hus med is luft utover veggene er uforlignelig.
2. Beregningen er riktig for leiligheter med en takhøyde på 2,5 meter. Et høyere tak vil øke volumet på rommet, og derfor kostnaden for varme.

1. Gjennom vinduer og dører er mye mer termisk energi tapt enn gjennom vegger.
2. Til slutt vil det være logisk å anta at varmetapet i Sochi og Yakutsk vil variere sterkt. Øke temperatur deltaet mellom rommet og gaten vil doble varmeforbruket for oppvarming nøyaktig to ganger. Fysikk, imidlertid.

Etter volum

For lokaler med standardisert termisk motstand av inneslutende strukturer (for Moskva - 3,19 m2 * C / W), kan beregningen av varmekraftvolum i rommet brukes.

• 40 watt varme blir tatt per kubikkmeter oppvarmet leilighetsvolum. For en kubikkmeter volum av et privat hus uten vanlige vegger med nærliggende oppvarmede bygninger - 60.

• 100 watt termisk energi legges til basisverdien for hvert vindu. På hver dør som fører til gaten - 200.
• Strømmen mottas multipliseres med den regionale koeffisienten:

La oss igjen beregne behovet for termisk varmekraft til et hus med et areal på 100 kvadrater, men nå angir vi oppgaven:

1. Høyden på tak på 3,2 meter gir oss et internt volum på huset på 3,2 * 100 = 320 m3.
2. Den grunnleggende termiske effekten vil være 320 * 60 = 19200 watt.
3. Vinduer og dører vil gjøre sin bit: 19200+ (100 * 8) + (200 * 2) = 20.400 watt.
4. Den forfriskende kulden i januar vil tvinge oss til å bruke en klimakoeffisient på 1,7. 20400 * 1,7 = 34640 watt.

Som det er lett å se, er forskjellen med beregningen i henhold til den første ordningen ikke bare stor - det er slående.

Hva å gjøre hvis kvaliteten på husets isolasjon er betydelig bedre eller verre enn byggforskriften krever Termisk beskyttelse av bygninger?

Volum og koeffisient for oppvarming

Instruksjonen for denne situasjonen kommer ned til å bruke en formel av skjemaet Q = V * Dt * K / 860, hvor:

• Q - den kjære indikatoren for termisk kraft i kilowatt.
• V - Volum av oppvarmet rom.
• Dt er deltaet av temperaturer mellom rommet og gaten på toppen av kulde.
• K - koeffisient avhengig av graden av isolasjon av bygningen.

To variabler krever separate kommentarer.

Delta temperaturer er tatt mellom den foreskrevne SNiP boligtemperaturen (+18 for områder med lavere vintertemperaturer ned til -31 ° C og +20 for områder med sterkere frost) og et gjennomsnittlig minimum av den kuleste måneden. Fokus på absolutt minimum er ikke verdt det: rekordkjøling er sjelden, og beklager det ufrivillige ordspillet, været gjør det ikke.

Vektningsfaktoren kan utledes ved å tilnærme dataene fra følgende tabell:

La oss igjen utføre beregningen av varmelastene på oppvarming til huset vårt i Tynda, og angi at det er isolert med en skumplastjakke 150 mm tykk og beskyttet mot været ved tredoble vinduer.

Faktisk er ellers ikke moderne hus i forhold til Nordområdene bygget.

1. Temperaturen inne i huset antas å være +20 C.
2. Det gjennomsnittlige minimumet av januar vil bli bedt om å bli bedt om av den velkjente Internet-encyklopedi. Det er lik -33C.
3. Dermed er Dt = 53 grader.
4. Vi tar varmeisolasjonskoeffisienten til 0,7: den varmeisolasjonen som beskrives av oss ligger nær den øvre grensen for effektivitet.

Q = 320 * 53 * 0,7 / 860 = 13,8 kW. Det er denne verdien som er verdt å bli styrt av når du velger en kjele.

Utvalg av strøm av varmeapparatet

Hvordan beregne den termiske belastningen på konturdelen som svarer til et enkeltrom?

Enkelt enkelt: utfør beregningen på ett av de ovennevnte ordene, men for volumet på rommet. For eksempel vil et rom på 10 m2 ha nøyaktig 1/10 av den totale varmeutgangen; Ifølge beregningen i henhold til siste ordning, er den lik 1380 watt.

Hvordan velge en varmeapparat med de ønskede egenskapene?

I det generelle tilfellet, bare ved å undersøke dokumentasjonen for radiatoren eller konvektoren du har observert. Produsenter angir vanligvis varmeflussverdien for en enkelt seksjon eller hele instrumentet.

Nuance: Varmeflensen er vanligvis indikert for 70-graders temperatur delta mellom kjølevæsken og luften i rommet. Ved å redusere dette deltaet med halvparten vil det oppstå en todobling i strømmen.

Hvis dokumentasjonen og produsentens nettsted av en eller annen grunn ikke er tilgjengelig, kan du bruke følgende gjennomsnittlige verdier:

Vi bør også spesifisere beregningen av varmeoverføringsregisteret.

For et horisontalt rør av sirkulært snitt beregnes det med formelen Q = Pi * Dn * L * k * Dt, hvor:

• Q - termisk kraft i watt;
• Pi er tallet pi, tatt til å være 3,1415;
• Dn er den ytre diameteren av registerdelen i meter.
• L - rørlengde i meter.
• k er koeffisienten for termisk ledningsevne, som for stålrør er tatt til å være 11,63 W / m2 * C;
• Dt - delta temperatur mellom kjølevæsken og luften i rommet.

Et typisk register består av flere seksjoner. Samtidig er alle, bortsett fra de første, i den oppadgående strømmen av varm luft, noe som reduserer Dt-parameteren og direkte påvirker varmeoverføringen. Det er derfor en ekstra faktor på 0,9 brukes for den andre og andre seksjoner.

La oss følge eksempelet denne beregningen.

La oss beregne varmekapasiteten til et fire-seksjonsregister med en lengde på tre meter, laget av et rør med en ytre diameter på 208 mm, ved en kjølevannstemperatur på 70 grader og en lufttemperatur i rommet på 20 grader.

1. Kraften til den første delen vil være 3,1415 * 0,208 * 3 * 11,63 * 50 = 1140 watt (avrundet til et heltall).
2. Kraften til den andre og andre seksjoner er lik 1140 * 0,9 = 1026 watt.
3. Den totale termiske kraften til registret er 1140+ (1026 * 3) = 4218 watt.

Ekspansjonstank kapasitet

Dette er en av parametrene som må beregnes i et autonomt varmesystem. Ekspansjonstanken må ta imot overflødig kjølemiddel under dens termiske ekspansjon. Prisen på utilstrekkelig volum - konstant drift av sikkerhetsventilen.

Men: Overvurdert volum på tanken har ingen negative konsekvenser.

I den enkleste versjonen av beregningen er tanken tatt lik 10% av den totale mengden kjølevæske i kretsen. Hvordan finne ut hvor mye kjølevæske?

Her er et par enkle løsninger:

• Systemet er fylt med vann, hvorpå det smelter sammen i dimensjonale retter.
• I tillegg, i et balansert system, er volumet av kjølevæske i liter omtrent 13 ganger kraften i kjelen i kilowatt.

En mer kompleks (men også mer nøyaktig) tankberegningsformel ser slik ut:

V = (Vt x E) / D.

I det:

• V er ønsket volum av tanken i liter.
• Vt er volumet av kjølevæske i liter.
• E er ekspansjonskoeffisienten til kjølevæsken ved maksimal driftstemperatur på kretsen.
• D-tank effektivitetsforhold.

Og i dette tilfellet trenger et par parametre kommentarer.

Ekspansjonskoeffisienten av vann, som oftest virker som kjølevæske, når den oppvarmes fra opprinnelig temperatur på + 10 ° C, kan tas fra følgende tabell:

Nyttig: vann-glykolblandinger som brukes som frostvæske til varmekretser, utvides når de oppvarmes litt sterkere. Forskjellen når 0,45% når den oppvarmes til 100 grader 30% glykoloppløsning.

Ekspansjonstankens effektivitetskoeffisient beregnes ved å bruke følgende formel: D = (Pv - Ps) / (Pv + 1).

I det:

• Pv er det maksimale tillatte arbeidstrykket i kretsen. Det er satt til å utløse sikkerhetsventilen. Som regel er den valgt lik 2,5 atmosfærer.
• Ps - tank ladetrykk. Det tilsvarer vanligvis høyden på vannkolonnen i kretsen over tanken. For eksempel, i varmesystemet, hvor toppen av radiatorer i andre etasje stiger over en tank montert i kjelleren, 5 meter, fylles tanken med et trykk på 0,5 atmosfære (som tilsvarer et fem meter hode).

For eksempel, la oss gjøre en gjør-det-selv-tankberegning for følgende forhold:

• Volumet av kjølevæske i kretsen er 400 liter.
• Varmebærer - vann oppvarmet av kjelen fra 10 til 70 grader.
• Sikkerhetsventilen er satt til 2,5 kgf / cm2.
• Ekspansjonstanken oppblåses med luft til et trykk på 0,5 kgf / cm2.

så:

1. Tankens effektivitetsforhold er (2,5-0,5) / (2,5 + 1) = 0,57.

1. Ekspansjonskoeffisienten av vann ved oppvarming til 60 grader er 2,25% eller 0,0225.
2. Tanken skal ha et minimumsvolum på 400 * 0.0225 / 0.57 = 16 (avrundet til nærmeste verdi fra tankstørrelsesområdet) liter.

pumpe

Hvordan velge optimal trykk og pumpe ytelse?

Med alt trykket er enkelt. Den minimale verdien av 2 meter (0.2 kgf / cm2) er tilstrekkelig for konturen av en rimelig lengde.

Henvisning: Varmeanlegget i en boligbygging fungerer når forskjellen mellom blandingen og returflyten er nøyaktig to meter.

Ytelsen kan beregnes i henhold til den enkleste ordningen: hele konturvolumet skal veksle tre ganger i timen. Så for ovennevnte mengde kjølevæske i 400 liter, bør den rimelige minimumsytelsen til sirkulasjonspumpen i varmesystemet med et driftshode være lik 0,4 * 3 = 1,2 m3 / time.

For individuelle deler av kretsen, utstyrt med egen pumpe, kan ytelsen beregnes med formelen G = Q / (1,163 * Dt).

I det:

• G - verdsatt ytelsesverdi i kubikkmeter i timen.
• Q er varmeeffekten av varmeseksjonen i kilowatt.
• 1.163 - Konstant, gjennomsnittlig varmekapasitet på vann.
• Dt er temperaturforskjellen mellom forsynings- og returlinjene i grader Celsius.

Hint: I autonome systemer er det vanligvis tatt lik 20 grader.

Så, for en krets med en termisk effekt på 5 kilowatt ved en 20-graders delta mellom strømnings- og returstrømmen, er det nødvendig med en pumpe med en kapasitet på minst 5 / (1,163 * 20) = 0,214 m3 / t.

Rørdiameter

Hvordan velge den optimale fyllediameteren i kretsen med en kjent varmeutgang?

Formelen D = 354 * (0.86 * Q / Dt) / v hjelper her.

I det:

• D er rørets innvendige diameter i centimeter.
• Q er den termiske effekten av kretsen i kilowatt.
• Dt er delta-temperaturen mellom strømmen og returrøret. Husk at en typisk Dt-verdi for et autonomt varmesystem er 20 C.
• v - strømningshastighet. Verdien av dens verdier er fra 0,6 til 1,5 m / s. Ved lavere hastigheter øker temperaturforskjellen mellom de første og de siste radiatorene i kretsen; På høyere nivåer blir hydraulisk støy merkbar.

La oss beregne minimumsdiameteren for den beryktede konturen med en kapasitet på 5 kW ved en vannhastighet i rørene på 1 m / s.

D = 354 * (0,86 * 5/20) / 1 = 4,04 mm. På den praktiske siden betyr dette at du kan ta rør av den minste tilgjengelige størrelsen og ikke være redd for langsom sirkulasjon i dem.

konklusjon

Vi håper at overflod av formler og tørre tall ikke er lei av en respektert leser. Som vanlig vil den vedlagte videoen gi ham ytterligere faginformasjon. Lykke til!