Osnovni parametri in metode za izračun ogrevanja

GOST R 54860-2011 ureja potrebo po izračunih pri organizaciji komunikacij za oskrbo s toploto. Pred ureditvijo glavnega voda mora lastnik določiti potrebne parametre kotla in baterij. Izvajajo se tudi ogrevalni izračuni za ugotavljanje energetske učinkovitosti opreme in verjetnih toplotnih izgub.

Parametri oblikovanja

Tehnologija izračuna vam omogoča, da izberete toplotni sistem, ki je primeren glede na moč in dolžino za hišo ali stanovanje. Izračun se izvede na podlagi več začetnih vrednosti:

• površina stavbe, njena višina od stropa do tal, notranja prostornina;
• vrsta objekta in prisotnost drugih zgradb ob njem;
• materiali za gradnjo streh, tal in stropov;
• število okenskih in vratnih odprtin;
• namensko rabo delov hiše;
• trajanje ogrevalne sezone in povprečna temperatura v tem obdobju;
• značilnosti vrtnice vetrov in geografije območja;
• verjetna sobna temperatura;
• posebnosti priključnih točk na plin, električne komunikacije in oskrbo z vodo.

Upoštevati je treba izolacijo vrat, oken in sten.

Izračuni glede na prostornino prostora

Izračune ogrevanja glede na prostornino bivalne površine odlikuje natančnost podatkov. Priporočljivo je, da ga obravnavate na primeru: hiša 80 m2 v moskovski regiji z višino stropa 3 m, 6 okni in 2 vrati, ki se odpirajo navzven. Algoritem dejanj bo naslednji:

1. Izračun skupne prostornine stavbe. Parametri vsake sobe se seštejejo ali pa se uporablja splošno načelo - 80x3 = 240 m3.
2. Štetje števila odprtin, ki gledajo navzven - 6 oken + 2 vrat = 8.
3. Določitev regionalnega koeficienta za moskovsko regijo, ki spada v osrednjo cono Ruske federacije. To bo enako 1,2. Vrednost za druge regije najdete v tabeli.

4. Izračun za podeželsko kočo. Prvo dobljeno vrednost pomnožimo s 60: 240x60=14.400.
5. Pomnožite z regionalnim popravkom. 14.400x1,2=17.280.
6. Število oken pomnožimo s 100, vrat z 200 in rezultat seštejemo: 6x100+2x200=1000.
7. Seštevanje podatkov, pridobljenih na stopnjah št. 5 in št. 6: 17.280+1000=18.280.

Moč ogrevalnega sistema bo 18.280 W brez upoštevanja materialov nosilnih sten, talnih oblog in toplotnoizolacijskih lastnosti hiše.V izračunih ni popravka za naravno prezračevanje, zato bo rezultat približen.

Izračuni glede na število nadstropij

Prebivalci večstanovanjske stavbe plačujejo komunalne storitve glede na število nadstropij. Višja kot je hiša, ceneje je ogrevanje. Iz tega razloga je izračun ogrevalnega sistema vezan na višino stropov:

• ne več kot 2,5 m – koeficient 1;
• od 3 do 3,5 m – koeficient 1,05;
• od 3,5 do 4,5 – koeficient 1,1;
• od 4,5 – koeficient 2.

Komunikacije se lahko izračunajo po formuli N=(S*H*41)/C, kjer:

• n – število odsekov radiatorjev;
• S - površina hiše;
• C – toplotna moč ene baterije, navedena v potnem listu;
• n - višina prostora;
• 41 W – porabljena toplota za ogrevanje 1 m3 (empirična vrednost).

Pri izračunih se upošteva tudi nadstropje bivanja, lokacija prostorov, prisotnost podstrešja in njegova toplotna izolacija.

Za sobo v prvem nadstropju trinadstropne stavbe je koeficient nastavljen na 0,82.

Izbira ogrevalnega kotla

Ogrevalne enote so glede na predvideni namen enokrožne in dvokrožne, vgrajene pa so lahko stenske ali talne. Kotli se razlikujejo tudi po vrsti goriva.

Modifikacije plina

Proizvajalci proizvajajo različne naprave, zato pri izbiri bodite pozorni na naslednje dejavnike:

• Namen namestitve ogrevalnih komunikacij. Za ogrevanje se uporabljajo enokrožne možnosti, dvokrožne z vgrajenim kotlom 150-180 litrov pa lahko hišo oskrbijo s toplo vodo in jo ogrejejo.
• Število izmenjevalnikov toplote v dvokrožnem modelu.En sam bitermični element segreva vodo kot hladilno sredstvo in vir tople vode hkrati. Pri izvedbah z dvema kurilnima enotama se primarna uporablja za ogrevanje, sekundarna pa za ogrevanje sanitarne vode.
• Material izmenjevalnika toplote. Lito železo dolgo akumulira toploto in ne korodira; jeklo je praktično neobčutljivo na temperaturna nihanja.
• Vrsta zgorevalne komore. Odprta komora deluje na naravni vlek, zato kotel potrebuje ločen prostor z dobrim prezračevanjem. Zaprta enota odstranjuje produkte zgorevanja skozi koaksialni vodoravni dimnik.
• Značilnosti vžiga. V načinu električnega vžiga bo stenj stalno gorel, vendar oprema za delovanje potrebuje elektriko. Modeli s piezo vžigom so neodvisni, vendar se vklopijo ročno.

Kondenzacijske plinske enote z vodnim ekonomizatorjem se razlikujejo po zmogljivosti, vendar se pristojbina za gorivo poveča skoraj dvakrat.

Električni modeli

Naprave odlikuje skoraj tiho delovanje, kompaktnost in varno delovanje. Lastniki hiš in vikend lahko kupijo spremembe:

• Na cevnih grelnih elementih. Naprave z grelnimi telesi so primerne za stensko montažo in so avtomatizirane, vendar se pogosto pokvarijo zaradi vodnega kamna.
• Na elektrodah. Majhne naprave, povezane z vezjem dveh ali več baterij. Kotel je učinkovit, opremljen s temperaturnimi nastavitvami, vendar je občutljiv na hladilno tekočino.
• Indukcija. Opremljeni so s sistemom za zaščito pred pregrevanjem, hitro segrejejo hladilno tekočino in imajo učinkovitost 97%.

Indukcijski kotli so draga oprema.

Kombinirane enote

Ogrevajo katero koli območje, lahko delujejo v univerzalnem načinu in na dveh ali treh vrstah goriva. Tip napajanja izbere uporabnik:

• trdo gorivo + plin;
• trda goriva + elektrika;
• plin + elektrika;
• plin + dizel.

Ena vrsta goriva je glavna, druga je pomožna, ki ne ogreva hiše, ampak samo vzdržuje normalne temperaturne pogoje.

Kotli na trda goriva

Delujejo na drva, žagovino, premog, koks, posebne brikete, so varni in enostavni za uporabo. Za zasebni dom lahko izberete naslednje enote:

• Klasična. Delujejo na principu direktnega zgorevanja, kurišče je treba polniti vsakih 5-6 ur.
• Piroliza. Delujejo na principu zgorevanja ostankov plinov v posebni komori. Gorivo se dodaja vsakih 12-14 ur.

Naprave zahtevajo dimnik z dobrim vlekom in so nameščene v ločenem prostoru. Uporabnik mora občasno očistiti zgorevalni prostor saj in smol.

Naprave na tekoča goriva

Delujejo na dizelsko gorivo, zato so nameščeni v ločenem prostoru. Kotlovnica je opremljena z napo in kvalitetnim prezračevalnim sistemom. Tekoče kurilno olje je shranjeno v zaprtih posodah v ločenem prostoru. Vse naprave na tekoča goriva so avtomatizirane, učinkovite in imajo veliko moč.

Značilnosti izračuna toplotnih izgub

Najpogosteje je toplota odvisna od materiala tal, stropne površine, sten, števila odprtin in izolacijskih lastnosti. Avtonomno ogrevanje lahko izračunate ob upoštevanju toplotnih izgub v zasebni hiši na primeru vogalne sobe s površino 18 m2 in prostornino 24,3 m3.Nahaja se v 1. nadstropju, ima strope 2,75 m ter 2 zunanji steni iz lesa debeline 18 cm, obložen z gips ploščami in tapetami. Soba ima 2 okna dimenzij 1,6x1,1 m, lesena, izolirana, s podom.

Izračun površine:

• Zunanja stena brez oken – S1 = (6+3) x 2,7 – 2×1,1×1,6 = 20,78 m2.
• Okna - S2 = 2×1,1×1,6=3,52 m2.
• Tloris - S3 = 6×3=18 m2.
• Strop - S4 = 6×3 = 18 m2.

Izračun toplotnih izgub površin, Q1:

• Zunanja stena - S1 x 62 = 20,78 × 62 = 1289 W.
• Okna - S2 x 135 = 3×135 = 405 W.
• Strop - Q4 = S4 x 27 = 18×27 = 486 W.

Izračun skupne toplotne izgube s seštevanjem podatkov. Q5=Q+ Q2+Q3+Q4=2810 W.

Skupna toplotna izguba ene sobe na hladen dan je -2,81 kW, kar pomeni, da je dodatno dovedena enaka količina toplote.

Hidravlični izračun

Hidravliko za ogrevanje, nameščeno v zasebni hiši, lahko izračunate, če poznate:

• konfiguracija glavnega voda, vrsta cevovoda in fitingov;
• premer cevi v glavnih odsekih;
• parametri tlaka v različnih conah;
• izguba tlaka nosilca toplote;
• način hidravličnega povezovanja grelnih glavnih elementov.

Na primer, lahko uporabite dvocevni gravitacijski vod z naslednjimi parametri:

• konstrukcijska toplotna obremenitev - 133 kW;
• temperature - tg = 750 stopinj, tо = 600 stopinj;
• predvideni pretok hladilne tekočine - 7,6 kubičnih metrov na uro;
• način priključitve na kotel - hidravlični horizontalni razdelilnik;
• konstantna temperatura, ki se samodejno vzdržuje skozi vse leto - 800 stopinj;
• prisotnost regulatorja tlaka - na vhodu vsakega od razdelilnikov;
• vrsta cevovoda - kovinsko-plastični razvod, jeklo za oskrbo s toploto.

Za lažje izračune lahko uporabite več spletnih programov ali poseben kalkulator. HERZ C.O. 3.5 izračuna po metodi linearne izgube tlaka, DanfossCO je primeren za sisteme z naravno cirkulacijo. Pri izračunu morate izbrati parametre za temperaturo - stopinje Kelvina ali Celzija.

Premer cevi

Razlika med temperaturo ohlajene in vroče hladilne tekočine v dvocevnem sistemu je 20 stopinj. Površina prostora je 18 kvadratnih metrov, stropi so visoki 2,7 m, kroženje toplovoda je prisilno. Izračuni so narejeni na naslednji način:

1. Določitev povprečnih statističnih podatkov. Poraba električne energije je 1 kW na 30 m3, rezerva toplotne moči je 20%.
2. Izračun prostornine prostora. 18 x 2,7 = 48,6 m³.
3. Določitev stroškov električne energije. 48,6 / 30 = 1,62 kW.
4. Iskanje rezervne moči v hladnem vremenu. 1,62x20% = 0,324 kW.
5. Izračun skupne moči. 1,62 + 0,324 = 1,944 kW.

Primeren premer cevi lahko določite iz tabele.

Izbrati morate vrednost skupne moči, ki je čim bližje rezultatu izračuna.

Parametri tlaka

Skupna izguba tlaka predstavlja izgubo tlaka v vsakem odseku. Ta vrednost se izračuna kot vsota izgub zaradi trenja premikajočega se hladilnega sredstva in lokalnega upora. Algoritem štetja:

1. Poiščite lokalni pritisk na območju z uporabo Darcy-Weisbachove formule.
2. Iskanje koeficienta hidravličnega trenja po Alshutlovi formuli.
3. Uporaba tabelaričnih podatkov ob upoštevanju materiala cevi.

Kilograme na uro je mogoče pretvoriti v litre na minuto.

Hidravlična povezava

Hidravlično uravnoteženje je nujen korak za izravnavo hidravličnih izgub. Izračuni so narejeni na podlagi projektne obremenitve, upornosti in tehničnih parametrov cevi, lokalne upornosti odsekov. Prav tako boste morali upoštevati značilnosti namestitve ventilov.

Algoritem za izračun značilnosti odpornosti s tehnologijo:

1. Izračun izgube tlaka na 1 kg/h hladilne tekočine. Merijo se v ∆P, Pa in so sorazmerni s kvadratom pretoka vode v prerezu G, kg/h.
2. Uporaba lokalnega koeficienta upora in seštevek vseh parametrov.

Podatke o dinamičnem tlaku cevi najdete v navodilih proizvajalca.

Značilnosti štetja števila radiatorjev

Za izračun števila radiatorskih elementov je treba upoštevati prostornino stavbe, njene oblikovne značilnosti, material sten in vrsto baterij. Na primer: panelna hiša s toplotnim tokom 0,041 kW. Za sobo 6x4x2,5 m morate izračunati število baterij.

Algoritem izračuna:

1. Določitev prostornine prostora. 6x4x2,5 = 60 m3.
2. Pomnožimo površino prostora s toplotnim tokom, da izračunamo optimalno količino toplotne energije Q. 60 × 0,041 = 2,46 kW.
3. Iskanje števila odsekov N. Rezultat stopnje št. 2 razdelite na toplotni tok enega radiatorja. 2,46 / 0,16 = 15,375 = 16 odsekov.
4. Izbira parametrov radiatorja iz tabele.

Najdaljša življenjska doba cevovoda iz litega železa je 10 let.

Izračun moči kotla

Izračun koristne toplote za ogrevanje posameznega prostora vključuje izračun moči ogrevalne naprave. Ko ga poznate, lahko ustvarite optimalen temperaturni režim. Moč kotla se izračuna po formuli Š = S x Wud/10, kjer:

• S – indikator površine prostora;
• Wud – specifični parametri moči na 10 kubičnih metrov prostora.

Indikator gostote moči je odvisen od regije stalnega prebivališča. Najdete ga v tabeli:

Primer izračuna toplotne moči kotla, priključenega na ogrevalni sistem, za sobo 100 kvadratnih metrov v osrednji regiji bi bil: 100x1,25 / 10 = 12 kW.

Pogosto se uporablja približen izračun: kotel z močjo 10 kW bo ogreval 100 m2.

Kako izbrati grelne naprave

Glede na zunanjo zasnovo so grelne naprave podobne, vendar morate pri izbiri upoštevati oblikovne značilnosti.

Konvekcijske naprave

Grelniki hitro ustvarijo toploto s kroženjem zračnih tokov. Na dnu konvektorjev so luknje za sesanje zraka, znotraj ohišja je grelni element, ki segreva tokove. Konvektorska oprema je lahko:

• Plin - priključi se na hišno omrežje ali jeklenko. Enote so energetsko učinkovite, vendar mora biti njihova namestitev usklajena z regulativnimi organi.
• Voda - povezuje se od spodaj ali s strani, se hitro segreje. Naprave niso primerne za prostore z visokimi stropi.
• Električni – priključeni so na omrežje, imajo izkoristek do 95 % in so tihi.Slaba stran je visoka poraba energije.

Ogrevanje 10 m2 površine s konvektorji zahteva 1 kW/h energije.

Radiatorski sistemi

Na ogrevalno omrežje so priključeni na spodnji, stranski ali univerzalni način. Izdelano iz naslednjih materialov:

• Aluminij je lahek, se hitro segreje in ima visoko toplotno kapaciteto. Navojna povezava zgornjega vstopnega ventila je slabe kakovosti.
• Bimetal - opremljen z jeklenim jedrom in aluminijastim ohišjem. Lahko prenesejo visok pritisk, vendar so dragi.
• Lito železo – odlikuje ga visoka toplotna zmogljivost in dolg čas ohlajanja. Pomanjkljivosti naprav vključujejo počasno segrevanje in veliko težo.

Aluminijaste baterije ne prenesejo nihanj tlaka in niso primerne za stanovanja.

Konvekcijske radiatorske enote

Izvedeni s povezovanjem vodno ogrevanih tal in radiatorjev, se uporabljajo v podeželskih hišah v strežniških regijah. Učinkovito za ogrevanje kotnih ali zastekljenih prostorov. Pod okni lahko namestite sekcijske (4-16 elementov) ali panelne (trdno telo) baterije. Topla tla v prvem nadstropju so prekrita s keramičnimi ploščicami, v drugem - s katerim koli materialom.

Pravila za namestitev grelnih naprav

Regulativne zahteve za namestitev so določene v več SNiP in predvidevajo:

1. Varnostni nadzor temperature radiatorja - ne več kot 70 stopinj.
2. Odstranjevanje baterij 10 cm od stene, 6 cm od tal, 5 cm od dna stene, 2,5 cm od mavčne obloge.
3. Prisotnost nazivnega toplotnega toka je za 60 W manjša od izračunane.
4. Vzpostavljanje povezav znotraj iste sobe.
5. Razpoložljivost avtomatskih regulacijskih ventilov v stanovanjskih prostorih in ročnega krmiljenja v kopalnicah, kopalnicah, garderobah, shrambah.
6. Ohranite naklon dovodnega voda glede na gibanje hladilne tekočine za 5-10 mm.
7. Navojna povezava aluminijastih in bakrenih naprav.
8. Stalno polnjenje sistema s hladilno tekočino.

Dokumenti tudi ugotavljajo potrebo po preventivnem pregledu in čiščenju naprav pred prahom pred začetkom ogrevalnega obdobja in enkrat na 3-4 mesece med obratovanjem.

Toplotni izračuni za ogrevalne komunikacije se izvajajo individualno. Od natančnosti in točnosti izračunov je odvisna energetska učinkovitost, varnost in enostavnost uporabe sistema.