Neodvisen izračun ogrevalne obremenitve: urni in letni kazalniki

Kako optimizirati stroške ogrevanja? Ta problem je mogoče rešiti le s celostnim pristopom, ki upošteva vse parametre sistema, stavbe in podnebne značilnosti regije. V tem primeru je najpomembnejša komponenta toplotna obremenitev pri ogrevanju: izračun urnih in letnih indikatorjev je vključen v sistem za izračun učinkovitosti sistema.

Zakaj morate poznati ta parameter?

Kakšen je izračun toplotne obremenitve za ogrevanje? Določa optimalno količino toplotne energije za vsak prostor in objekt kot celoto. Spremenljive količine so moč ogrevalne opreme - kotla, radiatorjev in cevovodov. Upoštevane so tudi toplotne izgube hiše.

V idealnem primeru bi morala toplotna moč ogrevalnega sistema nadomestiti vse toplotne izgube in hkrati vzdrževati udobno raven temperature. Zato morate pred izračunom letne ogrevalne obremenitve določiti glavne dejavnike, ki nanjo vplivajo:

• Značilnosti strukturnih elementov hiše. Zunanje stene, okna, vrata, prezračevalni sistemi vplivajo na stopnjo toplotne izgube;
• Dimenzije hiše. Logično je domnevati, da večja kot je soba, bolj intenzivno mora delovati ogrevalni sistem. Pomemben dejavnik v tem primeru ni le skupna prostornina vsake sobe, temveč tudi površina zunanjih sten in okenskih konstrukcij;
• Podnebje v regiji. Pri razmeroma majhnih padcih zunanjih temperatur je za nadomestitev toplotnih izgub potrebna majhna količina energije. Tisti. Največja urna ogrevalna obremenitev je neposredno odvisna od stopnje znižanja temperature v določenem časovnem obdobju in povprečne letne vrednosti za ogrevalno sezono.

Ob upoštevanju teh dejavnikov se sestavijo optimalni toplotni pogoji delovanja ogrevalnega sistema. Če povzamemo vse zgoraj navedeno, lahko rečemo, da je določitev toplotne obremenitve za ogrevanje potrebna za zmanjšanje porabe energije in vzdrževanje optimalne ravni ogrevanja v prostorih hiše.

Za izračun optimalne ogrevalne obremenitve z uporabo agregatnih indikatorjev morate poznati natančno prostornino stavbe. Pomembno je vedeti, da je bila ta tehnika razvita za velike strukture, zato bo napaka pri izračunu velika.

Izbira metode izračuna

Pred izračunom ogrevalne obremenitve z uporabo agregiranih indikatorjev ali z večjo natančnostjo je treba ugotoviti priporočene temperaturne pogoje za stanovanjsko stavbo.

Pri izračunu ogrevalnih lastnosti se morate držati SanPiN 2.1.2.2645-10. Glede na podatke v tabeli je potrebno zagotoviti optimalno delovno temperaturo ogrevanja v vsakem prostoru v hiši.

Metode, uporabljene za izračun urne obremenitve ogrevanja, imajo lahko različne stopnje natančnosti.V nekaterih primerih je priporočljivo uporabiti precej zapletene izračune, zaradi česar bo napaka minimalna. Če pri načrtovanju ogrevanja optimizacija stroškov energije ni prednostna naloga, se lahko uporabijo manj natančne sheme.

Pri izračunu urne obremenitve ogrevanja morate upoštevati dnevno spremembo zunanje temperature. Če želite izboljšati natančnost izračuna, morate poznati tehnične značilnosti stavbe.

Enostavni načini za izračun toplotne obremenitve

Vsak izračun toplotne obremenitve je potreben za optimizacijo parametrov ogrevalnega sistema ali izboljšanje toplotnoizolacijskih lastnosti hiše. Po njegovi izvedbi se izberejo določeni načini regulacije toplotne obremenitve ogrevanja. Razmislimo o ne-delovno intenzivnih metodah za izračun tega parametra ogrevalnega sistema.

Odvisnost ogrevalne moči od površine

Za hišo s standardno velikostjo prostorov, višino stropov in dobro toplotno izolacijo lahko uporabite znano razmerje med površino prostora in zahtevano ogrevalno močjo. V tem primeru bo potrebno proizvesti 1 kW toplote na 10 m². Za dobljeni rezultat je treba uporabiti korekcijski faktor glede na podnebno območje.

Predpostavimo, da se hiša nahaja v moskovski regiji. Njegova skupna površina je 150 m². V tem primeru bo urna ogrevalna obremenitev enaka:

15*1=15 kW/uro

Glavna pomanjkljivost te metode je velika napaka. Izračun ne upošteva sprememb vremenskih dejavnikov, pa tudi značilnosti stavbe - odpornost na prenos toplote sten in oken. Zato ga v praksi ni priporočljivo uporabljati.

Celovit izračun toplotne obremenitve stavbe

Za večji izračun ogrevalne obremenitve so značilni natančnejši rezultati. Sprva je bil uporabljen za predhodni izračun tega parametra, ko ni bilo mogoče določiti natančnih značilnosti stavbe. Splošna formula za določitev ogrevalne obremenitve je predstavljena spodaj:

kje q° — specifične toplotne značilnosti konstrukcije. Vrednosti je treba vzeti iz ustrezne tabele, A – zgoraj navedeni korekcijski faktor, Vн – zunanja prostornina stavbe, m³, Tvn in Tnro – temperaturne vrednosti znotraj in zunaj hiše.

Predpostavimo, da je treba izračunati največjo urno obremenitev ogrevanja v hiši s prostornino ob zunanjih stenah 480 m³ (površina 160 m², dvonadstropna hiša). V tem primeru bo toplotna karakteristika enaka 0,49 W/m³*C. Korekcijski faktor a = 1 (za moskovsko regijo). Optimalna temperatura v bivalnem prostoru (Tvn) naj bo +22°C. Zunanja temperatura bo -15°C. Za izračun urne ogrevalne obremenitve uporabimo formulo:

Q=0,49*1*480(22+15)= 9,408 kW

V primerjavi s prejšnjim izračunom je dobljena vrednost manjša. Vendar pa upošteva pomembne dejavnike - temperaturo v zaprtih prostorih, na prostem in celotno prostornino stavbe. Podobne izračune je mogoče narediti za vsako sobo. Metoda za izračun ogrevalne obremenitve z uporabo agregatnih indikatorjev omogoča določitev optimalne moči za vsak radiator v ločenem prostoru. Za natančnejši izračun morate poznati povprečne vrednosti temperature za določeno regijo.

S to metodo izračuna se lahko izračuna urna toplotna obremenitev za ogrevanje.Vendar dobljeni rezultati ne bodo zagotovili optimalno natančne vrednosti toplotnih izgub stavbe.

Natančni izračuni toplotne obremenitve

Še vedno pa ta izračun optimalne toplotne obremenitve za ogrevanje ne zagotavlja zahtevane natančnosti izračuna. Ne upošteva najpomembnejšega parametra - značilnosti stavbe. Glavna je odpornost na prenos toplote materiala, ki se uporablja za izdelavo posameznih elementov hiše - sten, oken, stropov in tal. Določajo stopnjo ohranjanja toplotne energije, prejete iz hladilne tekočine ogrevalnega sistema.

Kaj je odpornost na prenos toplote (R)? To je recipročna vrednost toplotne prevodnosti (λ) – sposobnost materialne strukture za prenos toplotne energije. Tisti. Višja kot je vrednost toplotne prevodnosti, večje so toplotne izgube. Te vrednosti ni mogoče uporabiti za izračun letne ogrevalne obremenitve, saj ne upošteva debeline materiala (d). Zato strokovnjaki uporabljajo parameter odpornosti na prenos toplote, ki se izračuna po naslednji formuli:

R=d/λ

Izračun sten in oken

Obstajajo standardizirane vrednosti za odpornost na toplotni prenos sten, ki so neposredno odvisne od regije, kjer se nahaja hiša.

V nasprotju s povečanim izračunom ogrevalne obremenitve morate najprej izračunati upor toplotne prehodnosti za zunanje stene, okna, pritličje in mansardo. Za osnovo vzemimo naslednje značilnosti hiše:

• Območje stene – 280 m². Vključuje okna - 40 m²;
• Material za izdelavo sten je polna opeka (λ=0,56). Debelina zunanjih sten – 0,36 m. Na podlagi tega izračunamo upor TV prenosa - R=0,36/0,56= 0,64 m²*C/W;
• Za izboljšanje toplotnoizolacijskih lastnosti je bila vgrajena zunanja izolacija - gosta polistirenska pena 100 mm. Zanj λ = 0,036. Oziroma R=0,1/0,036= 2,72 m²*C/W;
• Splošna vrednost R za zunanje stene je enako 0,64+2,72= 3,36 kar je zelo dober pokazatelj toplotne izolativnosti hiše;
• Odpornost na prenos toplote okna - 0,75 m²*J/Z (dvojno steklo z argonskim polnilom).

Pravzaprav bodo toplotne izgube skozi stene:

(1/3,36)*240+(1/0,75)*40= 124 W pri temperaturni razliki 1°C

Uporabili bomo enake kazalnike temperature kot za agregirani izračun ogrevalne obremenitve +22 °C v zaprtih prostorih in -15 °C na prostem. Nadaljnje izračune je treba opraviti po naslednji formuli:

124*(22+15)= 4,96 kW/uro

Izračun prezračevanja

Nato je treba izračunati izgube skozi prezračevanje. Skupna prostornina zraka v objektu je 480 m³. Poleg tega je njegova gostota približno 1,24 kg/m³. Tisti. njegova teža je 595 kg. V povprečju se zrak obnavlja petkrat na dan (24 ur). V tem primeru morate za izračun največje urne ogrevalne obremenitve izračunati toplotne izgube za prezračevanje:

(480*40*5)/24= 4000 kJ ali 1,11 kW/uro

Če seštejemo vse dobljene kazalnike, lahko ugotovimo skupno toplotno izgubo hiše:

4,96+1,11=6,07 kW/uro

Tako se določi natančna največja ogrevalna obremenitev. Dobljena vrednost je neposredno odvisna od zunanje temperature. Zato je treba za izračun letne obremenitve ogrevalnega sistema upoštevati spremenljive vremenske razmere. Če je povprečna temperatura v ogrevalni sezoni -7°C, bo skupna ogrevalna obremenitev enaka:

(124*(22+7)+((480*(22+7)*5)/24))/3600)*24*150(dnevi ogrevalne sezone)=15843 kW

S spreminjanjem temperaturnih vrednosti lahko naredite natančen izračun toplotne obremenitve za kateri koli ogrevalni sistem.

Dobljenim rezultatom morate prišteti še vrednost toplotnih izgub skozi streho in tla. To je mogoče doseči s korekcijskim faktorjem 1,2 - 6,07 * 1,2 = 7,3 kW/h.

Dobljena vrednost označuje dejanske stroške energije med delovanjem sistema. Obstaja več načinov za uravnavanje ogrevalne obremenitve. Najučinkovitejši med njimi je znižanje temperature v prostorih, kjer ni stalne prisotnosti stanovalcev. To je mogoče storiti s pomočjo termostatov in nameščenih temperaturnih senzorjev. Toda hkrati je treba v stavbo vgraditi dvocevni ogrevalni sistem.

Za izračun natančne vrednosti toplotnih izgub lahko uporabite specializiran program Valtec. Video prikazuje primer dela z njim.