Obliczanie systemu ogrzewania prywatnego domu: zasady i przykłady obliczeń

Wybór kotła

Kocioł może być kilku typów:

• Kocioł elektryczny;
• Kocioł na paliwo płynne;
• Kocioł gazowy;
• Kocioł na paliwo stałe;
• Kocioł kombinowany.

Oprócz kosztów paliwa konieczne będzie przeprowadzenie przeglądu prewencyjnego kotła przynajmniej raz w roku. W tym celu najlepiej zadzwonić do specjalisty. Konieczne będzie również wykonanie prewencyjnego czyszczenia filtrów. Najłatwiejsze w obsłudze są kotły na gaz. Są też dość tanie w utrzymaniu i naprawie. Kocioł gazowy jest odpowiedni tylko w tych domach, które mają dostęp do sieci gazowej.

Kotły tej klasy wyróżnia wysoki stopień bezpieczeństwa.Nowoczesne kotły projektowane są w taki sposób, aby nie wymagały specjalnego pomieszczenia na kotłownię. Nowoczesne kotły charakteryzują się pięknym wyglądem i są w stanie z powodzeniem wpasować się we wnętrze każdej kuchni.

Kocioł gazowy w kuchni

Do tej pory szczególnie popularne są kotły półautomatyczne na paliwa stałe. To prawda, że ​​takie kotły mają jedną wadę, która polega na tym, że raz dziennie konieczne jest ładowanie paliwa. Wielu producentów produkuje takie kotły w pełni zautomatyzowane. W takich kotłach paliwo stałe jest ładowane w trybie offline.

Jednak takie kotły są nieco bardziej problematyczne. Oprócz głównego problemu, jakim jest to, że prąd jest teraz dość drogi, mogą również przeciążać sieć. W małych wioskach na dom przypada średnio do 3 kW na godzinę, ale to nie wystarcza na kocioł i należy pamiętać, że sieć będzie obciążona nie tylko pracą kotła.

kocioł elektryczny

Aby zorganizować system ogrzewania prywatnego domu, można również zainstalować kocioł na paliwo ciekłe. Wadą takich kotłów jest to, że mogą wywołać krytykę z punktu widzenia ekologii i bezpieczeństwa.

Obliczanie mocy kotła

Zanim obliczysz ogrzewanie w domu, musisz to zrobić, obliczając moc kotła. Sprawność całego systemu grzewczego zależeć będzie przede wszystkim od mocy kotła. Najważniejsze w tej kwestii nie jest przesadzenie, ponieważ zbyt mocny kocioł zużyje więcej paliwa niż to konieczne. A jeśli kocioł będzie za słaby, to nie będzie można odpowiednio ogrzać domu, a to negatywnie wpłynie na komfort w domu.

Dlatego ważne jest obliczenie systemu grzewczego domu wiejskiego.Możesz wybrać kocioł o wymaganej mocy, jeśli jednocześnie obliczysz jednostkowe straty ciepła budynku za cały okres grzewczy

Obliczanie ogrzewania domu - jednostkowe straty ciepła można wykonać w następujący sposób:

q_dom=Q_rok/F_h

Qrok to zużycie energii cieplnej przez cały okres grzewczy;

Fh to powierzchnia domu, która jest ogrzewana;

Tabela doboru mocy kotła w zależności od ogrzewanej powierzchni

Aby obliczyć ogrzewanie domu wiejskiego - zużycie energii, które zostanie przeznaczone na ogrzewanie domu prywatnego, należy użyć następującego wzoru i narzędzia takiego jak kalkulator:

Q_rok=β_h*[Q_k-(Q_{vn b}+Q_s)*ν

β_h - jest to współczynnik uwzględniający dodatkowe zużycie ciepła przez system grzewczy.

Q_{vn b} - wpływy ciepła o charakterze domowym, charakterystyczne dla całego okresu grzewczego.

Qk to wartość całkowitej straty ciepła w domu.

Q_s - to przepływ ciepła w postaci promieniowania słonecznego, które dostaje się do domu przez okna.

Zanim obliczysz ogrzewanie prywatnego domu, warto wziąć pod uwagę, że różne rodzaje pomieszczeń charakteryzują się różnymi warunkami temperaturowymi i wskaźnikami wilgotności powietrza. Przedstawiono je w poniższej tabeli:

Poniżej znajduje się tabela, która pokazuje współczynniki zacienienia otworu typu świetlnego i względną ilość promieniowania słonecznego wpadającego przez okna.

Jeśli planujesz zainstalować ogrzewanie wodne, powierzchnia domu będzie w dużej mierze czynnikiem decydującym. Jeśli dom ma powierzchnię nie większą niż 100 metrów kwadratowych. metrów, wówczas odpowiedni jest również system grzewczy z naturalną cyrkulacją. Jeśli dom ma większą powierzchnię, obowiązkowy jest system grzewczy z wymuszonym obiegiem.Obliczenie systemu grzewczego domu musi być przeprowadzone dokładnie i poprawnie.

Prosty rurociąg o stałym przekroju

Główne współczynniki projektowe dla prostego rurociągu to: równanie Bernoulliego, równanie przepływu Q \u003d const i wzory do obliczania strat ciśnienia tarcia wzdłuż długości rury i lokalnych rezystancji.

Stosując równanie Bernoulliego w konkretnym obliczeniu, można wziąć pod uwagę następujące zalecenia. Najpierw należy ustawić na rysunku dwie sekcje projektu i płaszczyznę porównawczą. Zaleca się, aby wziąć jako sekcje:

swobodnej powierzchni cieczy w zbiorniku, gdzie prędkość wynosi zero, tj. V = 0;

wylot strumienia do atmosfery, gdzie ciśnienie w przekroju strumienia jest równe ciśnieniu otoczenia, tj. pa6c = ratm lub pis6 = 0;

sekcja, w której ciśnienie jest ustawione (lub należy je określić) (wskazania manometru lub wakuometru);

sekcja pod tłokiem, gdzie nadciśnienie jest określane przez obciążenie zewnętrzne.

Płaszczyzna porównawcza jest wygodnie poprowadzona przez środek ciężkości jednego z obliczonych przekrojów, zwykle znajdujących się poniżej (wtedy geometryczne wysokości przekrojów wynoszą 0).

Niech prosty rurociąg o stałym przekroju będzie umieszczony arbitralnie w przestrzeni (ryc. 1), ma całkowitą długość l i średnicę d oraz zawiera szereg lokalnych rezystancji. W początkowej części (1-1) wysokość geometryczna jest równa z1 i nadciśnieniu p1, aw końcowej (2-2) odpowiednio z2 i p2. Prędkość przepływu w tych odcinkach ze względu na stałość średnicy rury jest taka sama i równa v.

Równanie Bernoulliego dla sekcji 1-1 i 2-2 z uwzględnieniem , będzie wyglądało następująco:

lub

,

suma współczynników lokalnych oporów.

Dla wygody obliczeń wprowadzamy pojęcie głowicy projektowej

,

٭

٭٭

Przykład obliczeń termicznych

Przykładem obliczeń cieplnych jest zwykły parterowy dom z czterema salonami, kuchnią, łazienką, „ogrodem zimowym” i pomieszczeniami gospodarczymi.

Fundament z płyty żelbetowej monolitycznej (20 cm), ściany zewnętrzne - beton (25 cm) z tynkiem, dach - stropy z belek drewnianych, dach - blachodachówka i wełna mineralna (10 cm)

Wyznaczmy początkowe parametry domu niezbędne do obliczeń.

Wymiary budynku:

• wysokość podłogi - 3 m;
• małe okienko z przodu iz tyłu budynku 1470 * 1420 mm;
• duże okno fasadowe 2080*1420 mm;
• drzwi wejściowe 2000*900 mm;
• tylne drzwi (wyjście na taras) 2000*1400 (700 + 700) mm.

Całkowita szerokość budynku to 9,5 m2, długość 16 m2. Ogrzewane będą tylko salony (4 jednostki), łazienka i kuchnia.

W celu dokładnego obliczenia strat ciepła na ścianach powierzchnię okien i drzwi należy odjąć od powierzchni ścian zewnętrznych - jest to zupełnie inny rodzaj materiału z własnym odporność termiczna

Zaczynamy od obliczenia powierzchni materiałów jednorodnych:

• powierzchnia użytkowa - 152 m2;
• powierzchnia dachu - 180 m2, biorąc pod uwagę wysokość poddasza 1,3 m i szerokość wybiegu - 4 m;
• powierzchnia okien - 3*1,47*1,42+2,08*1,42=9,22 m2;
• powierzchnia drzwi - 2*0,9+2*2*1,4=7,4 m2.

Powierzchnia murów zewnętrznych wyniesie 51*3-9,22-7,4=136,38 m2.

Przechodzimy do obliczenia strat ciepła na każdym materiale:

• Q_piętro\u003d S * ∆T * k / d \u003d 152 * 20 * 0,2 / 1,7 \u003d 357,65 W;
• Q_dach\u003d 180 * 40 * 0,1 / 0,05 \u003d 14400 W;
• Q_okno=9,22*40*0,36/0,5=265,54W;
• Q_drzwi=7,4*40*0,15/0,75=59,2W;

A także Q_Ściana odpowiada 136,38*40*0,25/0,3=4546. Suma wszystkich strat ciepła wyniesie 19628,4 W.

W efekcie obliczamy moc kotła: P_bojler=Q_straty*S_{ogrzewanie_pokojowe}*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 kW.

Obliczmy liczbę sekcji grzejnika dla jednego z pomieszczeń. Dla wszystkich innych obliczenia są podobne. Np. pokój narożny (lewy, dolny róg diagramu) ma powierzchnię 10,4 m2.

Zatem 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.

Ten pokój wymaga 9 sekcji grzejnika o mocy cieplnej 180 watów.

Przechodzimy do obliczenia ilości płynu chłodzącego w układzie - W=13,5*P=13,5*21=283,5 l. Oznacza to, że prędkość chłodziwa będzie wynosić: V=(0,86*P*μ)/∆T=(0,86*21000*0,9)/20=812,7 l.

W rezultacie pełny obrót całej objętości chłodziwa w układzie wyniesie 2,87 razy na godzinę.

1. Obliczanie systemu ogrzewania prywatnego domu: zasady i przykłady obliczeń
2. Obliczenia cieplne budynku: specyfika i wzory do wykonywania obliczeń + przykłady praktyczne

Jak obliczyć optymalną liczbę i objętości wymienników ciepła

Przy obliczaniu liczby wymaganych grzejników należy wziąć pod uwagę materiał, z którego są wykonane. Rynek oferuje obecnie trzy rodzaje grzejników metalowych:

• Żeliwo,
• Aluminium,
• stop bimetaliczny.

Wszystkie mają swoje własne cechy. Żeliwo i aluminium mają tę samą szybkość wymiany ciepła, ale aluminium szybko się ochładza, a żeliwo nagrzewa się powoli, ale zatrzymuje ciepło przez długi czas. Grzejniki bimetaliczne szybko się nagrzewają, ale stygną znacznie wolniej niż aluminiowe.

Przy obliczaniu liczby grzejników należy również wziąć pod uwagę inne niuanse:

• izolacja termiczna podłogi i ścian pozwala zaoszczędzić do 35% ciepła,
• pokój narożny jest chłodniejszy od pozostałych i potrzebuje więcej grzejników,
• zastosowanie okien z podwójnymi szybami w oknach pozwala zaoszczędzić 15% energii cieplnej,
• do 25% energii cieplnej „uchodzi” przez dach.

Liczba grzejników i znajdujących się w nich sekcji zależy od wielu czynników.

Zgodnie z normami SNiP do ogrzania 1 m3 potrzeba 100 W ciepła. Dlatego 50 m3 będzie wymagało 5000 watów. Jeśli bimetaliczne urządzenie na 8 sekcji emituje 120 W, to za pomocą prostego kalkulatora obliczamy: 5000: 120 = 41,6. Po zaokrągleniu otrzymujemy 42 grzejniki.

Możesz użyć przybliżonego wzoru do obliczania przekrojów grzejników:

N*= S/P *100

Symbol (*) oznacza, że ​​część ułamkowa jest zaokrąglona zgodnie z ogólnymi zasadami matematycznymi, N to liczba sekcji, S to powierzchnia pomieszczenia w m2, a P to moc cieplna 1 sekcji w W.

Formuły

Ponieważ my, drogi Czytelniku, nie wdzieramy się w zdobycie dyplomu z ciepłownictwa, nie zaczniemy wspinać się w dżungli.

Uproszczone obliczenie średnicy rurociągu grzewczego wykonuje się zgodnie ze wzorem D \u003d 354 * (0,86 * Q / Dt) / v, w którym:

• D to pożądana wartość średnicy w centymetrach.
• Q to obciążenie cieplne odpowiedniej sekcji obwodu.
• Dt to delta temperatury między rurociągiem zasilającym i powrotnym. W typowym systemie autonomicznym jest to około 20 stopni.
• v jest natężeniem przepływu chłodziwa w rurach.

Wygląda na to, że nie mamy wystarczającej ilości danych, by kontynuować.

Aby obliczyć średnicę rur do ogrzewania, potrzebujemy:

1. Dowiedz się, jak szybko płyn chłodzący może się przemieszczać.
2. Naucz się obliczać moc cieplną całego systemu i jego poszczególnych sekcji.

Prędkość chłodziwa

Musi spełniać parę warunków brzegowych.

Z jednej strony płyn chłodzący musi obracać się w obiegu około trzy razy na godzinę.W innym przypadku ceniona delta temperatury wyraźnie wzrośnie, przez co nagrzewanie się grzejników będzie nierównomierne. Dodatkowo w ekstremalnych mrozach w pełni wykorzystamy realną możliwość rozmrożenia najchłodniejszych części obwodu.

W przeciwnym razie zbyt duża prędkość wygeneruje hałas hydrauliczny. Zasypianie przy szumie wody w rurach to przyjemność powiedzmy dla amatora.

Dopuszczalny jest zakres prędkości przepływu od 0,6 do 1,5 metra na sekundę; wraz z tym w większości przypadków w obliczeniach stosuje się maksymalną dopuszczalną wartość - 1,5 m / s.

Moc cieplna

Oto schemat obliczania go dla znormalizowanego oporu cieplnego ścian (dla centrum kraju - 3,2 m2 * C / W).

• W przypadku domu prywatnego jako moc podstawową przyjmuje się 60 watów na metr sześcienny powierzchni.
• Do tego dodaje się 100 watów na każde okno i 200 na każde drzwi.
• Wynik jest mnożony przez współczynnik regionalny w zależności od terytorium klimatycznego:

Średnia temperatura w styczniu	Współczynnik
-40	2,0
-25	1,6
-15	1,4
-5	1
0,8

Tak więc pokój o powierzchni 300 m2 z trzema drzwiami i oknami w Krasnodarze (średnia temperatura w styczniu wynosi +0,6 C) będzie wymagał (300 * 60 + (3 * 100 + 200)) * 0,8 = 14800 watów ciepła.

Dla budynków, których opór cieplny ścian znacznie różni się od znormalizowanego, stosuje się inny uproszczony schemat: Q=V*Dt*K/860, gdzie:

• Q to zapotrzebowanie na moc cieplną w kilowatach.
• V - ilość ogrzewanej przestrzeni w metrach sześciennych.
• Dt - różnica temperatur między ulicą a pomieszczeniem w szczycie chłodów.

Współczynnik izolacji	Opis kopert budowlanych
0,6 — 0,9	płaszcz z pianki lub wełny mineralnej, ocieplony dach, energooszczędne potrójne przeszklenie
1,-1,9	Mur z półtorej cegły, okna jednokomorowe z podwójnymi szybami
2 — 2,9	Murowane, okna o konstrukcji drewnianej bez izolacji
3-4	Układanie w pół cegły, glazurowanie w jednym wątku

Skąd wziąć obciążenie dla oddzielnego odcinka obwodu? Oblicza się ją na podstawie objętości pomieszczenia, które jest ogrzewane przez ten obszar, przy użyciu jednej z powyższych metod.

Obliczanie systemu grzewczego

Planując instalację grzewczą do prywatnego domu, najtrudniejszym i najważniejszym krokiem jest wykonanie obliczeń hydraulicznych - musisz określić rezystancję instalacji grzewczej.

W końcu, biorąc na siebie, jak obliczyć objętość systemu grzewczego, a następnie zaplanować system, niewiele osób wie, że najpierw konieczne jest wykonanie pewnych prac graficznych. W szczególności na planie instalacji grzewczej należy określić i wyświetlić następujące parametry:

bilans cieplny pomieszczeń, w których będą znajdować się urządzenia grzewcze;
rodzaj najbardziej odpowiednich urządzeń grzewczych i powierzchni wymiany ciepła, wskazać je na wstępnym planie instalacji grzewczej;
najbardziej odpowiedni rodzaj systemu grzewczego, wybierz najbardziej odpowiednią konfigurację. Powinieneś również stworzyć szczegółowy układ kotła grzewczego, rurociągu.
wybierz rodzaj rurociągu, określ dodatkowe elementy niezbędne do wysokiej jakości pracy (zawory, zawory, czujniki). Wskaż ich lokalizację na wstępnym schemacie systemu.
stworzyć kompletny diagram aksonometryczny. Powinien wskazywać numery odcinków, czas ich trwania i poziom obciążenia cieplnego.
zaplanować i wyświetlić na schemacie główny obieg grzewczy

W takim przypadku ważne jest, aby wziąć pod uwagę maksymalne natężenie przepływu chłodziwa.

Schemat ideowy ogrzewania

Dwururowy system grzewczy

W przypadku każdego systemu grzewczego projektowany odcinek rurociągu to odcinek, na którym średnica się nie zmienia i gdzie występuje stabilny przepływ chłodziwa. Ostatni parametr wyliczany jest z bilansu cieplnego pomieszczenia.

Aby obliczyć dwururowy system grzewczy, należy przeprowadzić wstępną numerację sekcji. Zaczyna się od elementu grzejnego (kotła). Wszystkie punkty węzłowe linii zasilającej, w których rozgałęzia się system, muszą być oznaczone dużymi literami.

Dwururowy system grzewczy

Odpowiednie węzły znajdujące się na prefabrykowanych głównych rurociągach powinny być oznaczone kreskami. Punkty rozgałęzienia gałęzi instrumentów (na pionie węzłowym) są najczęściej oznaczane cyframi arabskimi. Oznaczenia te odpowiadają numerowi piętra (w przypadku zastosowania poziomego systemu grzewczego) lub numerowi pionu (układ pionowy). W takim przypadku na skrzyżowaniu przepływu chłodziwa liczba ta jest wskazywana przez dodatkowy skok.

W celu jak najlepszego wykonania pracy każda sekcja powinna być ponumerowana.

Należy pamiętać, że numer musi składać się z dwóch wartości – początku i końca odcinka

równoważenie hydrauliczne

Równoważenie spadków ciśnienia w instalacji grzewczej odbywa się za pomocą zaworów sterujących i odcinających.

Równoważenie hydrauliczne instalacji odbywa się na podstawie:

• obciążenie projektowe (masowe natężenie przepływu chłodziwa);
• dane producentów rur dotyczące wytrzymałości dynamicznej;
• liczba lokalnych oporów na rozpatrywanym obszarze;
• charakterystyka techniczna okuć.

Charakterystyki instalacji – spadek ciśnienia, mocowanie, wydajność – są ustawiane dla każdego zaworu. Określają współczynniki przepływu chłodziwa do każdego pionu, a następnie do każdego urządzenia.

Strata ciśnienia jest wprost proporcjonalna do kwadratu natężenia przepływu chłodziwa i jest mierzona w kg/h, gdzie

S jest iloczynem dynamicznego ciśnienia właściwego, wyrażonego w Pa / (kg / h) i zredukowanego współczynnika lokalnego oporu przekroju (ξpr).

Zmniejszony współczynnik ξpr jest sumą wszystkich lokalnych rezystancji układu.

Wyznaczanie przepływu chłodziwa i średnic rur

Najpierw każda gałąź ciepłownicza musi zostać podzielona na sekcje, zaczynając od samego końca. Podział odbywa się na podstawie zużycia wody i różni się w zależności od grzejnika. Oznacza to, że po każdej baterii rozpoczyna się nowa sekcja, co jest pokazane na powyższym przykładzie. Zaczynamy od pierwszej sekcji i znajdujemy w niej masowe natężenie przepływu chłodziwa, koncentrując się na mocy ostatniej grzałki:

G = 860q/ ∆t, gdzie:

• G to natężenie przepływu chłodziwa, kg/h;
• q to moc cieplna grzejnika w obszarze, kW;
• Δt to różnica temperatur w rurociągu zasilającym i powrotnym, zwykle wynosi 20 ºС.

W pierwszej sekcji obliczenie płynu chłodzącego wygląda następująco:

860 x 2 / 20 = 86 kg/h.

Otrzymany wynik należy natychmiast zastosować na diagramie, ale do dalszych obliczeń będziemy potrzebować go w innych jednostkach - litrach na sekundę. Aby wykonać przelew, musisz skorzystać ze wzoru:

GV = G/3600ρ, gdzie:

• GV – strumień objętości wody, l/s;
• ρ to gęstość wody, w temperaturze 60 ºС wynosi 0,983 kg / litr.

W tych tabelach publikowane są wartości ​​średnic rur stalowych i plastikowych, w zależności od natężenia przepływu i prędkości chłodziwa.Jeśli przejdziesz do strony 31, to w tabeli 1 dla rur stalowych, pierwsza kolumna pokazuje natężenia przepływu wl / s. Aby nie dokonywać pełnych obliczeń rur dla systemu grzewczego częstego domu, wystarczy wybrać średnicę zgodnie z natężeniem przepływu, jak pokazano na poniższym rysunku:

Tak więc dla naszego przykładu wewnętrzny rozmiar przejścia powinien wynosić 10 mm. Ale ponieważ takie rury nie są używane do ogrzewania, bezpiecznie akceptujemy rurociąg DN15 (15 mm). Umieszczamy to na schemacie i przechodzimy do drugiej sekcji. Ponieważ kolejny grzejnik ma taką samą wydajność, nie ma potrzeby stosowania wzorów, bierzemy poprzedni przepływ wody i mnożymy go przez 2 i otrzymujemy 0,048 l/s. Ponownie zwracamy się do tabeli i znajdujemy w niej najbliższą odpowiednią wartość. Jednocześnie nie zapomnij monitorować prędkości przepływu wody v (m / s), aby nie przekraczała określonych granic (na rysunkach jest zaznaczona w lewej kolumnie czerwonym kółkiem):

Jak widać na rysunku, odcinek nr 2 jest również ułożony z rurą DN15. Ponadto, zgodnie z pierwszym wzorem, znajdujemy natężenie przepływu w sekcji nr 3:

860 x 1,5/20 = 65 kg/h i przelicz na inne jednostki:

65/3600 x 0,983 = 0,018 l/s.

Dodając to do sumy kosztów dwóch poprzednich sekcji, otrzymujemy: 0,048 + 0,018 = 0,066 l/s i ponownie zwracamy się do tabeli. Ponieważ w naszym przykładzie nie obliczamy układu grawitacyjnego, ale układ ciśnieniowy, to rura DN15 jest odpowiednia dla prędkości chłodziwa i tym razem:

Idąc w ten sposób, obliczamy wszystkie sekcje i stosujemy wszystkie dane do naszego diagramu aksonometrycznego:

Obliczanie liczby sekcji urządzeń grzewczych

System grzewczy nie będzie skuteczny, jeśli nie zostanie obliczona optymalna liczba sekcji grzejników.Błędne obliczenia doprowadzą do tego, że pomieszczenia będą ogrzewane nierównomiernie, kocioł będzie pracował na granicy swoich możliwości lub odwrotnie, „bezczynny” marnuje paliwo.

Niektórzy właściciele domów uważają, że im więcej baterii, tym lepiej. Wydłuża to jednak drogę chłodziwa, które stopniowo stygnie, co oznacza, że ​​ostatnie pomieszczenia w systemie mogą pozostać bez ciepła. Wymuszona cyrkulacja chłodziwa częściowo rozwiązuje ten problem. Ale nie wolno nam tracić z oczu mocy kotła, który może po prostu „nie ciągnąć” systemu.

Aby obliczyć liczbę sekcji, potrzebujesz następujących wartości:

• powierzchnia ogrzewanego pomieszczenia (plus sąsiednie, gdzie nie ma grzejników);
• moc jednego grzejnika (podana w specyfikacji technicznej);

weź pod uwagę, że dla 1 mkw. m

przestrzeń życiowa będzie wymagać 100 W mocy dla centralnej Rosji (zgodnie z wymaganiami SNiP).

Powierzchnia pomieszczenia jest mnożona przez 100, a uzyskana ilość jest dzielona przez parametry mocy zainstalowanego grzejnika.

Przykład dla pokoju o powierzchni 25 metrów kwadratowych. metrów i moc grzejnika 120 W: (20x100) / 185 = 10,8 = 11

Jest to najprostsza formuła, z niestandardową wysokością pomieszczeń lub ich złożoną konfiguracją, wykorzystywane są inne wartości.

Jak poprawnie obliczyć ogrzewanie w prywatnym domu, jeśli z jakiegoś powodu moc grzejnika jest nieznana? Domyślnie przyjmowana jest średnia moc statyczna 200 watów. Możesz wziąć średnie wartości niektórych typów grzejników. W przypadku bimetalu liczba ta wynosi 185 W, dla aluminium - 190 W. W przypadku żeliwa wartość jest znacznie niższa - 120 watów.

Jeśli obliczenia są przeprowadzane dla pomieszczeń narożnych, wynik można bezpiecznie pomnożyć przez współczynnik 1,2.

Kroki obliczeniowe

Konieczne jest obliczenie parametrów ogrzewania domu w kilku etapach:

• obliczanie strat ciepła w domu;
• wybór reżimu temperaturowego;
• dobór grzejników według mocy;
• obliczenia hydrauliczne systemu;
• wybór kotła.

Tabela pomoże Ci zrozumieć, jakiej mocy grzejnika potrzebujesz do swojego pokoju.

Obliczanie strat ciepła

Część termotechniczna obliczeń wykonywana jest na podstawie następujących danych wyjściowych:

• specyficzna przewodność cieplna wszystkich materiałów użytych do budowy domu prywatnego;
• wymiary geometryczne wszystkich elementów budynku.

Obciążenie cieplne systemu grzewczego w tym przypadku określa wzór:
Mk \u003d 1,2 x Tp, gdzie

Tp - całkowita utrata ciepła budynku;

Mk - moc kotła;

1.2 - współczynnik bezpieczeństwa (20%).

W przypadku poszczególnych budynków ogrzewanie można obliczyć metodą uproszczoną: całkowitą powierzchnię lokalu (w tym korytarze i inne lokale niemieszkalne) mnoży się przez określoną moc klimatyczną, a wynikowy iloczyn dzieli się przez 10.

Wartość jednostkowej mocy klimatycznej zależy od terenu budowy i wynosi:

• dla centralnych regionów Rosji - 1,2 - 1,5 kW;
• dla południa kraju - 0,7 - 0,9 kW;
• na północy - 1,5 - 2,0 kW.

Uproszczona technika pozwala obliczyć ogrzewanie bez uciekania się do kosztownej pomocy organizacji projektowych.

Warunki temperaturowe i dobór grzejników

Tryb określa się na podstawie temperatury chłodziwa (najczęściej jest to woda) na wylocie kotła grzewczego, wody powracającej do kotła, a także temperatury powietrza w pomieszczeniu.

Optymalnym trybem, zgodnie z normami europejskimi, jest stosunek 75/65/20.

Aby wybrać grzejniki przed instalacją, należy najpierw obliczyć objętość każdego pomieszczenia. Dla każdego regionu naszego kraju ustalono wymaganą ilość energii cieplnej na metr sześcienny powierzchni. Na przykład w europejskiej części kraju liczba ta wynosi 40 watów.

Aby określić ilość ciepła dla danego pomieszczenia należy przemnożyć jego wartość właściwą przez kubaturę i zwiększyć wynik o 20% (pomnożyć przez 1,2). Na podstawie uzyskanej liczby obliczana jest wymagana liczba grzejników. Producent wskazuje ich moc.

Na przykład, każda żeberka standardowego grzejnika aluminiowego ma moc 150 W (przy temperaturze płynu chłodzącego 70°C). Aby określić wymaganą liczbę grzejników, konieczne jest podzielenie wymaganej energii cieplnej przez moc jednego elementu grzejnego.

Obliczenia hydrauliczne

Do obliczeń hydraulicznych istnieją specjalne programy.

Jednym z kosztownych etapów budowy jest montaż rurociągu. Aby określić średnice rur, objętość zbiornika wyrównawczego i prawidłowy dobór pompy obiegowej, potrzebne są obliczenia hydrauliczne systemu grzewczego prywatnego domu. Wynikiem obliczeń hydraulicznych są następujące parametry:

• Zużycie nośnika ciepła jako całość;
• Utrata ciśnienia nośnika ciepła w układzie;
• Strata ciśnienia z pompy (kotła) do każdego podgrzewacza.

Jak określić natężenie przepływu chłodziwa? W tym celu należy pomnożyć jego ciepło właściwe (dla wody wartość ta wynosi 4,19 kJ / kg * st. C) oraz różnicę temperatur na wylocie i wlocie, a następnie podzielić całkowitą moc systemu grzewczego przez wynik.

Średnicę rury dobiera się na podstawie następującego warunku: prędkość wody w rurociągu nie powinna przekraczać 1,5 m/s. W przeciwnym razie system będzie hałasował. Ale jest też dolna granica prędkości – 0,25 m/s. Instalacja rurociągu wymaga oceny tych parametrów.

Jeśli ten warunek zostanie zlekceważony, może nastąpić wietrzenie rur. Przy odpowiednio dobranych sekcjach pompa obiegowa wbudowana w kocioł jest wystarczająca do funkcjonowania systemu grzewczego.

Strata ciśnienia dla każdego odcinka jest obliczana jako iloczyn określonej straty tarcia (podanej przez producenta rury) i długości odcinka rurociągu. W specyfikacjach fabrycznych są one również wskazane dla każdego okucia.

Dobór kotła i trochę ekonomii

Kocioł dobierany jest w zależności od stopnia dostępności danego rodzaju paliwa. Jeśli gaz jest podłączony do domu, nie ma sensu kupować paliwa stałego lub elektrycznego. Jeśli potrzebujesz organizacji zaopatrzenia w ciepłą wodę, kocioł nie jest wybierany zgodnie z mocą grzewczą: w takich przypadkach wybiera się instalację urządzeń dwuprzewodowych o mocy co najmniej 23 kW. Przy mniejszej wydajności zapewnią tylko jeden punkt poboru wody.

Dobór i montaż urządzeń grzewczych

Ciepło przekazywane jest z kotła do pomieszczeń za pomocą urządzeń grzewczych. Dzielą się na:

• emitery podczerwieni;
• promieniowanie konwekcyjne (wszystkie typy promienników);
• konwekcyjny (żebrowany).

Emitery podczerwieni są mniej powszechne, ale są uważane za bardziej wydajne, ponieważ nie ogrzewają powietrza, ale obiekty znajdujące się w obszarze emitera. Do użytku domowego znane są przenośne promienniki podczerwieni, które przekształcają prąd elektryczny w promieniowanie podczerwone.

Urządzenia z dwóch ostatnich punktów są najczęściej używane ze względu na ich optymalne właściwości konsumenckie.

Aby obliczyć wymaganą liczbę sekcji grzejnika, konieczne jest poznanie ilości wymiany ciepła z każdej sekcji.

Na 1 m² potrzeba około 100 W mocy. Na przykład, jeśli moc jednej sekcji grzejnika wynosi 170 W, to grzejnik 10 sekcji (1,7 kW) może ogrzać pomieszczenie o powierzchni 17 m². Jednocześnie zakłada się, że domyślna wysokość sufitu nie przekracza 2,7 m.

Umieszczając grzejnik w głębokiej wnęce pod parapetem zmniejszasz przenikanie ciepła średnio o 10%. Po umieszczeniu na wierzchu ozdobnego pudełka straty ciepła sięgają 15-20%.

Stosując się do prostych zasad, możesz zwiększyć efektywność wymiany ciepła grzejników:

• w celu maksymalnego zneutralizowania przepływów zimnego powietrza ciepłym powietrzem grzejniki montuje się ściśle pod oknami, zachowując odległość między nimi co najmniej 5 cm.
• Środek okna i grzejnika muszą albo pokrywać się, albo odchylać o nie więcej niż 2 cm;
• baterie w każdym pokoju są umieszczone poziomo na tym samym poziomie;
• odległość między grzejnikiem a podłogą musi wynosić co najmniej 6 cm;
• odległość między tylną powierzchnią grzejnika a ścianą powinna wynosić co najmniej 2-5 cm.

Wybór kotłów do ogrzewania prywatnego domu

Grzejniki, z których korzysta schemat systemu ogrzewania domu, mogą być następujących typów:

• Żebrowany lub konwekcyjny;
• radiacyjno-konwekcyjny;
• Promieniowanie. Promienniki są rzadko używane do organizowania systemu grzewczego w prywatnym domu.

Nowoczesne kotły mają cechy przedstawione w poniższej tabeli:

Kiedy ogrzewanie jest obliczane w drewnianym domu, ta tabela może ci w pewnym stopniu pomóc. Instalując urządzenia grzewcze, musisz spełnić pewne wymagania:

• Odległość grzejnika od podłogi musi wynosić co najmniej 60 mm. Dzięki tej odległości schemat ogrzewania domu pozwoli na sprzątanie w trudno dostępnym miejscu.
• Odległość urządzenia grzewczego od parapetu musi wynosić co najmniej 50 mm, aby grzejnik można było bez problemu zdjąć, jeśli coś się stanie.
• Żebra urządzeń grzewczych muszą znajdować się w pozycji pionowej.
• Pożądane jest montowanie grzejników pod oknami lub w pobliżu okien.
• Środek grzejnika musi pasować do środka okna.

Jeśli w tym samym pomieszczeniu znajduje się kilka grzejników, muszą one znajdować się na tym samym poziomie.

Wyznaczanie strat ciśnienia w rurach

Opór strat ciśnienia w obwodzie, przez który krąży płyn chłodzący, jest określany jako ich łączna wartość dla wszystkich poszczególnych elementów. Te ostatnie obejmują:

• straty w obwodzie pierwotnym, oznaczane jako ∆Plk;
• lokalne koszty nośnika ciepła (∆Plm);
• spadek ciśnienia w strefach specjalnych, zwanych „generatorami ciepła” pod oznaczeniem ∆Ptg;
• straty wewnątrz wbudowanego układu wymiany ciepła ∆Pto.

Po zsumowaniu tych wartości otrzymujemy żądany wskaźnik charakteryzujący całkowity opór hydrauliczny układu ∆Pco.

Oprócz tej uogólnionej metody istnieją inne sposoby określania spadku ciśnienia w rurach polipropylenowych. Jeden z nich opiera się na porównaniu dwóch wskaźników związanych z początkiem i końcem rurociągu. W takim przypadku stratę ciśnienia można obliczyć po prostu odejmując jej początkowe i końcowe wartości, określone przez dwa manometry.

Inna opcja obliczania pożądanego wskaźnika opiera się na zastosowaniu bardziej złożonej formuły, która uwzględnia wszystkie czynniki wpływające na charakterystykę strumienia ciepła. Podany poniżej wskaźnik uwzględnia przede wszystkim płynna utrata głowy ze względu na długość rurociągu.

• h to strata cieczy mierzona w metrach w badanym przypadku.
• λ to współczynnik oporu hydraulicznego (lub tarcia), określony innymi metodami obliczeniowymi.
• L to całkowita długość obsługiwanego rurociągu mierzona w metrach bieżących.
• D to wewnętrzny rozmiar rury, który określa objętość przepływu chłodziwa.
• V to natężenie przepływu płynu mierzone w jednostkach standardowych (metr na sekundę).
• Symbol g to przyspieszenie swobodnego spadania, które wynosi 9,81 m/s2.

Bardzo interesujące są straty spowodowane wysokim współczynnikiem tarcia hydraulicznego. Zależy to od chropowatości wewnętrznych powierzchni rur. Stosowane w tym przypadku proporcje obowiązują tylko dla półfabrykatów rurowych o standardowym okrągłym kształcie. Ostateczny wzór na ich znalezienie wygląda tak:

• V - prędkość ruchu mas wody, mierzona w metrach na sekundę.
• D - średnica wewnętrzna, która określa wolną przestrzeń dla ruchu chłodziwa.
• Współczynnik w mianowniku wskazuje lepkość kinematyczną cieczy.

Ten ostatni wskaźnik odnosi się do wartości stałych i znajduje się zgodnie ze specjalnymi tabelami publikowanymi w dużych ilościach w Internecie.