Jak samodzielnie obliczyć system ogrzewania prywatnego domu

Obliczenia hydrauliczne zaopatrzenia w wodę

Oczywiście „obraz” obliczania ciepła do ogrzewania nie może być kompletny bez obliczenia takich cech, jak objętość i prędkość chłodziwa. W większości przypadków chłodziwem jest zwykła woda w stanie skupienia w stanie ciekłym lub gazowym.

Zaleca się obliczenie rzeczywistej objętości chłodziwa przez zsumowanie wszystkich wnęk w systemie grzewczym. W przypadku korzystania z kotła jednoprzewodowego jest to najlepsza opcja. Przy stosowaniu kotłów dwuprzewodowych w systemie grzewczym należy wziąć pod uwagę zużycie ciepłej wody do celów higienicznych i innych celów domowych

Obliczenie objętości wody podgrzewanej przez kocioł dwuprzewodowy w celu zapewnienia mieszkańcom ciepłej wody i ogrzania chłodziwa odbywa się poprzez zsumowanie wewnętrznej objętości obiegu grzewczego i rzeczywistych potrzeb użytkowników podgrzewanej wody.

Objętość ciepłej wody w systemie grzewczym obliczana jest według wzoru:

W=k*P, gdzie

• W to objętość nośnika ciepła;
• P to moc kotła grzewczego;
• k to współczynnik mocy (liczba litrów na jednostkę mocy wynosi 13,5, zakres to 10-15 litrów).

W rezultacie ostateczna formuła wygląda tak:

W=13,5*P

Prędkość chłodziwa jest końcową oceną dynamiczną układu grzewczego, charakteryzującą szybkość cyrkulacji płynu w układzie.

Ta wartość pomaga ocenić rodzaj i średnicę rurociągu:

V=(0,86*P*μ)/∆T, gdzie

• P - moc kotła;
• μ – sprawność kotła;
• ∆T jest różnicą temperatur pomiędzy wodą zasilającą i powrotną.

Stosując powyższe metody obliczeń hydraulicznych, możliwe będzie uzyskanie rzeczywistych parametrów, które są „podstawą” przyszłego systemu grzewczego.

Wyznaczanie mocy kotła

Aby utrzymać różnicę temperatur między otoczeniem a temperaturą wewnątrz domu, potrzebny jest autonomiczny system ogrzewania, który utrzymuje pożądaną temperaturę w każdym pomieszczeniu prywatnego domu.

Podstawą systemu grzewczego są różnego rodzaju kotły: na paliwo ciekłe lub stałe, elektryczne lub gazowe.

Kocioł jest centralnym węzłem systemu grzewczego, który wytwarza ciepło. Główną cechą kotła jest jego moc, a mianowicie szybkość konwersji ilości ciepła na jednostkę czasu.

Po obliczeniu obciążenia cieplnego do ogrzewania uzyskujemy wymaganą moc nominalną kotła.

W przypadku zwykłego mieszkania wielopokojowego moc kotła obliczana jest na podstawie powierzchni i mocy właściwej:

R_bojler=(S_lokal*R_konkretny)/10, gdzie

• S_lokal- całkowita powierzchnia ogrzewanego pomieszczenia;
• R_konkretny– moc właściwa w stosunku do warunków klimatycznych.

Ale ta formuła nie uwzględnia strat ciepła, które są wystarczające w prywatnym domu.

Jest jeszcze jeden wskaźnik, który uwzględnia ten parametr:

R_bojler=(Q_straty*S)/100, gdzie

• R_bojler– moc kotła;
• Q_straty- strata ciepła;
• S - powierzchnia ogrzewana.

Należy zwiększyć moc znamionową kotła. Rezerwa jest konieczna, jeśli planowane jest wykorzystanie kotła do podgrzewania wody do łazienki i kuchni.

W większości systemów grzewczych domów prywatnych zaleca się stosowanie zbiornika wyrównawczego, w którym będzie przechowywany zapas chłodziwa. Każdy prywatny dom potrzebuje ciepłej wody

Aby zapewnić rezerwę mocy kotła należy do ostatniego wzoru dodać współczynnik bezpieczeństwa K:

R_bojler=(Q_straty*S*K)/100, gdzie

K - będzie równy 1,25, czyli moc projektowa kotła zostanie zwiększona o 25%.

Tak więc moc kotła umożliwia utrzymanie standardowej temperatury powietrza w pomieszczeniach budynku, a także początkowej i dodatkowej objętości ciepłej wody w domu.

Obliczanie mocy cieplnej systemu grzewczego

Moc cieplna systemu grzewczego to ilość ciepła, którą należy wytworzyć w domu, aby zapewnić komfortowy tryb życia w zimnych porach roku.

Obliczenia termiczne domu

Istnieje zależność pomiędzy całkowitą powierzchnią grzewczą a mocą kotła. Jednocześnie moc kotła musi być większa lub równa mocy wszystkich urządzeń grzewczych (grzejników).Standardowa kalkulacja ciepłownicza dla lokali mieszkalnych jest następująca: 100 W mocy na 1 m2 ogrzewanej powierzchni plus 15 - 20% rezerwy.

Obliczenie liczby i mocy urządzeń grzewczych (grzejników) należy przeprowadzić indywidualnie dla każdego pomieszczenia. Każdy grzejnik ma określoną moc cieplną. W promiennikach sekcyjnych moc całkowita jest sumą mocy wszystkich użytych sekcji.

W prostych systemach grzewczych powyższe metody obliczania mocy są wystarczające. Wyjątkiem są budynki o niestandardowej architekturze, które posiadają duże przeszklenia, wysokie sufity i inne źródła dodatkowych strat ciepła. W takim przypadku wymagana będzie bardziej szczegółowa analiza i obliczenia przy użyciu mnożników.

Obliczenia termotechniczne uwzględniające straty ciepła domu

Obliczenie strat ciepła w domu należy wykonać dla każdego pomieszczenia z osobna, z uwzględnieniem okien, drzwi i ścian zewnętrznych.

Bardziej szczegółowo do danych dotyczących strat ciepła wykorzystywane są następujące dane:

• Grubość i materiał ścian, powłok.
• Konstrukcja i materiał dachu.
• Rodzaj i materiał podkładu.
• Rodzaj przeszklenia.
• Typ jastrychu podłogowego.

Aby określić minimalną wymaganą moc systemu grzewczego, biorąc pod uwagę straty ciepła, można skorzystać z następującego wzoru:

Qt (kWh) = V × ΔT × K ⁄ 860, gdzie:

Qt to obciążenie cieplne pomieszczenia.

V to objętość ogrzewanego pomieszczenia (szerokość × długość × wysokość), m³.

ΔT to różnica między temperaturą powietrza na zewnątrz a wymaganą temperaturą w pomieszczeniu, °C.

K to współczynnik strat ciepła budynku.

860 - przeliczenie współczynnika na kWh.

Współczynnik strat ciepła budynku K zależy od rodzaju konstrukcji i izolacji pomieszczenia:

K	Typ konstrukcji
3 — 4	Dom bez izolacji termicznej to konstrukcja uproszczona lub konstrukcja wykonana z blachy falistej.
2 — 2,9	Dom o niskiej izolacyjności termicznej - uproszczona konstrukcja budynku, mur pojedynczy, uproszczona konstrukcja okien i dachu.
1 — 1,9	Średnia izolacja - konstrukcja standardowa, podwójna cegła, kilka okien, standardowy dach.
0,6 — 0,9	Wysoka izolacyjność termiczna - ulepszona konstrukcja, ocieplone mury ceglane, mało okien, ocieplona podłoga, wysokiej jakości termoizolacja kołpaka.

Różnica między temperaturą powietrza na zewnątrz a wymaganą temperaturą wewnętrzną ΔT jest określana na podstawie określonych warunków pogodowych i wymaganego poziomu komfortu w domu. Na przykład, jeśli temperatura na zewnątrz wynosi -20 °C, a wewnątrz planowana jest +20 °C, to ΔT = 40 °C.

Obliczanie strat ciepła w domu

Dane te będą potrzebne do określenia wymaganej mocy systemu grzewczego, czyli kotła oraz mocy cieplnej każdego grzejnika z osobna. W tym celu możesz skorzystać z naszego internetowego kalkulatora strat ciepła. Należy je obliczyć dla każdego pokoju w domu, który ma ścianę zewnętrzną.

Badanie. Obliczone straty ciepła każdego pomieszczenia dzielone są przez jego kwadraturę i otrzymujemy jednostkową stratę ciepła w W/m2. Zwykle wahają się od 50 do 150 W/m2. m. Jeśli twoje liczby bardzo różnią się od podanych, być może popełniono błąd. Największe są straty ciepła pomieszczeń piętra, następnie piętra piętra, a najmniej w pomieszczeniach pięter środkowych.

Przegląd programów do obliczeń hydraulicznych

Zasadniczo wszelkie obliczenia hydrauliczne systemów podgrzewania wody są uważane za trudne zadanie inżynierskie. Aby go rozwiązać, opracowano szereg pakietów oprogramowania, które ułatwiają wdrożenie takiej procedury.

Możesz spróbować wykonać obliczenia hydrauliczne systemu grzewczego w powłoce Excela, korzystając z gotowych wzorów. Mogą jednak wystąpić następujące problemy:

• Duży błąd. W wielu przypadkach jako przykład obliczeń hydraulicznych dla systemów grzewczych przyjmuje się jeden lub dwa schematy rur. Znalezienie tych samych obliczeń dla kolektora jest problematyczne;
• Aby poprawnie uwzględnić opory w zakresie hydrauliki rurociągu, potrzebne są dane referencyjne, które nie są dostępne w formularzu. Trzeba je dodatkowo przeszukać i wpisać.

Oventrop CO

Najprostszy i najbardziej przejrzysty program do obliczeń hydraulicznych sieci ciepłowniczej. Intuicyjny interfejs i elastyczne ustawienia pomogą Ci szybko poradzić sobie z niewidocznymi momentami wprowadzania danych. Podczas pierwszego montażu kompleksu mogą pojawić się drobne problemy. Będziesz musiał wprowadzić wszystkie parametry systemu, zaczynając od samego materiału rury, a kończąc na rozmieszczeniu elementów grzewczych.

Wyróżnia się elastycznością ustawień, możliwością wykonania najprostszych obliczeń hydraulicznych dostaw ciepła zarówno dla nowej sieci ciepłowniczej, jak i dla modernizacji starej. Wyróżnia się na tle zamienników dobrym interfejsem graficznym.

Instal-Therm HCR

Pakiet oprogramowania jest przystosowany do profesjonalnej odporności w zakresie hydrauliki systemu grzewczego. Darmowa wersja ma wiele przeciwwskazań. Zakres zastosowania to projektowanie zaopatrzenia w ciepło w dużych budynkach użyteczności publicznej i przemysłowych.

W praktycznych warunkach, w przypadku autonomicznego zaopatrzenia w ciepło prywatnych mieszkań i domów, obliczenia hydrauliczne nie zawsze są wykonywane. Może to jednak prowadzić do pogorszenia pracy systemu grzewczego i szybkiego rozpadu jego elementów - grzałek, rur i kotła. Aby tego uniknąć, konieczne jest obliczenie parametrów systemu w czasie i porównanie ich z rzeczywistymi w celu późniejszej optymalizacji pracy zaopatrzenia w ciepło.

HERZ C.O.

Charakteryzuje się elastycznością ustawień, możliwością wykonania uproszczonych obliczeń hydraulicznych ogrzewania zarówno dla nowego systemu ciepłowniczego, jak i dla modernizacji starego. Różni się od analogów wygodnym interfejsem graficznym.

Cechy doboru pompy obiegowej

Pompa dobierana jest według dwóch kryteriów:

1. Ilość pompowanej cieczy wyrażona w metrach sześciennych na godzinę (m³/h).
2. Głowa wyrażona w metrach (m).

Przy ciśnieniu wszystko jest mniej więcej klarowne - jest to wysokość na jaką należy podnieść ciecz i mierzy się ją od najniższego do najwyższego punktu lub do kolejnej pompy, jeśli projekt przewiduje więcej niż jedną.

Objętość zbiornika wyrównawczego

Wszyscy wiedzą, że ciecz ma tendencję do zwiększania objętości po podgrzaniu. Aby system grzewczy nie wyglądał jak bomba i nie płynął we wszystkich szwach, znajduje się zbiornik wyrównawczy, do którego gromadzona jest wyparta woda z systemu.

Jaką objętość należy kupić lub zrobić zbiornik?

To proste, znając fizyczne właściwości wody.

Obliczoną objętość chłodziwa w układzie mnoży się przez 0,08. Na przykład dla płynu chłodzącego 100 litrów zbiornik wyrównawczy będzie miał objętość 8 litrów.

Porozmawiajmy bardziej szczegółowo o ilości pompowanego płynu.

Zużycie wody w instalacji grzewczej oblicza się według wzoru:

G = Q / (c * (t2 - t1)), gdzie:

• G - zużycie wody w systemie grzewczym, kg / s;
• Q to ilość ciepła, która kompensuje utratę ciepła, W;
• c - właściwa pojemność cieplna wody, wartość ta jest znana i wynosi 4200 J / kg * ᵒС (należy zauważyć, że każdy inny nośnik ciepła ma gorszą wydajność w porównaniu do wody);
• t2 to temperatura chłodziwa wchodzącego do układu, ᵒС;
• t1 to temperatura chłodziwa na wylocie układu, ᵒС;

Rekomendacje! Aby zapewnić komfortowy pobyt, delta temperatury nośnika ciepła na wlocie powinna wynosić 7-15 stopni. Temperatura podłogi w systemie „ciepła podłoga” nie powinna przekraczać 29 C. Dlatego będziesz musiał sam zastanowić się, jaki rodzaj ogrzewania zostanie zainstalowany w domu: czy będą baterie, „ciepła podłoga” czy kombinacja kilku rodzajów.

Wynik tego wzoru da natężenie przepływu chłodziwa na sekundę w celu uzupełnienia strat ciepła, a następnie ten wskaźnik zostanie przeliczony na godziny.

Rada! Najprawdopodobniej temperatura podczas pracy będzie się różnić w zależności od okoliczności i pory roku, dlatego lepiej natychmiast dodać 30% rezerwy do tego wskaźnika.

Rozważ wskaźnik szacowanej ilości ciepła potrzebnego do zrekompensowania strat ciepła.

Być może jest to najbardziej złożone i najważniejsze kryterium, które wymaga wiedzy inżynierskiej, do której należy podchodzić odpowiedzialnie.

Jeśli jest to dom prywatny, wskaźnik może wahać się od 10-15 W / m² (takie wskaźniki są typowe dla „domów pasywnych”) do 200 W / m² lub więcej (jeśli jest to cienka ściana bez lub niedostateczna izolacja) .

W praktyce organizacje budowlane i branżowe przyjmują za podstawę wskaźnik strat ciepła - 100 W/m².

Zalecenie: Oblicz ten wskaźnik dla konkretnego domu, w którym zostanie zainstalowany lub przebudowany system grzewczy. W tym celu wykorzystywane są kalkulatory strat ciepła, natomiast straty dla ścian, dachów, okien i podłóg są obliczane osobno. Dane te pozwolą dowiedzieć się, ile ciepła jest fizycznie oddawane przez dom do środowiska w danym regionie z własnymi reżimami klimatycznymi.

Obliczoną wartość strat mnożymy przez powierzchnię domu, a następnie zastępujemy ją formułą zużycia wody.

Teraz powinieneś zająć się takim pytaniem, jak zużycie wody w systemie grzewczym budynku mieszkalnego.

Obliczanie strat ciepła i kotła do ogrzewania domu online

Za pomocą naszego kalkulatora do obliczania ogrzewania prywatnego domu możesz łatwo znaleźć wymaganą moc kotła do ogrzania przytulnego „gniazda”.

Jak pamiętasz, aby obliczyć wskaźnik strat ciepła, musisz znać kilka wartości głównych elementów domu, które razem stanowią ponad 90% całkowitych strat. Dla Twojej wygody dodaliśmy do kalkulatora tylko te pola, które możesz wypełnić bez specjalnej wiedzy:

• przeszklenie;
• izolacja cieplna;
• stosunek powierzchni okien do podłogi;
• temperatura na zewnątrz;
• liczba ścian skierowanych na zewnątrz;
• który pokój jest powyżej obliczonego;
• wysokość pomieszczenia;
• powierzchnia pokoju.

Po otrzymaniu wartości strat ciepła w domu, do obliczenia wymaganej mocy kotła brany jest współczynnik korygujący 1,2.

Jak pracować na kalkulatorze

Pamiętaj, że im grubsze przeszklenie i im lepsza izolacja termiczna, tym mniejsze zapotrzebowanie na moc grzewczą.

Aby uzyskać wyniki, musisz odpowiedzieć na następujące pytania:

1. Wybierz jeden z proponowanych rodzajów przeszklenia (potrójne lub podwójne szyby, konwencjonalne szyby podwójne).
2. Jak izolowane są twoje ściany? Solidna gruba izolacja z kilku warstw wełny mineralnej, styropianu, EPPS dla północy i Syberii. Może mieszkasz w centralnej Rosji i wystarczy ci jedna warstwa izolacji. A może jesteś jednym z tych, którzy budują dom w południowych regionach i odpowiednia jest dla niego podwójna cegła dziurawka.
3. Jaki jest Twój stosunek powierzchni okna do podłogi, w %. Jeśli nie znasz tej wartości, oblicza się ją bardzo prosto: podziel powierzchnię podłogi przez powierzchnię okna i pomnóż przez 100%.
4. Wprowadź minimalną temperaturę zimową dla kilku sezonów i zaokrąglij w górę. Nie używaj średniej temperatury na zimę, w przeciwnym razie ryzykujesz zakup mniejszego kotła i dom nie będzie wystarczająco ogrzewany.
5. Czy liczymy dla całego domu czy tylko dla jednej ściany?
6. Co jest nad naszym pokojem. Jeśli masz parterowy dom, wybierz rodzaj strychu (zimny lub ciepły), jeśli drugie piętro, to ogrzewany pokój.
7. Wysokość stropów i powierzchnia pomieszczenia są niezbędne do obliczenia kubatury mieszkania, co z kolei jest podstawą wszystkich obliczeń.

Przykład obliczenia:

• parterowy dom w obwodzie kaliningradzkim;
• długość ściany 15 i 10 m, ocieplona jedną warstwą wełny mineralnej;
• wysokość sufitu 3 m;
• 6 okien po 5 m2 z okna z podwójnymi szybami;
• minimalna temperatura przez ostatnie 10 lat to 26 stopni;
• obliczamy dla wszystkich 4 ścian;
• z góry ciepły ogrzewany strych;

Powierzchnia naszego domu to 150 m2, a powierzchnia okien to 30 m2. 30/150*100=20% stosunek okna do podłogi.

Wiemy wszystko inne, wybieramy odpowiednie pola w kalkulatorze i otrzymujemy, że nasz dom straci 26,79 kW ciepła.

26,79 * 1,2 \u003d 32,15 kW - wymagana moc grzewcza kotła.

Klasyfikacja systemów grzewczych prywatnego domu

Przede wszystkim systemy grzewcze różnią się rodzajem chłodziwa i są:

• woda, najczęstsza i praktyczna;
• powietrze, którego odmianą jest system otwartego ognia (czyli klasyczny kominek);
• elektryczny, najwygodniejszy w użyciu.

Z kolei systemy ogrzewania wody w prywatnym domu są klasyfikowane według rodzaju okablowania i są jednorurowe, kolektorowe i dwururowe. Dodatkowo dla nich istnieje również klasyfikacja według nośnika energii wymaganego do pracy urządzenia grzewczego (gaz, paliwo stałe lub płynne, energia elektryczna) oraz według liczby obwodów (1 lub 2). Systemy te są również podzielone według materiału rury (miedź, stal, polimery).

Wybór elementu grzejnego

Kotły są warunkowo podzielone na kilka grup w zależności od rodzaju stosowanego paliwa:

• elektryczny;
• płynne paliwo;
• gaz;
• paliwo stałe;
• łączny.

Wśród wszystkich proponowanych modeli najpopularniejsze są urządzenia działające na gaz. To właśnie ten rodzaj paliwa jest stosunkowo opłacalny i niedrogi. Ponadto tego rodzaju sprzęt nie wymaga specjalnej wiedzy i umiejętności do jego konserwacji, a wydajność takich jednostek jest dość wysoka, czego nie mogą pochwalić się inne jednostki o identycznej funkcjonalności. Ale jednocześnie kotły gazowe są odpowiednie tylko wtedy, gdy twój dom jest podłączony do scentralizowanej sieci gazowej.

Wyznaczanie mocy kotła

Przed obliczeniem ogrzewania konieczne jest określenie wydajności nagrzewnicy, ponieważ od tego wskaźnika zależy sprawność instalacji cieplnej. Tak więc jednostka o dużej wytrzymałości będzie zużywać dużo zasobów paliwa, podczas gdy jednostka o małej mocy nie będzie w stanie w pełni zapewnić wysokiej jakości ogrzewania pomieszczeń. Z tego powodu obliczanie systemu grzewczego jest ważnym i odpowiedzialnym procesem.

Nie możesz wchodzić w złożone formuły obliczania wydajności kotła, ale po prostu skorzystaj z poniższej tabeli. Wskazuje obszar ogrzewanej konstrukcji i moc nagrzewnicy, która może stworzyć pełne warunki temperaturowe do życia w nim.

Łączna powierzchnia mieszkania do ogrzania, m2	Wymagana wydajność elementu grzejnego, kW
60-200	Nie więcej niż 25
200-300	25-35
300-600	35-60
600-1200	60-100

Ostatecznie

Jak widać, obliczenie mocy grzewczej sprowadza się do obliczenia łącznej wartości czterech powyższych elementów.

Nie każdy potrafi z matematyczną dokładnością określić wymaganą pojemność płynu roboczego w układzie. Dlatego niektórzy użytkownicy, nie chcąc wykonywać obliczeń, postępują w następujący sposób. Na początek system jest wypełniony w około 90%, po czym sprawdzana jest wydajność. Następnie spuść nagromadzone powietrze i kontynuuj napełnianie.

Podczas pracy systemu grzewczego w wyniku procesów konwekcyjnych dochodzi do naturalnego obniżenia poziomu chłodziwa. W takim przypadku następuje utrata mocy i wydajności kotła. Oznacza to konieczność posiadania zbiornika rezerwowego z płynem roboczym, skąd będzie można monitorować utratę płynu chłodzącego i, jeśli to konieczne, uzupełniać go.