Cum să calculați singur sistemul de încălzire al unei case private

Calculul hidraulic al alimentării cu apă

Desigur, „imaginea” calculării căldurii pentru încălzire nu poate fi completă fără calcularea unor caracteristici precum volumul și viteza lichidului de răcire. În cele mai multe cazuri, lichidul de răcire este apă obișnuită în stare de agregare lichidă sau gazoasă.

Se recomandă ca volumul real al lichidului de răcire să fie calculat prin însumarea tuturor cavităților din sistemul de încălzire. Când utilizați un cazan cu un singur circuit, aceasta este cea mai bună opțiune. Atunci când se utilizează cazane cu dublu circuit în sistemul de încălzire, este necesar să se țină cont de consumul de apă caldă în scopuri igienice și în alte scopuri menajere.

Calculul volumului de apă încălzită de un cazan cu dublu circuit pentru a asigura locuitorilor apă caldă și încălzirea lichidului de răcire se face prin însumarea volumului intern al circuitului de încălzire și a nevoilor reale ale utilizatorilor în apă încălzită.

Volumul de apă caldă din sistemul de încălzire se calculează prin formula:

W=k*P, unde

• W este volumul purtătorului de căldură;
• P este puterea cazanului de încălzire;
• k este factorul de putere (numărul de litri pe unitate de putere este de 13,5, intervalul este de 10-15 litri).

Ca rezultat, formula finală arată astfel:

L=13,5*P

Viteza lichidului de răcire este evaluarea dinamică finală a sistemului de încălzire, care caracterizează viteza de circulație a fluidului în sistem.

Această valoare ajută la evaluarea tipului și diametrului conductei:

V=(0,86*P*μ)/∆T, unde

• P - puterea cazanului;
• μ – randamentul cazanului;
• ∆T este diferența de temperatură dintre apa de alimentare și apa de retur.

Folosind metodele de calcul hidraulice de mai sus, se vor putea obține parametri reali care sunt „fundamentul” viitorului sistem de încălzire.

Determinarea puterii cazanului

Pentru a menține diferența de temperatură dintre mediu și temperatura din interiorul casei este nevoie de un sistem de încălzire autonom care să mențină temperatura dorită în fiecare încăpere a unei case private.

La baza sistemului de încălzire se află diferite tipuri de cazane: combustibil lichid sau solid, electrice sau pe gaz.

Cazanul este nodul central al sistemului de incalzire care genereaza caldura. Principala caracteristică a cazanului este puterea sa, și anume rata de conversie a cantității de căldură pe unitatea de timp.

După ce am calculat sarcina termică pentru încălzire, obținem puterea nominală necesară a cazanului.

Pentru un apartament obișnuit cu mai multe camere, puterea cazanului este calculată prin suprafață și putere specifică:

R_cazan=(S_sediul*R_specific)/10, unde

• S_sediul- suprafața totală a încăperii încălzite;
• R_specific– putere specifică raportată la condiţiile climatice.

Dar această formulă nu ține cont de pierderile de căldură, care sunt suficiente într-o casă privată.

Există un alt raport care ia în considerare acest parametru:

R_cazan=(Q_pierderi*S)/100, unde

• R_cazan– puterea cazanului;
• Q_pierderi- pierdere de căldură;
• S - zonă încălzită.

Puterea nominală a cazanului trebuie mărită. Rezerva este necesară dacă se plănuiește folosirea cazanului pentru încălzirea apei pentru baie și bucătărie.

În majoritatea sistemelor de încălzire ale caselor private, se recomandă utilizarea unui rezervor de expansiune, în care va fi stocată alimentarea cu lichid de răcire. Fiecare casă privată are nevoie de alimentare cu apă caldă

Pentru a asigura o rezervă de putere a cazanului, la ultima formulă trebuie adăugat factorul de siguranță K:

R_cazan=(Q_pierderi*S*K)/100, unde

K - va fi egal cu 1,25, adică puterea de proiectare a cazanului va fi mărită cu 25%.

Astfel, puterea cazanului face posibila mentinerea temperaturii standard a aerului in incaperile cladirii, precum si a avea un volum initial si suplimentar de apa calda in casa.

Calculul puterii termice a sistemului de încălzire

Puterea termică a sistemului de încălzire este cantitatea de căldură care trebuie generată în casă pentru o viață confortabilă în timpul sezonului rece.

Calculul termic al casei

Există o relație între suprafața totală de încălzire și puterea cazanului.În același timp, puterea cazanului trebuie să fie mai mare sau egală cu puterea tuturor dispozitivelor de încălzire (radiatoare). Calculul standard de inginerie termică pentru spațiile rezidențiale este următorul: 100 W de putere pe 1 m² de suprafață încălzită plus 15 - 20% din rezervă.

Calculul numărului și puterii dispozitivelor de încălzire (radiatoare) trebuie efectuat individual pentru fiecare cameră. Fiecare calorifer are o anumită putere termică. La radiatoarele secționale, puterea totală este suma puterii tuturor secțiunilor utilizate.

În sistemele simple de încălzire, metodele de mai sus pentru calcularea puterii sunt suficiente. Excepție fac clădirile cu arhitectură non-standard care au suprafețe mari de sticlă, tavane înalte și alte surse de pierderi suplimentare de căldură. În acest caz, va fi necesară o analiză și un calcul mai detaliat folosind factori multiplicatori.

Calcul termotehnic ținând cont de pierderile de căldură ale casei

Calculul pierderilor de căldură la domiciliu trebuie efectuat pentru fiecare cameră separat, ținând cont de ferestre, uși și pereți exteriori.

Mai detaliat, următoarele date sunt utilizate pentru datele privind pierderile de căldură:

• Grosimea și materialul pereților, acoperiri.
• Structura și materialul acoperișului.
• Tipul și materialul fundației.
• Tip de geam.
• Tip șapă de podea.

Pentru a determina puterea minimă necesară a sistemului de încălzire, ținând cont de pierderile de căldură, puteți utiliza următoarea formulă:

Qt (kWh) = V × ΔT × K ⁄ 860, unde:

Qt este sarcina termică a încăperii.

V este volumul camerei încălzite (lățime × lungime × înălțime), m³.

ΔT este diferența dintre temperatura aerului exterior și temperatura interioară necesară, °C.

K este coeficientul de pierdere de căldură al clădirii.

860 - conversia coeficientului în kWh.

Coeficientul de pierdere de căldură al clădirii K depinde de tipul de construcție și de izolarea încăperii:

Diferența dintre temperatura aerului exterior și temperatura interioară necesară ΔT se determină pe baza condițiilor meteo specifice și a nivelului de confort necesar în casă. De exemplu, dacă temperatura exterioară este de -20 °C și +20 °C este planificat în interior, atunci ΔT = 40 °C.

Calculul pierderilor de căldură la domiciliu

Aceste date vor fi necesare pentru a determina puterea necesară a sistemului de încălzire, adică cazanul, și puterea termică a fiecărui radiator separat. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza calculatorul nostru online pentru pierderi de căldură. Acestea trebuie calculate pentru fiecare cameră din casă care are un perete exterior.

Examinare. Pierderea de căldură calculată a fiecărei încăperi este împărțită la cuadratura ei și obținem pierderea de căldură specifică în W/mp. Acestea variază de obicei între 50 și 150 W/mp. m. Dacă cifrele dumneavoastră sunt foarte diferite de cele date, atunci poate că a fost făcută o greșeală. Pierderile de căldură ale camerelor de la etaj sunt cele mai mari, urmate de pierderile de căldură de la primul etaj și cele mai mici sunt în camerele de la etajele mijlocii.

Prezentare generală a programelor pentru calcule hidraulice

În esență, orice calcul hidraulic al sistemelor de încălzire a apei este considerat o sarcină de inginerie dificilă. Pentru a o rezolva, au fost dezvoltate o serie de pachete software care facilitează implementarea unei astfel de proceduri.

Puteți încerca să efectuați un calcul hidraulic al sistemului de încălzire în carcasa Excel, folosind formule gata făcute. Cu toate acestea, pot apărea următoarele probleme:

• Mare eroare. În multe cazuri, una sau două scheme de conducte sunt luate ca exemplu de calcul hidraulic pentru sistemele de încălzire. Găsirea acelorași calcule pentru colector este problematică;
• Pentru a lua în considerare corect rezistența în ceea ce privește hidraulica conductei, sunt necesare date de referință, care nu sunt disponibile în formular. Acestea trebuie căutate și introduse suplimentar.

Oventrop CO

Cel mai simplu și clar program pentru calculul hidraulic al rețelei de căldură. O interfață intuitivă și setările flexibile vă pot ajuta să faceți față rapid momentelor invizibile ale introducerii datelor. Pot apărea mici probleme în timpul primei instalări a complexului. Va trebui să introduceți toți parametrii sistemului, începând de la materialul țevilor în sine și terminând cu amplasarea elementelor de încălzire.

Se distinge prin flexibilitatea setărilor, capacitatea de a face cel mai simplu calcul hidraulic al alimentării cu căldură atât pentru o nouă rețea de încălzire, cât și pentru modernizarea uneia vechi. Se remarcă dintre înlocuitorii cu o interfață grafică bună.

Instal-Therm HCR

Pachetul software este calculat pentru rezistența profesională în ceea ce privește hidraulica sistemului de încălzire. Versiunea gratuită are o mulțime de contraindicații. Domeniul de utilizare este proiectarea alimentării cu căldură în clădiri publice și industriale mari.

În condiții practice, pentru alimentarea autonomă cu căldură a apartamentelor și caselor private, calculul hidraulic nu se face întotdeauna. Cu toate acestea, acest lucru poate duce la o deteriorare a funcționării sistemului de încălzire și la o defalcare rapidă a componentelor acestuia - încălzitoare, țevi și un cazan. Pentru a evita acest lucru, este necesar să se calculeze în timp parametrii sistemului și să îi compare cu cei efectivi pentru optimizarea ulterioară a funcționării alimentării cu căldură.

HERZ C.O.

Se caracterizează prin flexibilitatea setărilor, capacitatea de a face un calcul hidraulic simplificat al încălzirii atât pentru un nou sistem de alimentare cu căldură, cât și pentru modernizarea unuia vechi. Diferă de analogi într-o interfață grafică convenabilă.

Caracteristici ale selecției unei pompe de circulație

Pompa este selectată după două criterii:

1. Cantitatea de lichid pompată, exprimată în metri cubi pe oră (m³/h).
2. Capul exprimat în metri (m).

Cu presiune, totul este mai mult sau mai puțin clar - aceasta este înălțimea la care trebuie ridicat lichidul și se măsoară de la punctul cel mai jos la cel mai înalt punct sau la următoarea pompă, dacă proiectul prevede mai mult de una.

Volumul rezervorului de expansiune

Toată lumea știe că un lichid tinde să crească în volum atunci când este încălzit. Pentru ca sistemul de încălzire să nu arate ca o bombă și să nu curgă la toate cusăturile, există un rezervor de expansiune în care este colectată apa deplasată din sistem.

Ce volum ar trebui cumpărat sau făcut un rezervor?

Este simplu, cunoscând caracteristicile fizice ale apei.

Volumul calculat de lichid de răcire din sistem este înmulțit cu 0,08. De exemplu, pentru un lichid de răcire de 100 de litri, vasul de expansiune va avea un volum de 8 litri.

Să vorbim mai detaliat despre cantitatea de lichid pompat.

Consumul de apă în sistemul de încălzire se calculează după formula:

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

• G - consumul de apă în sistemul de încălzire, kg/s;
• Q este cantitatea de căldură care compensează pierderea de căldură, W;
• c - capacitatea termică specifică a apei, această valoare este cunoscută și egală cu 4200 J/kg * ᵒС (rețineți că orice alți purtători de căldură au performanțe mai slabe în comparație cu apa);
• t2 este temperatura lichidului de răcire care intră în sistem, ᵒС;
• t1 este temperatura lichidului de răcire la ieșirea din sistem, ᵒС;

Recomandare! Pentru o ședere confortabilă, delta de temperatură a purtătorului de căldură la intrare ar trebui să fie de 7-15 grade. Temperatura podelei în sistemul „pardoseală caldă” nu trebuie să fie mai mare de 29ᵒ C. Prin urmare, va trebui să vă dați seama singur ce tip de încălzire va fi instalat în casă: vor exista baterii, o „pardoseală caldă” sau o combinație de mai multe tipuri.

Rezultatul acestei formule va oferi debitul de lichid de răcire pe secundă de timp pentru a completa pierderile de căldură, apoi acest indicator este convertit în ore.

Sfat! Cel mai probabil, temperatura în timpul funcționării va varia în funcție de circumstanțe și sezon, așa că este mai bine să adăugați imediat 30% din rezervă la acest indicator.

Luați în considerare indicatorul cantității estimate de căldură necesară pentru a compensa pierderile de căldură.

Poate că acesta este cel mai complex și important criteriu care necesită cunoștințe de inginerie, care trebuie abordate cu responsabilitate.

Dacă aceasta este o casă privată, atunci indicatorul poate varia de la 10-15 W / m² (acești indicatori sunt tipici pentru „casele pasive”) până la 200 W / m² sau mai mult (dacă este un perete subțire fără izolație sau insuficientă) .

În practică, organizațiile de construcții și comerț iau ca bază indicatorul pierderilor de căldură - 100 W / m².

Recomandare: Calculați acest indicator pentru o anumită casă în care va fi instalat sau reconstruit un sistem de încălzire. Pentru a face acest lucru, se folosesc calculatoare de pierderi de căldură, în timp ce pierderile pentru pereți, acoperișuri, ferestre și podele sunt calculate separat. Aceste date vor face posibilă aflarea câtă căldură este eliberată fizic de casă în mediul într-o anumită regiune cu propriile regimuri climatice.

Înmulțim cifra de pierdere calculată cu suprafața casei și apoi o înlocuim în formula consumului de apă.

Acum ar trebui să vă ocupați de o astfel de întrebare precum consumul de apă în sistemul de încălzire al unui bloc de apartamente.

Calculul pierderilor de căldură și cazanul pentru încălzirea locuinței online

Cu ajutorul calculatorului nostru pentru calcularea încălzirii pentru o casă privată, puteți afla cu ușurință puterea necesară a cazanului pentru a vă încălzi „cuibul” confortabil.

După cum vă amintiți, pentru a calcula rata pierderilor de căldură, trebuie să cunoașteți mai multe valori ale principalelor componente ale casei, care împreună reprezintă mai mult de 90% din pierderile totale. Pentru confortul dumneavoastră, am adăugat la calculator doar acele câmpuri pe care le puteți completa fără cunoștințe speciale:

• geamuri;
• izolație termică;
• raportul dintre suprafața ferestrelor și podeaua;
• temperatura exterioară;
• numărul de pereți orientați spre exterior;
• care cameră este deasupra celei calculate;
• înălțimea camerei;
• zona camerei.

După ce obțineți valoarea pierderii de căldură acasă, se ia un factor de corecție de 1,2 pentru a calcula puterea necesară a cazanului.

Cum să lucrezi la calculator

Amintiți-vă că, cu cât geamul este mai gros și cu cât izolarea termică este mai bună, cu atât va fi necesară mai puțină putere de încălzire.

Pentru a obține rezultate, trebuie să răspundeți la următoarele întrebări:

1. Alegeți unul dintre tipurile de geamuri propuse (triblu sau dublu, termopan convențional).
2. Cum sunt izolați pereții tăi? Izolație solidă groasă din câteva straturi de vată minerală, spumă de polistiren, EPPS pentru nord și Siberia. Poate că locuiești în Rusia Centrală și un strat de izolație este suficient pentru tine. Sau ești unul dintre cei care își construiește o casă în regiunile sudice și îi este potrivită o cărămidă dublă goală.
3. Care este raportul dintre suprafața ferestrei și podeaua, în %. Dacă nu cunoașteți această valoare, atunci se calculează foarte simplu: împărțiți suprafața podelei la zona ferestrei și înmulțiți cu 100%.
4. Introduceți temperatura minimă de iarnă pentru câteva sezoane și rotunjiți. Nu folosiți temperatura medie pentru ierni, altfel riscați să obțineți un cazan mai mic și casa nu va fi suficient de încălzită.
5. Calculam pentru toata casa sau doar pentru un perete?
6. Ce este deasupra camerei noastre. Dacă aveți o casă cu un etaj, selectați tipul de mansardă (rece sau caldă), dacă etajul al doilea, apoi o cameră încălzită.
7. Înălțimea tavanelor și suprafața camerei sunt necesare pentru a calcula volumul apartamentului, care, la rândul său, este baza pentru toate calculele.

Exemplu de calcul:

• casă cu un etaj în regiunea Kaliningrad;
• lungime perete 15 si 10 m, izolat cu un strat de vata minerala;
• înălțimea tavanului 3 m;
• 6 ferestre de 5 m2 dintr-un geam termopan;
• temperatura minimă pentru ultimii 10 ani este de 26 de grade;
• calculăm pentru toți cei 4 pereți;
• de deasupra o mansardă caldă încălzită;

Suprafața casei noastre este de 150 m2, iar suprafața ferestrelor este de 30 m2. 30/150*100=20% raport fereastră la podea.

Știm totul, selectăm câmpurile corespunzătoare din calculator și obținem că casa noastră va pierde 26,79 kW de căldură.

26,79 * 1,2 \u003d 32,15 kW - capacitatea de încălzire necesară a cazanului.

Clasificarea sistemelor de încălzire ale unei case private

În primul rând, sistemele de încălzire diferă prin tipul de lichid de răcire și sunt:

• apa, cea mai comună și practică;
• aer, o variantă a căruia este un sistem de foc deschis (adică un șemineu clasic);
• electric, cel mai convenabil de utilizat.

La rândul lor, sistemele de încălzire a apei dintr-o casă privată sunt clasificate în funcție de tipul de cablare și sunt cu o singură conductă, colector și două conducte. În plus, pentru aceștia există și o clasificare în funcție de purtătorul de energie necesar funcționării dispozitivului de încălzire (gaz, combustibil solid sau lichid, electricitate), și în funcție de numărul de circuite (1 sau 2). Aceste sisteme sunt, de asemenea, împărțite pe materialul conductei (cupru, oțel, polimeri).

Alegerea elementului de încălzire

Cazanele sunt împărțite condiționat în mai multe grupuri, în funcție de tipul de combustibil utilizat:

• electric;
• combustibil lichid;
• gaz;
• combustibil solid;
• combinate.

Dintre toate modelele propuse, cele mai populare sunt dispozitivele care funcționează pe gaz. Acest tip de combustibil este relativ profitabil și accesibil. În plus, echipamentele de acest fel nu necesită cunoștințe și abilități speciale pentru întreținerea sa, iar eficiența unor astfel de unități este destul de mare, cu care alte unități care sunt identice ca funcționalitate nu se pot lăuda.Dar, în același timp, cazanele pe gaz sunt potrivite doar dacă casa ta este conectată la o conductă de gaz centralizată.

Determinarea puterii cazanului

Înainte de a calcula încălzirea, este necesar să se determine debitul încălzitorului, deoarece eficiența instalației termice depinde de acest indicator. Deci, o unitate grea va consuma o mulțime de resurse de combustibil, în timp ce o unitate de putere redusă nu va putea oferi pe deplin încălzirea spațiilor de înaltă calitate. Din acest motiv, calculul sistemului de încălzire este un proces important și responsabil.

Nu puteți intra în formule complexe pentru calcularea performanței cazanului, ci pur și simplu utilizați tabelul de mai jos. Indică zona structurii încălzite și puterea încălzitorului, care poate crea condiții de temperatură maximă pentru a trăi în ea.

În cele din urmă

După cum puteți vedea, calculul capacității de încălzire se reduce la calcularea valorii totale a celor patru elemente de mai sus.

Nu toată lumea poate determina capacitatea necesară a fluidului de lucru din sistem cu precizie matematică. Prin urmare, nedorind să efectueze calculul, unii utilizatori procedează în felul următor. Pentru început, sistemul este umplut cu aproximativ 90%, după care se verifică performanța. Apoi purjați aerul acumulat și continuați umplerea.

În timpul funcționării sistemului de încălzire, are loc o scădere naturală a nivelului lichidului de răcire ca urmare a proceselor de convecție. În acest caz, există o pierdere de putere și productivitate a cazanului.Acest lucru implică necesitatea unui rezervor de rezervă cu un fluid de lucru, de unde va fi posibilă monitorizarea pierderii de lichid de răcire și, dacă este necesar, completarea acestuia.