Lämmitysjärjestelmän lämpölaskenta: kuinka järjestelmän kuormitus lasketaan oikein

Lämmitysjärjestelmän suunnittelu ja lämpölaskenta on pakollinen vaihe kodin lämmityksen järjestämisessä. Laskentatoimen päätehtävänä on määritellä kattilan ja jäähdytinjärjestelmän optimaaliset parametrit.

Olen samaa mieltä, ensi silmäyksellä saattaa vaikuttaa siltä, ​​että vain insinööri voi suorittaa lämpötekniikan laskelmat. Kaikki ei kuitenkaan ole niin monimutkaista. Tietäen toimintojen algoritmin se osoittautuu suorittavan itsenäisesti tarvittavat laskelmat.

Artikkelissa esitetään yksityiskohtaisesti laskentamenettely ja esitetään kaikki tarvittavat kaavat. Ymmärrettävyyden parantamiseksi olemme laatineet esimerkin omakotitalon lämpölaskennasta.

Lämmityksen lämpölaskenta: yleinen järjestys

Lämmitysjärjestelmän klassinen lämpölaskenta on konsolidoitu tekninen asiakirja, joka sisältää pakolliset vaiheittaiset vakiolaskentamenetelmät.

Mutta ennen näiden pääparametrien laskelmien tutkimista on päätettävä itse lämmitysjärjestelmän käsitteestä.

Lämmitysjärjestelmälle on ominaista pakollinen syöttö ja tahaton lämmönpoisto huoneessa.

Lämmitysjärjestelmän laskennan ja suunnittelun päätehtävät:

• määrittää luotettavasti lämpöhäviöt;
• määrittää jäähdytysnesteen määrä ja käyttöolosuhteet;
• Valitse sukupolven, siirtymän ja lämmönsiirron elementit mahdollisimman tarkasti.

Rakentamisen aikana lämmitysjärjestelmät Aluksi on tarpeen kerätä erilaisia ​​tietoja huoneesta / rakennuksesta, jossa lämmitysjärjestelmää käytetään. Kun olet laskenut järjestelmän lämpöparametrit, analysoi aritmeettisen toiminnan tulokset.

Saatujen tietojen perusteella lämmitysjärjestelmän komponentit valitaan myöhemmin ostettaessa, asennettaessa ja käyttöönotettaessa.

Lämmitys on monikomponenttinen järjestelmä huoneessa / rakennuksessa hyväksytyn lämpötilatilan varmistamiseksi. Se on erillinen osa nykyaikaisen asunnon viestintäkompleksia

On huomionarvoista, että määritetyn lämpölaskentamenetelmän avulla voit laskea tarkasti suuren määrän määriä, jotka kuvaavat tulevaisuuden lämmitysjärjestelmää.

Lämpölaskelman tuloksena seuraavat tiedot ovat saatavilla:

• lämpöhäviöiden lukumäärä, kattilan teho;
• lämpöpatterien lukumäärä ja tyyppi jokaisessa huoneessa erikseen;
• putkilinjan hydrauliset ominaisuudet;
• tilavuus, jäähdytysnesteen nopeus, lämpöpumpun teho.

Lämpölaskenta ei ole teoreettinen ääriviiva, vaan melko tarkat ja kohtuulliset tulokset, joita suositellaan käytettäväksi käytännössä valittaessa lämmitysjärjestelmän komponentteja.

Huoneen lämpötilan standardit

Ennen järjestelmän parametrien laskentaa on ainakin tiedettävä odotettujen tulosten järjestys, samoin kuin standardoidut ominaisuudet joillekin taulukkomäärille, jotka on korvattava kaavoihin tai suuntautunut niihin.

Suorittamalla parametriarviointeja sellaisilla vakioilla, voit olla varma halutun dynaamisen tai vakion järjestelmäparametrin luotettavuudesta.

Eri tarkoituksiin tarkoitettuihin tiloihin on olemassa viitestandardit asuintilojen ja muiden kuin asuintilojen lämpötilaolosuhteille. Nämä standardit on kirjattu ns. GOST-standardiin

Lämmitysjärjestelmissä yksi näistä globaaleista parametreista on huonelämpötila, jonka tulisi olla vakio vuodenajasta tai ympäristöolosuhteista riippumatta.

Terveysstandardien ja asetusten mukaan lämpötilassa on eroja verrattuna vuoden kesä- ja talviaikaan. Ilmastointijärjestelmä vastaa huoneen lämpötilatilasta kesäkaudella, sen laskentaperiaate kuvataan yksityiskohtaisesti tämä artikkeli.

Huoneen lämpötilan talvella tarjoaa lämmitysjärjestelmä. Siksi olemme kiinnostuneita lämpötila-alueista ja niiden toleransseista talvikaudella.

Suurimmassa osassa säädöksiä määritetään seuraavat lämpötila-alueet, joiden avulla ihminen voi olla mukava huoneessa.

Muiden kuin asuintalojen toimistotilaan 100 m asti²:

• 22 - 24 ° C - optimaalinen ilman lämpötila;
• 1 ° C - sallittu vaihtelu.

Toimistotyyppisiin tiloihin, joiden pinta-ala on yli 100 m² lämpötila on 21 - 23 ° C. Teollisuuden tyyppisissä muissa kuin asuintiloissa lämpötila-alueet vaihtelevat suuresti huoneen käyttötarkoituksen ja vahvistettujen työsuojelustandardien mukaan.

Jokaisen ihmisen mukava huoneenlämpötila on “oma”.Joku haluaa olla erittäin lämmin huoneessa, joku mukava, kun huone on viileä - se on kaikki melko yksilöllinen

Asuintiloissa: asunnoissa, omakotitaloissa, kiinteistöissä jne. On tiettyjä lämpötila-alueita, joita voidaan säätää asukkaiden toiveiden mukaan.

Ja vielä tiettyjä huoneiston ja talon huoneita meillä on:

• 20 - 22 ° C - asuinhuone, myös lastenhuone, toleranssi ± 2 ° С -
• 19 - 21 ° C - keittiö, wc, toleranssi ± 2 ° C;
• 24 - 26 ° C - kylpy, suihku, uima-allas, toleranssi ± 1 ° C;
• 16 - 18 ° C - käytävät, eteiset, portaikot, ruokakomero, toleranssi + 3 ° C

On tärkeätä huomata, että huoneen lämpötilaan vaikuttaa vielä useita perusparametreja, joihin sinun on keskityttävä laskettaessa lämmitysjärjestelmää: kosteus (40–60%), hapen ja hiilidioksidin pitoisuus ilmassa (250: 1), ilman nopeus massat (0,13 - 0,25 m / s) jne.

Lämpöhäviön laskeminen talossa

Termodynamiikan toisen lain (koulufysiikka) mukaan energian spontaani siirto vähemmän kuumennetuista mini- tai makro-objekteista ei ole lämpimämpää. Tämän lain erityistapaus on "halu" luoda lämpötilatasapaino kahden termodynaamisen järjestelmän välille.

Esimerkiksi ensimmäinen järjestelmä on ympäristö, jonka lämpötila on -20 ° C, toinen järjestelmä on rakennus, jonka sisälämpötila on +20 ° C. Edellä mainitun lain mukaan nämä kaksi järjestelmää pyrkivät tasapainottamaan energian vaihdon avulla. Tämä tapahtuu lämpöhäviön takia toisesta järjestelmästä ja jäähdytyksestä ensimmäisessä.

Voimme ehdottomasti sanoa, että ympäristön lämpötila riippuu yksityisrakennuksen leveysasteesta. Ja lämpötilaero vaikuttaa rakennuksen lämpövuotojen määrään (+)

Lämpöhäviöllä tarkoitetaan lämmön (energian) tahatonta vapautumista tietystä esineestä (talosta, asunnosta). Tavallisessa asunnossa tämä prosessi ei ole niin ”havaittavissa” verrattuna omakotitaloon, koska asunto sijaitsee rakennuksen sisällä ja on “vierekkäinen” muiden asuntojen kanssa.

Omakotitalossa ulkoseinien, lattian, katon, ikkunoiden ja ovien läpi lämpötila ”lähtee” toiseen tai suurempaan suuntaan.

Kun tiedät lämpöhäviön määrän epäsuotuisimmissa sääoloissa ja näiden olosuhteiden ominaisuudet, on mahdollista laskea lämmitysjärjestelmän teho suurella tarkkuudella.

Joten rakennuksen lämpövuotojen määrä lasketaan seuraavalla kaavalla:

Q = Q_lattia+ Q_seinä+ Q_ikkuna+ Q_katto+ Q_ovi+ ... + Q_minäjossa

Qi - lämpöhäviön määrä rakennuksen kuoren tasaisesta ulkonäöstä.

Jokainen kaavan komponentti lasketaan kaavalla:

Q = S * AT / Rjossa

• Q - lämpövuoto, V;
• S - tietyn tyyppisen rakenteen pinta-ala, neliömetri m;
• AT - ilman ja sisäilman lämpötilojen ero, ° C;
• R - tietyn tyyppisen rakenteen lämpövastus, m²* ° C / W.

Oikeiden materiaalien lämpövastuksen arvoa suositellaan ottamaan apupöydistä.

Lisäksi lämpövastus voidaan saada käyttämällä seuraavaa suhdetta:

R = d / kjossa

• R - lämmönkestävyys, (m²* K) / W;
• K - materiaalin lämmönjohtavuus, W / (m²* K);
• d - tämän materiaalin paksuus, m

Vanhoissa taloissa, joissa on kostea kattorakenne, lämpövuoto tapahtuu rakennuksen yläosan läpi, nimittäin katon ja ullakon kautta. Tapahtumien toteuttaminen kattoeristys tai ullakkokaton eristys ratkaise tämä ongelma.

Jos eristät ullakkohuoneen ja katon, talon kokonaislämpöhäviö voi vähentyä huomattavasti

Talossa on useita muita lämpöhäviötyyppejä rakenteiden halkeamien, tuuletusjärjestelmän, liesituulettimen, ikkunoiden ja ovien avaamisen kautta. Niiden määrän huomioon ottaminen ei kuitenkaan ole järkevää, koska niiden osuus suurimmista lämpövuotoista on enintään 5%.

Kattilan tehon määrittäminen

Ympäristön ja talon lämpötilan välisen lämpötilaeron ylläpitämiseksi tarvitaan itsenäinen lämmitysjärjestelmä, joka ylläpitää haluttua lämpötilaa yksityisen talon jokaisessa huoneessa.

Lämmitysjärjestelmän perusta on erilainen kattilatyypit: nestemäinen tai kiinteä polttoaine, sähkö- tai kaasu.

Kattila on lämmitysjärjestelmän keskusyksikkö, joka tuottaa lämpöä. Kattilan pääominaisuus on sen teho, nimittäin muuntoprosentti on lämmön määrä aikayksikköä kohti.

Lämmityksen kuormituksen laskemisen jälkeen saadaan vaadittu kattilan nimellisteho.

Tavallisessa monihuoneistossa kattilan teho lasketaan alueen ja ominaistehon perusteella:

P_{höyrykattila}= (S_huone* P_erityinen)/10jossa

• S_huone - lämmitetyn huoneen kokonaispinta-ala;
• P_udellnaya - ominaisteho suhteessa ilmasto-olosuhteisiin.

Mutta tämä kaava ei ota huomioon lämpöhukkaa, joka riittää yksityistalossa.

On toinen suhde, joka ottaa tämän parametrin huomioon:

P_{höyrykattila}= (Q_menetys* S) / 100jossa

• P_{höyrykattila} - kattilan teho;
• Q_menetys - lämpöhäviöt;
• S - lämmitetty alue.

Kattilan nimelliskapasiteettia on nostettava. Varaus on tarpeen, jos on tarkoitus käyttää kattilaa veden lämmitykseen kylpyhuoneessa ja keittiössä.

Useimmissa yksityistalojen lämmitysjärjestelmissä on suositeltavaa käyttää paisuntasäiliötä, johon jäähdytysnesteen varaus varastoidaan. Jokainen yksityiskoti tarvitsee kuumaa vettä

Kattilan tehovarannon aikaansaamiseksi viimeisessä kaavassa on tarpeen lisätä turvakerroin K:

P_{höyrykattila}= (Q_menetys* S * K) / 100jossa

K - se on 1,25, ts. kattilan suunnittelukapasiteettia lisätään 25%.

Siksi kattilan kapasiteetti tarjoaa mahdollisuuden ylläpitää normaalia ilman lämpötilaa rakennuksen huoneissa, samoin kuin alkuperäisen ja ylimääräisen määrän kuumaa vettä talossa.

Patterivalikoiman ominaisuudet

Vakiokomponentit lämmön tuottamiseksi huoneessa ovat patterit, paneelit, lattialämmitysjärjestelmät, konvektorit jne. Lämmitysjärjestelmän yleisimmät osat ovat patterit.

Lämpöpatteri on erityinen ontto moduulityyppinen malli, joka on valmistettu seoksesta, jolla on suuri lämmönpoisto. Se on valmistettu teräksestä, alumiinista, valuraudasta, keramiikasta ja muista seoksista. Lämmityspatterin toimintaperiaate pelkistetään energianpäästölle jäähdytysnesteestä huoneen tilaan ”terälehden” kautta.

Alumiini- ja bimetallilämmityspatterit korvasivat massiiviset valurautaakut. Tuotannon helppous, suuri lämmönpoisto, onnistunut rakentaminen ja suunnittelu tekivät tuotteesta suositun ja laajalle levinneen työkalun lämmön säteilyttämiseksi huoneessa.

Tekniikoita on useita lämmityspatterien laskenta huoneessa. Seuraava menetelmäluettelo on lajiteltu tarkkuuden lisäämiseksi.

Laskentavaihtoehdot:

1. Alueittain. N = (S * 100) / C, missä N on osien lukumäärä, S on huoneen pinta-ala (m²), C - lämmönsiirto yhdestä jäähdyttimen osasta (W, otettu passi- tai tuotesertifikaatista), 100 W - lämmön virtauksen määrä, joka vaaditaan lämmitykseen 1 m² (empiirinen arvo). Herää kysymys: kuinka ottaa huomioon huoneen katon korkeus?
2. Tilavuuden mukaan. N = (S * H ​​* 41) / C, jossa N, S, C on samanlainen. N - huoneen korkeus, 41 W - 1 m lämmitykseen tarvittava lämpövirta³ (empiirinen arvo).
3. Kertoimien mukaan. N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C, jossa N, S, C ja 100 ovat samanlaisia. k1 - ottaen huomioon kameroiden lukumäärä huoneen ikkunan kaksoisikkunassa, k2 - seinien lämpöeristys, k3 - ikkunoiden pinta-alan suhde huoneen pinta-alaan, k4 - keskimääräinen miinus lämpötila talven kylmimmällä viikolla, k5 - huoneen ulkoseinien lukumäärä ("menevät" kadulle), k6 - huonetyyppi päällä, k7 - kattokorkeus.

Tämä on tarkin vaihtoehto jaksojen lukumäärän laskemiseen. Luonnollisesti laskennalliset tulokset pyöristetään aina seuraavaan kokonaislukuun.

Vesihuollon hydraulinen laskenta

Tietysti "kuva" lämmityksen lämmön laskemisesta ei voi olla täydellinen laskematta sellaisia ​​ominaisuuksia kuin jäähdytysnesteen tilavuus ja nopeus.Jäähdytysneste on useimmiten tavallista vettä nestemäisessä tai kaasumaisessa aggregaatiotilassa.

Jäähdytysnesteen todellinen tilavuus suositellaan laskemaan laskemalla yhteen kaikki lämmitysjärjestelmän onteot. Kun käytetään yhden piirin kattilaa, tämä on paras vaihtoehto. Kun käytetään kaksipiirisiä kattiloita lämmitysjärjestelmässä, on tarpeen ottaa huomioon kuuman veden kustannukset hygieenisiin ja muihin kotitalouskäyttöön

Kaksipiirisella kattilalla lämmitetyn veden määrän laskeminen asukkaille kuumalla vedellä ja jäähdytysnesteen lämmittämiseksi tehdään summaamalla lämmityspiirin sisäinen tilavuus ja käyttäjien todelliset tarpeet lämmitetussa vedessä.

Lämmitysjärjestelmän kuuman veden määrä lasketaan kaavalla:

W = k * Pjossa

• W - lämmönsiirtimen määrä;
• P - lämmityskattilan teho;
• K - tehokerroin (litran lukumäärä tehoyksikköä kohti on 13,5, alue on 10-15 litraa).

Seurauksena lopullinen kaava näyttää tältä:

W = 13,5 * P

Jäähdytysnesteen nopeus on lämmitysjärjestelmän lopullinen dynaaminen arviointi, joka kuvaa nesteen kiertonopeutta järjestelmässä.

Tämä arvo auttaa arvioimaan putkilinjan tyyppiä ja halkaisijaa:

V = (0,86 * P * μ) / ATjossa

• P - kattilan teho;
• μ - kattilan hyötysuhde;
• AT - toimitetun veden ja paluuveden lämpötilaero.

Edellä mainittujen menetelmien käyttö hydraulinen laskenta, on mahdollista saada todellisia parametreja, jotka ovat tulevaisuuden lämmitysjärjestelmän "perusta".

Lämpölaskentaesimerkki

Esimerkiksi lämmönlaskennasta on tavallinen 1-kerroksinen talo, jossa on neljä olohuonetta, keittiö, kylpyhuone, ”talvipuutarha” ja kodinhoitohuoneet.

Perustus on valmistettu monoliittisesta teräsbetonilevystä (20 cm), ulkoseinät ovat betonia (25 cm) laastilla, katto on peitetty puupalkeilla, katto on metalli laattoja ja mineraalivillaa (10 cm)

Merkitse talon alkuperäiset parametrit, jotka ovat tarpeen laskelmiin.

Rakennuksen mitat:

• lattian korkeus - 3 m;
• pieni ikkuna rakennuksen edestä ja takaa 1470 * 1420 mm;
• iso julkisivun ikkuna 2080 * 1420 mm;
• ovet 2000 * 900 mm;
• takaovet (uloskäynti terassille) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Rakennuksen kokonaisleveys 9,5 m², pituus 16 m². Vain olohuoneet (4 kpl), kylpyhuone ja keittiö lämmitetään.

Jotta seinien lämpöhäviöt voidaan laskea tarkasti ulkoseinien pinta-alasta, sinun on vähennettävä kaikkien ikkunoiden ja ovien pinta-ala - tämä on täysin erilainen materiaali lämpövastuksellaan

Aloitamme laskemalla homogeenisten materiaalien pinta-alat:

• lattiapinta - 152 m²;
• kattoalue - 180 m² , kun otetaan huomioon ullakun korkeus 1,3 m ja juoksun leveys - 4 m;
• ikkunan pinta-ala - 3 * 1,47 * 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m²;
• oven pinta-ala - 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m².

Ulkoseinien pinta-ala on 51 * 3-9,22-7,4 = 136,38 m².

Jatkamme jokaisen materiaalin lämpöhäviön laskemista:

• Q_lattia= S * AT * k / d = 152 * 20 * 0,2 / 1,7 = 357,65 W;
• Q_katto= 180 * 40 * 0,1 / 0,05 = 14400 W;
• Q_ikkuna= 9,22 * 40 * 0,36 / 0,5 = 265,54 W;
• Q_ovi= 7,4 * 40 * 0,15 / 0,75 = 59,2 W;

Sekä Q_seinä vastaa 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546. Kaikkien lämpöhäviöiden summa on 19628,4 wattia.

Seurauksena on, että laskemme kattilan tehon: P_{höyrykattila}= Q_menetys* S_{otapliv_komnat}* 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.

Laskemme yhden huoneen lämpöpatterien osien lukumäärän. Kaikille muille laskelmat ovat samanlaiset. Esimerkiksi kulmahuone (kaavion vasen, alakulma) on 10,4 m2.

Siksi 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.

Tässä huoneessa tarvitaan 9 osaa lämmityspatteria, jonka lämmönsiirto on 180 wattia.

Otamme laskuun järjestelmän jäähdytysnesteen määrän - W = 13,5 * P = 13,5 * 21 = 283,5 litraa. Siksi jäähdytysnesteen nopeus on: V = (0,86 * P * μ) / ∆T = (0,86 * 21000 * 0,9) / 20 = 812,7 l.

Seurauksena on, että järjestelmän jäähdytysnesteen kokonaistilavuuden täysi kierros vastaa 2,87 kertaa tunnissa.

Lämpölaskelmaa käsittelevä artikkeli auttaa määrittämään lämmitysjärjestelmän elementtien tarkat parametrit:

1. Omakotitalon lämmitysjärjestelmän laskenta: säännöt ja esimerkit laskennasta
2. Rakennuksen lämpötekninen laskenta: laskennan yksityiskohdat ja kaavat + käytännön esimerkit

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Seuraavassa katsauksessa esitetään yksinkertainen laskelma yksityisen talon lämmitysjärjestelmästä:

Kaikki yksityiskohdat ja yleisesti hyväksytyt menetelmät rakennuksen lämpöhäviön laskemiseksi esitetään alla:

Toinen vaihtoehto lämpövuotojen laskemiseksi tyypillisessä omakotitalossa:

Tämä video kertoo kodin lämmitykseen tarkoitetun energiakantajan kiertoominaisuuksista:

Lämmitysjärjestelmän lämpölaskenta on luonteeltaan yksilöllistä, se on tehtävä oikein ja tarkasti. Mitä tarkempia laskelmia tehdään, sitä vähemmän joudutaan maksamaan maatalon omistajille ylimääräisiä maksuja käytön aikana.

Onko sinulla kokemusta lämmitysjärjestelmän lämpölaskennasta? Vai sinulla on kysyttävää aiheesta? Kerro mielipiteesi ja jätä kommentteja. Palautelohko sijaitsee alla.