Pengiraan termal sistem pemanasan: cara mengira beban pada sistem dengan betul

Reka bentuk dan pengiraan terma sistem pemanasan adalah tahap wajib dalam mengatur pemanasan rumah. Tugas utama aktiviti pengkomputeran adalah menentukan parameter optimum dandang dan sistem radiator.

Setuju, pada pandangan pertama mungkin hanya seorang jurutera yang dapat melakukan pengiraan kejuruteraan panas. Namun, tidak semuanya rumit. Mengetahui algoritma tindakan, ia akan membuat pengiraan yang diperlukan secara bebas.

Artikel ini menetapkan secara terperinci prosedur pengiraan dan memberikan semua formula yang diperlukan. Untuk pemahaman yang lebih baik, kami telah menyediakan contoh pengiraan terma untuk rumah persendirian.

Pengiraan terma pemanasan: urutan umum

Pengiraan terma klasik sistem pemanasan adalah dokumen teknikal gabungan, yang merangkumi kaedah pengiraan standard bertahap wajib.

Tetapi sebelum mempelajari pengiraan parameter utama ini, anda perlu memutuskan konsep sistem pemanasan itu sendiri.

Sistem pemanasan dicirikan oleh bekalan paksa dan penyingkiran haba secara tidak sengaja di dalam bilik.

Tugas utama pengiraan dan reka bentuk sistem pemanasan:

• paling pasti menentukan kehilangan haba;
• tentukan jumlah dan syarat penggunaan penyejuk;
• pilih elemen penjanaan, anjakan dan pemindahan haba setepat mungkin.

Semasa pembinaan sistem pemanasan Pada mulanya, perlu mengumpulkan pelbagai data mengenai ruangan / bangunan tempat sistem pemanasan akan digunakan. Setelah melakukan pengiraan parameter termal sistem, analisis hasil operasi aritmetik.

Berdasarkan data yang diperoleh, komponen sistem pemanasan dipilih dengan pembelian, pemasangan dan pentauliahan berikutnya.

Pemanasan adalah sistem multikomponen untuk memastikan rejim suhu yang disetujui di bilik / bangunan. Ini adalah bahagian yang terpisah dari kompleks komunikasi perumahan moden

Perlu diperhatikan bahawa kaedah pengiraan terma yang ditentukan membolehkan anda mengira dengan tepat sebilangan besar kuantiti yang secara khusus menerangkan sistem pemanasan masa depan.

Hasil pengiraan terma, maklumat berikut akan tersedia:

• bilangan kehilangan haba, kuasa dandang;
• bilangan dan jenis radiator haba untuk setiap bilik secara berasingan;
• ciri hidraulik saluran paip;
• isipadu, kelajuan penyejuk, kuasa pam haba.

Pengiraan termal bukanlah garis besar teori, tetapi hasil yang cukup tepat dan munasabah, yang disarankan untuk digunakan dalam praktik ketika memilih komponen sistem pemanasan.

Piawai suhu bilik

Sebelum membuat pengiraan parameter sistem, sekurang-kurangnya perlu mengetahui susunan hasil yang diharapkan, dan juga mempunyai ciri-ciri piawai dari beberapa kuantiti jadual yang perlu diganti menjadi formula atau berorientasi pada mereka.

Dengan melakukan pengiraan parameter dengan pemalar seperti itu, anda dapat memastikan kebolehpercayaan parameter sistem dinamik atau pemalar yang diinginkan.

Untuk premis pelbagai tujuan, terdapat piawaian rujukan untuk keadaan suhu premis kediaman dan bukan kediaman. Piawaian ini termaktub dalam apa yang disebut GOST

Untuk sistem pemanasan, salah satu parameter global ini adalah suhu bilik, yang harus tetap tanpa mengira musim atau keadaan persekitaran.

Menurut peraturan piawaian kebersihan dan peraturan, ada perbedaan suhu dibandingkan dengan musim panas dan musim dingin tahun ini. Sistem penghawa dingin bertanggungjawab untuk rejim suhu bilik pada musim panas, prinsip pengiraannya dijelaskan secara terperinci dalam artikel ini.

Tetapi suhu bilik pada musim sejuk disediakan oleh sistem pemanasan. Oleh itu, kami berminat dengan julat suhu dan toleransi mereka terhadap penyimpangan untuk musim sejuk.

Sebilangan besar dokumen peraturan menetapkan julat suhu berikut, yang membolehkan seseorang merasa selesa di dalam bilik.

Untuk premis pejabat bukan kediaman hingga 100 m²:

• 22-24 ° C - suhu udara yang optimum;
• 1 ° C - turun naik yang dibenarkan.

Untuk premis jenis pejabat dengan luas lebih dari 100 m² suhu ialah 21-23 ° C. Untuk premis bukan kediaman jenis perindustrian, julat suhu sangat berbeza bergantung pada tujuan bilik dan standard perlindungan pekerja yang ditetapkan.

Suhu bilik yang selesa untuk setiap orang adalah "sendiri".Seseorang suka sangat hangat di dalam bilik, seseorang selesa ketika biliknya sejuk - semuanya cukup individu

Bagi premis kediaman: pangsapuri, rumah persendirian, harta tanah, dan lain-lain, terdapat julat suhu tertentu yang dapat disesuaikan bergantung kepada kehendak penduduk.

Namun untuk bilik-bilik tertentu di pangsapuri dan rumah kami mempunyai:

• 20-22 ° C - kediaman, termasuk bilik kanak-kanak, toleransi ± 2 ° С -
• 19-21 ° C - dapur, tandas, toleransi ± 2 ° C;
• 24-26 ° C - mandi, mandi, kolam, toleransi ± 1 ° C;
• 16-18 ° C - koridor, lorong, tangga, pantri, toleransi + 3 ° C

Perlu diketahui bahawa terdapat beberapa parameter asas yang mempengaruhi suhu di dalam bilik dan yang perlu anda fokuskan semasa mengira sistem pemanasan: kelembapan (40-60%), kepekatan oksigen dan karbon dioksida di udara (250: 1), kelajuan udara jisim (0.13-0.25 m / s), dll.

Pengiraan kehilangan haba di rumah

Menurut undang-undang termodinamik kedua (fizik sekolah), tidak ada pemindahan tenaga secara spontan dari objek mini atau makro yang kurang dipanaskan ke objek yang dipanaskan. Satu kes khas dari undang-undang ini adalah "keinginan" untuk mewujudkan keseimbangan suhu antara dua sistem termodinamik.

Sebagai contoh, sistem pertama adalah persekitaran dengan suhu -20 ° C, sistem kedua adalah bangunan dengan suhu dalaman + 20 ° C. Menurut undang-undang di atas, kedua sistem ini akan berusaha untuk menyeimbangkan melalui pertukaran tenaga. Ini akan berlaku melalui kehilangan haba dari sistem kedua dan penyejukan pada yang pertama.

Kita pasti dapat mengatakan bahawa suhu persekitaran bergantung pada garis lintang di mana rumah persendirian itu berada. Dan perbezaan suhu mempengaruhi jumlah kebocoran haba dari bangunan (+)

Dengan kehilangan haba adalah pembebasan panas (tenaga) secara tidak sengaja dari objek tertentu (rumah, pangsapuri). Untuk pangsapuri biasa, proses ini tidak begitu "nyata" dibandingkan dengan rumah persendirian, kerana pangsapuri ini terletak di dalam bangunan dan "berdekatan" dengan pangsapuri lain.

Di sebuah rumah persendirian melalui dinding, lantai, atap, tingkap dan pintu luaran, hingga satu darjah atau yang lain, panas "meninggalkan".

Mengetahui jumlah kehilangan haba untuk keadaan cuaca yang paling buruk dan ciri-ciri keadaan ini, adalah mungkin untuk mengira kekuatan sistem pemanasan dengan ketepatan yang tinggi.

Oleh itu, jumlah kebocoran haba dari bangunan dikira dengan formula berikut:

Q = Q_jantina+ Q_tembok+ Q_tingkap+ Q_bumbung+ Q_pintu+ ... + Q_idi mana

Qi - jumlah kehilangan haba dari rupa seragam bangunan.

Setiap komponen formula dikira dengan formula:

Q = S * ΔT / Rdi mana

• Q - kebocoran haba, V;
• S - luas jenis struktur tertentu, persegi. m;
• ΔT - perbezaan suhu udara persekitaran dan dalaman, ° C;
• R - rintangan haba dari jenis struktur tertentu, m²* ° C / W.

Nilai ketahanan haba untuk bahan sebenar disyorkan untuk diambil dari jadual tambahan.

Sebagai tambahan, ketahanan terma dapat diperoleh dengan menggunakan nisbah berikut:

R = d / kdi mana

• R - rintangan haba, (m²* K) / W;
• k - kekonduksian terma bahan, W / (m²* K);
• d - ketebalan bahan ini, m

Di rumah-rumah lama dengan struktur atap yang lembap, kebocoran panas berlaku melalui bahagian atas bangunan, iaitu melalui bumbung dan loteng. Menjalankan acara untuk penebat siling atau penebat bumbung loteng selesaikan masalah ini.

Sekiranya anda melindungi ruang loteng dan bumbung, jumlah kehilangan haba dari rumah dapat dikurangkan dengan ketara

Di rumah terdapat beberapa jenis kehilangan haba yang lain melalui keretakan pada struktur, sistem pengudaraan, penutup dapur, tingkap dan pintu yang terbuka. Tetapi untuk mengambil kira jumlah mereka tidak masuk akal, kerana jumlahnya tidak lebih dari 5% dari jumlah kebocoran panas utama.

Penentuan daya dandang

Untuk mengekalkan perbezaan suhu antara lingkungan dan suhu di dalam rumah, diperlukan sistem pemanasan bebas yang dapat mempertahankan suhu yang diinginkan di setiap ruangan rumah persendirian.

Asas sistem pemanasan berbeza jenis dandang: bahan api cecair atau pepejal, elektrik atau gas.

Dandang adalah unit pusat sistem pemanasan yang menghasilkan haba. Ciri utama dandang adalah kekuatannya, iaitu, kadar penukaran adalah jumlah haba per unit masa.

Setelah mengira beban haba untuk pemanasan, kami memperoleh kuasa dandang yang diperlukan.

Untuk pangsapuri berbilang bilik biasa, kuasa dandang dikira melalui kawasan dan kuasa tertentu:

P_dandang= (S_premis* P_spesifik)/10di mana

• S_premis - luas kawasan bilik yang dipanaskan;
• P_{sebelum waktunya} - daya khas relatif terhadap keadaan iklim.

Tetapi formula ini tidak mengambil kira kehilangan haba, yang cukup di rumah persendirian.

Terdapat hubungan lain yang mengambil kira parameter ini:

P_dandang= (Q_kerugian* S) / 100di mana

• P_dandang - kuasa dandang;
• Q_kerugian - kehilangan haba;
• S - kawasan yang dipanaskan.

Kapasiti dandang yang dinilai mesti ditingkatkan. Cadangan diperlukan sekiranya dirancang untuk menggunakan dandang untuk memanaskan air untuk bilik mandi dan dapur.

Di kebanyakan sistem pemanasan rumah persendirian, disarankan agar anda menggunakan tangki pengembangan di mana bekalan penyejuk akan disimpan. Setiap rumah persendirian memerlukan air panas

Untuk menyediakan rizab kuasa dandang dalam formula terakhir, perlu menambahkan faktor keselamatan K:

P_dandang= (Q_kerugian* S * K) / 100di mana

Ke - ia akan sama dengan 1,25, iaitu, kapasiti reka bentuk dandang akan meningkat sebanyak 25%.

Oleh itu, kapasiti dandang memberi peluang untuk mengekalkan suhu udara standard di bilik-bilik bangunan, serta memiliki jumlah air panas awal dan tambahan di dalam rumah.

Ciri-ciri pemilihan radiator

Komponen standard untuk memberikan haba di dalam bilik adalah radiator, panel, sistem pemanasan bawah lantai, konvektor, dan lain-lain. Bahagian sistem pemanasan yang paling biasa adalah radiator.

Radiator panas adalah reka bentuk berongga khas jenis modular yang diperbuat daripada aloi dengan pelesapan haba yang tinggi. Ia diperbuat daripada keluli, aluminium, besi tuang, seramik dan aloi lain. Prinsip pengoperasian radiator pemanasan dikurangkan menjadi pelepasan tenaga dari penyejuk ke ruang bilik melalui "kelopak".

Radiator pemanasan aluminium dan bimetal menggantikan bateri besi tuang yang besar. Kemudahan pengeluaran, penyebaran haba yang tinggi, pembinaan dan reka bentuk yang berjaya menjadikan produk ini alat yang popular dan meluas untuk memancarkan haba di dalam bilik.

Terdapat beberapa teknik pengiraan radiator pemanasan di dalam bilik. Senarai kaedah berikut disusun mengikut peningkatan ketepatan.

Pilihan pengiraan:

1. Mengikut kawasan. N = (S * 100) / C, di mana N adalah bilangan bahagian, S adalah luas ruangan (m²), C - pemindahan haba dari satu bahagian radiator (W, diambil dari pasport atau sijil produk), 100 W - jumlah aliran haba yang diperlukan untuk pemanasan 1 m² (nilai empirikal). Persoalannya timbul: bagaimana untuk mengambil kira ketinggian siling bilik?
2. Mengikut isipadu. N = (S * H ​​* 41) / C, di mana N, S, C serupa. N - ketinggian bilik, 41 W - jumlah aliran haba, yang diperlukan untuk pemanasan 1 m³ (nilai empirikal).
3. Menurut pekali. N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C, di mana N, S, C dan 100 adalah serupa. k1 - dengan mengambil kira bilangan kamera di tingkap kaca berlapis dua, k2 - penebat haba dinding, k3 - nisbah kawasan tingkap ke kawasan bilik, k4 - suhu minus rata-rata pada minggu paling dingin musim sejuk, k5 - jumlah dinding luaran bilik (yang "keluar" ke jalan), k6 - jenis bilik di atas, k7 - ketinggian siling.

Ini adalah pilihan yang paling tepat untuk mengira bilangan bahagian. Secara semula jadi, hasil pengiraan pecahan selalu dibundarkan ke bilangan bulat berikutnya.

Pengiraan hidraulik bekalan air

Sudah tentu, "gambaran" pengiraan haba untuk pemanasan tidak dapat lengkap tanpa mengira ciri seperti isipadu dan kelajuan penyejuk.Dalam kebanyakan kes, penyejuk adalah air biasa dalam keadaan agregat cecair atau gas.

Isipadu penyejuk sebenar disyorkan untuk dikira dengan menjumlahkan semua rongga dalam sistem pemanasan. Apabila menggunakan dandang litar tunggal, ini adalah pilihan terbaik. Apabila menggunakan dandang litar dua dalam sistem pemanasan, perlu mengambil kira kos air panas untuk keperluan kebersihan dan keperluan domestik yang lain

Pengiraan isipadu air yang dipanaskan oleh dandang litar dua untuk menyediakan air panas kepada penduduk dan memanaskan penyejuk dibuat dengan menjumlahkan isi padu dalaman litar pemanasan dan keperluan sebenar pengguna dalam air yang dipanaskan.

Isipadu air panas dalam sistem pemanasan dikira dengan formula:

W = k * Pdi mana

• W - isipadu pembawa haba;
• P - kuasa dandang pemanasan;
• k - faktor kuasa (bilangan liter per unit kuasa adalah 13.5, julatnya adalah 10-15 liter).

Hasilnya, formula akhir kelihatan seperti ini:

W = 13.5 * P

Kelajuan penyejuk adalah penilaian dinamik terakhir sistem pemanasan, yang mencirikan kadar peredaran bendalir dalam sistem.

Nilai ini membantu menilai jenis dan diameter saluran paip:

V = (0.86 * P * μ) / ΔTdi mana

• P - kuasa dandang;
• μ - kecekapan dandang;
• ΔT - perbezaan suhu antara air yang dibekalkan dan air balik.

Menggunakan kaedah di atas pengiraan hidraulik, adalah mungkin untuk memperoleh parameter nyata, yang merupakan "landasan" sistem pemanasan masa depan.

Contoh Pengiraan Termal

Sebagai contoh pengiraan haba, ada sebuah rumah 1 tingkat biasa dengan empat ruang tamu, dapur, bilik mandi, "taman musim sejuk" dan bilik utiliti.

Asasnya terbuat dari kepingan konkrit bertetulang monolitik (20 cm), dinding luarnya konkrit (25 cm) dengan plaster, atap ditutup dengan balok kayu, bumbungnya adalah jubin logam dan bulu mineral (10 cm)

Tentukan parameter awal rumah, yang diperlukan untuk pengiraan.

Dimensi bangunan:

• ketinggian lantai - 3 m;
• tingkap kecil depan dan belakang bangunan 1470 * 1420 mm;
• tingkap besar fasad 2080 * 1420 mm;
• pintu masuk 2000 * 900 mm;
• pintu belakang (pintu keluar ke teres) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Lebar keseluruhan bangunan 9.5 m², panjang 16 m². Hanya ruang tamu (4 buah.), Bilik mandi dan dapur akan dipanaskan.

Untuk mengira kehilangan haba di dinding dengan tepat dari kawasan dinding luaran, anda perlu mengurangkan kawasan semua tingkap dan pintu - ini adalah jenis bahan yang sama sekali berbeza dengan rintangan haba

Kita mulakan dengan mengira kawasan bahan homogen:

• luas lantai - 152 m²;
• kawasan bumbung - 180 m² , mempertimbangkan ketinggian loteng 1.3 m dan lebar larian - 4 m;
• kawasan tingkap - 3 * 1.47 * 1.42 + 2.08 * 1.42 = 9.22 m²;
• kawasan pintu - 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m².

Luas dinding luar akan menjadi 51 * 3-9.22-7.4 = 136.38 m².

Kami meneruskan pengiraan kehilangan haba pada setiap bahan:

• Q_jantina= S * ΔT * k / d = 152 * 20 * 0.2 / 1.7 = 357.65 W;
• Q_bumbung= 180 * 40 * 0.1 / 0.05 = 14400 W;
• Q_tingkap= 9.22 * 40 * 0.36 / 0.5 = 265.54 W;
• Q_pintu= 7.4 * 40 * 0.15 / 0.75 = 59.2 W;

Serta Q_tembok bersamaan dengan 136.38 * 40 * 0.25 / 0.3 = 4546. Jumlah semua kehilangan haba ialah 19628.4 watt.

Hasilnya, kami mengira kuasa dandang: P_dandang= Q_kerugian* S_{bilik pemanasan}* 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.

Kami akan mengira bilangan bahagian radiator untuk salah satu bilik. Untuk semua yang lain, pengiraannya serupa. Contohnya, ruang sudut (kiri, sudut bawah rajah) ialah 10.4 m2.

Oleh itu, 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.

Untuk bilik ini, diperlukan 9 bahagian radiator pemanasan dengan pemindahan haba 180 watt.

Kami beralih kepada pengiraan jumlah penyejuk dalam sistem - W = 13.5 * P = 13.5 * 21 = 283.5 liter. Jadi, kelajuan penyejuk adalah: V = (0.86 * P * μ) / ∆T = (0.86 * 21000 * 0.9) /20=812.7 l.

Akibatnya, revolusi penuh jumlah isi penyejuk dalam sistem akan bersamaan dengan 2.87 kali dalam satu jam.

Pilihan artikel mengenai pengiraan terma akan membantu menentukan parameter tepat elemen sistem pemanasan:

1. Pengiraan sistem pemanasan rumah persendirian: peraturan dan contoh pengiraan
2. Pengiraan termoteknik bangunan: spesifik dan formula untuk melakukan pengiraan + contoh praktikal

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik tersebut

Pengiraan mudah sistem pemanasan untuk rumah persendirian ditunjukkan dalam tinjauan berikut:

Semua kehalusan dan kaedah yang diterima umum untuk mengira kehilangan haba bangunan ditunjukkan di bawah:

Pilihan lain untuk mengira kebocoran haba di rumah persendirian biasa:

Video ini membincangkan mengenai ciri peredaran pembawa tenaga untuk memanaskan kediaman:

Pengiraan terma sistem pemanasan bersifat individu, ia mesti dilakukan dengan betul dan tepat. Semakin tepat pengiraan yang dibuat, semakin sedikit yang perlu dibayar lebih tinggi untuk pemilik rumah negara semasa operasi.

Adakah anda mempunyai pengalaman dalam melakukan pengiraan termal sistem pemanasan? Atau ada soalan mengenai topik tersebut? Sila kongsi pendapat anda dan tinggalkan komen. Blok maklum balas terletak di bawah.