Su ısıtmasının hesaplanması: formüller, kurallar, uygulama örnekleri

Suyu bir ısıtma sisteminde soğutucu olarak kullanmak, soğuk mevsimde evinize ısı sağlamak için en popüler seçeneklerden biridir. Sadece sistemin kurulumunu uygun şekilde tasarlamanız ve tamamlamanız gerekir. Aksi takdirde, ısıtma, bugünün enerji fiyatlarına son derece ilgi çekici olmayan yüksek yakıt maliyetlerinde etkisiz olacaktır.

Özel programları kullanmadan su ısıtmasını (bundan sonra CBO olarak anılacaktır) bağımsız olarak hesaplamak imkansızdır, çünkü hesaplamalar, değerleri geleneksel bir hesap makinesi kullanılarak belirlenemeyen karmaşık ifadeler kullanır. Bu makalede, hesaplamaları yapmak için algoritmayı ayrıntılı olarak analiz edeceğiz, belirli bir örnek kullanarak hesaplamaların seyrini dikkate alarak uygulanabilir formülleri vereceğiz.

Belirtilen materyali, hesaplamalar, tematik fotoğraflar ve videoyu kullanarak gereken hesaplamalar ve referans göstergeleri içeren tablolarla takviye ediyoruz.

Muhafaza ısı dengesinin hesaplanması

Suyun dolaşan bir madde olarak hareket ettiği bir ısıtma tesisatının tanıtımı için, önce doğru olanı yapmak gerekir. hidrolik hesaplamalar.

Herhangi bir ısıtma sistemini geliştirirken, uygularken, ısı dengesini bilmek (bundan sonra TB olacaktır) gereklidir. Odadaki sıcaklığı korumak için termal gücü bilerek, doğru ekipmanı seçebilir ve yükünü doğru şekilde dağıtabilirsiniz.

Kışın, oda belirli ısı kayıplarına maruz kalır (bundan sonra TP olacaktır). Enerjinin büyük kısmı kapalı elemanlardan ve havalandırma açıklıklarından geçer. Önemsiz giderler sızma, nesnelerin ısıtılması vb. İçindir.

TP, kapalı yapıların oluştuğu katmanlara bağlıdır (bundan sonra OK - bundan sonra). Modern yapı malzemeleri, özellikle yalıtım, düşük ısı iletkenlik katsayısı (bundan böyle CT olarak anılacaktır), bunlar sayesinde daha az ısı atılır. Aynı alandaki, ancak farklı bir OK yapısına sahip evler için, ısı maliyetleri farklı olacaktır.

TP belirlemeye ek olarak, bir evin TB'sini hesaplamak önemlidir. Gösterge sadece odadan çıkan enerji miktarını değil, aynı zamanda evdeki belirli dereceli önlemleri korumak için gerekli güç miktarını da dikkate alır.

En doğru sonuçlar, inşaatçılar için tasarlanmış özel programlar tarafından sağlanır. Onlar sayesinde TP'yi etkileyen daha fazla faktörü hesaba katmak mümkündür.

En fazla ısı odayı duvarlar, zemin, çatı, en az - kapılardan, pencere açıklıklarından bırakır

Yüksek doğrulukla, formülleri kullanarak evin TP'sini hesaplayabilirsiniz.

Evin toplam ısı tüketimi eşitlikle hesaplanır:

Q = Q_tamam + Q_v,

nerede S_tamam - odayı Tamam ile terk eden ısı miktarı; S_v - termal havalandırma maliyetleri.

Odaya giren havanın daha düşük bir sıcaklığa sahip olması durumunda ventilasyondan kaynaklanan kayıplar dikkate alınır.

Hesaplamalar genellikle caddenin bir tarafına giren Tamam'ı dikkate alır. Bunlar dış duvarlar, zemin, çatı, kapılar ve pencerelerdir.

Genel TP Q_tamam her bir OK'nin TP toplamına eşittir, yani:

S_tamam = ∑Q_st + ∑Q_okn + ∑Q_dv + ∑Q_ptl + ∑Q_pl,

burada:

• S_st - TP duvarlarının değeri;
• S_okn - TP pencereleri;
• S_dv - TP kapılar;
  
• S_ptl - TP tavan;
  
• S_pl - TP kat.

Zemin veya tavan tüm alan üzerinde eşit olmayan bir yapıya sahipse, TP her site için ayrı ayrı hesaplanır.

Tamam ile ısı kaybının hesaplanması

Hesaplamalar için aşağıdaki bilgiler gereklidir:

• duvar yapısı, kullanılan malzemeler, kalınlıkları, CT;
• şehirde aşırı soğuk bir beş gün kış dış sıcaklık;
• Tamam alanı;
• yön TAMAM;
• Kışın önerilen ev sıcaklığı.

TP'yi hesaplamak için toplam termal direnci R bulmanız gerekir_yaklaşık. Bunu yapmak için, R termal direncini bulun₁, R₂, R₃, ..., R_n her katman tamam.

Katsayı R_n formülle hesaplanır:

Rn = S / b,

Formülde: B - mm cinsinden tabaka kalınlığı TAMAM, k - Her katmanın BT'si.

Toplam R ifadesi ile belirlenebilir:

R = ∑R_n

Kapı ve pencere üreticileri genellikle pasaporttaki ürün R katsayısını gösterir, bu nedenle ayrı olarak hesaplanmasına gerek yoktur.

Pencerelerin termal direnci hesaplanamaz, çünkü teknik veriler zaten TP bilgilerini hesaplamayı basitleştiren gerekli bilgileri içerir.

TP ile OK arasında hesaplama yapmak için genel formül aşağıdaki gibidir:

S_tamam = ×S × (t_vnt - t_nar) × R × l,

İfadede:

• S - alan OK, m²;
• t_vnt - istenen oda sıcaklığı;
• t_nar - dış hava sıcaklığı;
• R, - ayrı olarak hesaplanan veya ürün pasaportundan alınan direnç katsayısı;
• l - duvarların ana noktalara göre yönelimini dikkate alan bir arıtma katsayısı.

TB'nin hesaplanması, bir ısı açığı veya aşırılık olasılığını ortadan kaldıran gerekli kapasiteye sahip ekipmanı seçmenize izin verir. Termal enerjinin açığı, havalandırma yoluyla fazladan hava akışını artırarak, ek ısıtma ekipmanı takarak telafi edilir.

Termal havalandırma maliyetleri

Havalandırma TP'sini hesaplamak için genel formül aşağıdaki gibidir:

S_v = 0,28 × L_n × p_vnt × c × (t_vnt - t_nar),

Değişkenler bir ifadede şu anlamlara gelir:

• L_n - gelen hava maliyetleri;
• p_vnt - odadaki belirli bir sıcaklıkta hava yoğunluğu;
• c - havanın ısı kapasitesi;
• t_vnt - evdeki sıcaklık;
• t_nar - dış hava sıcaklığı.

Binada havalandırma varsa, L parametresi_n cihazın teknik özelliklerinden alınmıştır. Havalandırma yoksa, 3 m'ye eşit standart bir hava değişimi göstergesi alınır³ saatte.

Buna dayanarak, L_n formülle hesaplanır:

L_n = 3 × S_pl,

İfadede S_pl - taban alanı.

Tüm ısı kayıplarının% 2'si sızma,% 18'i havalandırma ile muhasebeleştirilir. Odada bir havalandırma sistemi varsa, hesaplamalarda havalandırma yoluyla TP dikkate alınır ve sızma dikkate alınmaz

Ardından, hava yoğunluğunu p hesaplayın_vnt belirli bir sıcaklıkta t_vnt.

Bunu formülle yapabilirsiniz:

p_vnt = 353 / (273 + t_vnt),

Özgül ısı kapasitesi c = 1.0005.

Havalandırma veya sızma düzensizse, duvarlarda çatlaklar veya delikler varsa, TP geçiş deliklerinin hesaplanması özel programlara emanet edilmelidir.

Diğer makalemizde ayrıntılı bir ısı mühendisliği hesaplama örneği özel örnek ve formüllü binalar.

Isı dengesi hesaplama örneği

Sakhalin Bölgesi'ndeki Okha şehrinde bulunan, 5 günlük bir termometrede termometrenin -29 derece düştüğü 2.5 m yüksekliğinde, 6 m genişliğinde ve 8 m uzunluğunda bir ev düşünün.

Ölçüm sonucunda toprak sıcaklığı +5'e ayarlandı. Yapının içinde önerilen sıcaklık +21 derecedir.

Ev diyagramını kağıt üzerinde tasvir etmek en uygun olanıdır, sadece binanın uzunluğunu, genişliğini ve yüksekliğini değil, aynı zamanda ana noktalara göre yönlendirmenin yanı sıra pencerelerin ve kapıların konumu, boyutları

Söz konusu evin duvarları aşağıdakilerden oluşur:

• B = 0.51 m, CT k = 0.64 kalınlığında tuğla;
• mineral yün B = 0.05 m, k = 0.05;
• Yüzeyler B = 0.09 m, k = 0.26.

K değerini belirlerken, üreticinin web sitesinde sunulan tabloları kullanmak veya ürünün teknik pasaportunda bilgi bulmak daha iyidir.

Isı iletkenliğini bilerek, ısı yalıtımı açısından en etkili malzemeleri seçmek mümkündür. Yukarıdaki tabloya dayanarak, inşaatta mineral yün levhalar ve genişletilmiş polistiren kullanılması tavsiye edilir.

Döşeme aşağıdaki katmanlardan oluşur:

• OSB plakaları B = 0.1 m, k = 0.13;
• mineral yün B = 0.05 m, k = 0.047;
• çimento şap B = 0.05 m, k = 0.58;
• polistiren köpük B = 0.06 m, k = 0.043.

Evde bodrum katı yoktur ve zemin tüm alan üzerinde aynı yapıya sahiptir.

Tavan katmanlardan oluşur:

• alçıpan levhalar B = 0.025 m, k = 0.21;
• yalıtım B = 0.05 m, k = 0.14;
• çatı levhası B = 0.05 m, k = 0.043.

Evin I-cam ve argon ile sadece 6 çift odalı penceresi vardır. Ürünler için teknik pasaporttan R = 0.7 olduğu bilinmektedir. Pencerelerin boyutları 1.1x1.4 m'dir.

Kapıların boyutları 1x2.2 m'dir, gösterge R = 0.36.

Adım # 1 - Duvar ısı kaybının hesaplanması

Tüm alandaki duvarlar üç katmandan oluşur. İlk olarak, toplam termal dirençlerini hesaplıyoruz.

Neden formülü kullanmalısınız:

R = ∑R_n,

ve ifade:

R,_n = B / k

İlk bilgiler göz önüne alındığında:

R,_st = 0.51/0.64 + 0.05/0.05 + 0.09/0.26 = 0.79 +1 + 0.35 = 2.14

R'yi öğrendikten sonra kuzey, güney, doğu ve batı duvarlarının TP'sini hesaplamaya başlayabiliriz.

Ek faktörler, duvarların konumunun kardinal noktalara göre özelliklerini dikkate alır. Genellikle, soğuk havalarda kuzey kısmında bir “rüzgar gülü” oluşur, bunun sonucunda bu taraftaki TP'ler diğer taraftan daha yüksek olur.

Kuzey duvarının alanını hesaplıyoruz:

S_sev.sten = 8 × 2.5 = 20

Ardından, formülün yerine S_tamam = ×S × (t_vnt - t_nar) × R × l ve l = 1.1 olduğunu düşünürsek şunu elde ederiz:

S_sev.sten = 20 × (21 + 29) × 1.1 × 2.14 = 2354

Güney Sur Bölgesi S_yuch.st = S_sev.st = 20.

Duvarda yerleşik pencere veya kapı yoktur, bu nedenle l = 1 katsayısı göz önüne alındığında, aşağıdaki TP'yi elde ederiz:

S_yuch.st = 20 × (21 +29) × 1 × 2.14 = 2140

Batı ve doğu duvarları için, l = 1.05 katsayısı. Bu nedenle, bu duvarların toplam alanını bulabilirsiniz, yani:

S_zap.st + S_vost.st = 2 × 2.5 × 6 = 30

Duvarlara 6 pencere ve bir kapı inşa edilmiştir. Pencere ve S kapılarının toplam alanını hesaplıyoruz:

S_okn = 1.1 × 1.4 × 6 = 9.24

S_dv = 1 × 2.2 = 2.2

S pencereleri ve kapıları hariç S duvarlarını tanımlayın:

S_{vost + zap} = 30 – 9.24 – 2.2 = 18.56

Doğu ve batı duvarlarının toplam TP'sini hesaplıyoruz:

S_{vost + zap} =18.56 × (21 +29) × 2.14 × 1.05 = 2085

Sonuçları aldıktan sonra, duvarlardan çıkan ısı miktarını hesaplıyoruz:

Qst = Q_sev.st + Q_yuch.st + Q_{vost + zap} = 2140 + 2085 + 2354 = 6579

Duvarların toplam TP'si 6 kW'dır.

Adım # 2 - TP Pencere ve Kapılarının Hesaplanması

Pencereler doğu ve batı duvarlarında bulunur, bu nedenle, l = 1.05 katsayısını hesaplarken. Tüm yapıların yapısının aynı olduğu ve R = 0.7 olduğu bilinmektedir.

Yukarıdaki alanın değerlerini kullanarak şunları elde ederiz:

S_okn = 9.24 × (21 +29) × 1.05 × 0.7 = 340

R = 0.36 ve S = 2.2 kapıları için TP'lerini tanımladık:

S_dv = 2.2 × (21 +29) × 1.05 × 0.36 = 42

Sonuç olarak, 340 W ısı pencerelerden ve 42 W kapılardan dışarı çıkıyor.

Adım # 3 - Zemin ve tavanın TP'sinin belirlenmesi

Açıkçası, tavan ve zemin alanı aynı olacak ve aşağıdaki gibi hesaplanacaktır:

S_pol = S_ptl = 6 × 8 = 48

Yapıyı dikkate alarak zeminin toplam termal direncini hesaplıyoruz.

R,_pol = 0.1/0.13 + 0.05/0.047 + 0.05/0.58 + 0.06/0.043 = 0.77 + 1.06 + 0.17 + 1.40 = 3.4

Toprak sıcaklığının bilinmesi t_nar= + 5 ve l = 1 katsayısını hesaba katarak Q katını hesaplıyoruz:

S_pol = 48 × (21 – 5) × 1 × 3.4 = 2611

Yuvarlama, zeminin ısı kaybının yaklaşık 3 kW olduğunu görüyoruz.

TP hesaplamalarında, ısı yalıtımını etkileyen katmanları, örneğin beton, levhalar, tuğla, ısıtıcılar, vb. Dikkate almak gerekir.

Tavan R'nin termal direncini belirleyin_ptl ve Q:

• R,_ptl = 0.025/0.21 + 0.05/0.14 + 0.05/0.043 = 0.12 + 0.71 + 0.35 = 1.18
• S_ptl = 48 × (21 +29) × 1 × 1.18 = 2832

Bunu yaklaşık 6 kW tavan ve zeminden bırakır.

Adım # 4 - Havalandırma TP'sini hesaplayın

İç havalandırma, aşağıdaki formülle hesaplanır:

S_v = 0,28 × L_n × p_vnt × c × (t_vnt - t_nar)

Teknik özelliklere dayanarak, özgül ısı transferi saatte 3 metreküp, yani:

L_n = 3 × 48 = 144.

Yoğunluğu hesaplamak için formülü kullanırız:

p_vnt = 353 / (273 + t_vnt).

Hesaplanan oda sıcaklığı +21 derecedir.

Sistemde hava ısıtma cihazı varsa TP havalandırma hesaplanmaz

Bilinen değerleri değiştirerek şunları elde ederiz:

p_vnt = 353/(273+21) = 1.2

Yukarıdaki formülde elde edilen rakamların yerine geçiyoruz:

S_v = 0.28 × 144 × 1.2 × 1.005 × (21  – 29) = 2431

Havalandırma için TP verildiğinde, binanın toplam Q'u:

Q = 7000 + 6000 + 3000 = 16000.

KW'ye dönüştürüldüğünde, toplam 16 kW ısı kaybı elde ederiz.

CBO hesaplamasının özellikleri

TP göstergesini bulduktan sonra, hidrolik hesaplamaya ilerlerler (bundan sonra - GR).

Buna dayanarak, aşağıdaki göstergeler hakkında bilgi elde edilir:

• basınç düştüğünde, belirli bir miktarda soğutma sıvısını geçebilecek olan boruların optimum çapı;
• belirli bir alanda soğutucu akışkan akışı;
• su hızı;
• özdirenç değeri.

Hesaplamalara başlamadan önce, hesaplamaları basitleştirmek için, tüm elemanlarının birbirine paralel olarak yerleştirildiği sistemin mekansal bir diyagramını gösterirler.

Şemada üst kablolara sahip bir ısıtma sistemi gösterilmektedir, soğutma sıvısı hareketi çıkmazdır

Su ısıtma hesaplarının ana aşamalarını düşünün.

Ana sirkülasyon halkasının GR

GR hesaplama metodolojisi, tüm yükselticilerde ve dallarda sıcaklık farklılıklarının aynı olduğu varsayımına dayanmaktadır.

Hesaplama algoritması aşağıdaki gibidir:

1. Gösterilen şemada, ısı kaybı dikkate alınarak ısıtma cihazlarına, yükselticilere ısı yükleri uygulanır.
2. Şemaya dayanarak, ana sirkülasyon halkasını (bundan sonra HCC olarak anılacaktır) seçin. Bu halkanın özelliği, içinde halkanın birim uzunluğu başına sirkülasyon basıncının en düşük değeri almasıdır.
3. HCC, sabit ısı tüketimi olan bölümlere ayrılmıştır. Her bölüm için sayı, termal yük, çap ve uzunluğu belirtin.

Dikey tek tüplü sistemde, su çıkmazda veya şebeke boyunca geçtiğinde en çok yüklenen yükselticinin geçtiği halka fcc olarak alınır. Sirkülasyon halkalarını tek tüplü bir sistemde bağlama ve ana tüpü seçme hakkında daha ayrıntılı olarak konuştuk. sonraki makalede. Netlik için belirli bir örnek kullanarak, hesaplamaların sırasına ayrı ayrı dikkat ettik.

İki borulu tipte dikey sistemlerde, fcc çıkmaz veya ilgili su hareketi sırasında maksimum yüke sahip olan alt ısıtma cihazından geçer.

Tek tüplü yatay bir sistemde, fcc en düşük sirkülasyon basıncına ve bir halka uzunluğu birimine sahip olmalıdır. Aşağıdaki sistemler için doğal dolaşım Durum benzer.

Tek borulu tipte dikey bir sistemin GR yükselticileri ile, bileşimlerinde birleştirilmiş düğümlere sahip, akış, akış ayarlanabilir yükselticiler tek bir devre olarak kabul edilir. Kapatma bölümleri olan yükselticiler için, her bir alet düğümünün boru hattındaki suyun dağılımı dikkate alınarak ayırma yapılır.

Belirli bir bölgedeki su tüketimi aşağıdaki formülle hesaplanır:

G,_kont = (3,6 × Q_kont × β₁ × β₂) / ((t_r - t₀) × c)

İfadede, alfabetik karakterler aşağıdaki anlamları alır:

• S_kont - devrenin termal yükü;
• β_1, β₂ - odadaki ısı transferini dikkate alan ek tablo katsayıları;
• c - suyun ısı kapasitesi 4.187;
• t_r - besleme hattındaki su sıcaklığı;
• t₀ - dönüş hattındaki su sıcaklığı.

Suyun çapını ve miktarını belirledikten sonra, hareket hızını ve R direncinin değerini bilmek gerekir. Tüm hesaplamalar en uygun şekilde özel programlar kullanılarak yapılır.

İkincil sirkülasyon halkasının GH'si

Ana halkanın GR'sinden sonra, en yakın yükselticiler vasıtasıyla oluşturulan küçük sirkülasyon halkasındaki basınç, basınç kayıplarının bir kilitlenme ile% 15'ten fazla ve geçen bir anahtar ile% 5'ten fazla farklılık göstermediği dikkate alınarak belirlenir.

Basınç kaybını ilişkilendirmek mümkün değilse, çapı yazılım yöntemleri kullanılarak hesaplanan bir gaz kelebeği yıkayın.

Radyatör pillerinin hesaplanması

Yukarıda bulunan evin planına geri dönelim. Hesaplamalar yoluyla, ısı dengesini korumak için 16 kW enerjinin gerekli olacağı bulunmuştur. Bu evde çeşitli amaçlar için 6 bina var - bir oturma odası, bir banyo, bir mutfak, bir yatak odası, bir koridor, bir giriş holü.

Yapının boyutlarına dayanarak V hacmini hesaplayabilirsiniz:

V = 6 × 8 × 2,5 = 120 m³

Daha sonra, m başına termal güç miktarını bulmanız gerekir³. Bunu yapmak için Q, bulunan hacme bölünmelidir, yani:

P = 16000/120 = m başına 133 W³

Ardından, bir oda için ne kadar ısı gücü gerektiğini belirlemeniz gerekir. Diyagramda, her odanın alanı zaten hesaplanmıştır.

Ses seviyesini tanımlayın:

• banyo – 4.19×2.5=10.47;
• oturma odası – 13.83×2.5=34.58;
• mutfak – 9.43×2.5=23.58;
• yatak odası – 10.33×2.5=25.83;
• koridor – 4.10×2.5=10.25;
• koridor – 5.8×2.5=14.5.

Hesaplamalarda, ısıtma pili olmayan odaları, örneğin bir koridoru da düşünmeniz gerekir.

Koridor pasif bir şekilde ısıtılır, insanların hareketi sırasında, kapılardan vb.Gibi termal havanın dolaşımı nedeniyle ısı girer.

Her oda için gerekli ısı miktarını belirleyin ve odanın hacmini R göstergesiyle çarpın.

Gerekli gücü elde ediyoruz:

• banyo için - 10.47 × 133 = 1392 W;
• oturma odası için - 34.58 × 133 = 4599 W;
• mutfak için - 23.58 × 133 = 3136 W;
• yatak odası için - 25.83 × 133 = 3435 W;
• koridor için - 10.25 × 133 = 1363 W;
• koridor için - 14,5 × 133 = 1889 W.

Radyatör bataryalarının hesaplanmasına geçiyoruz. Yüksekliği 60 cm olan, 70 sıcaklıktaki gücü 150 watt olan alüminyum radyatörler kullanacağız.

Gerekli sayıda radyatör pilini hesaplıyoruz:

• banyo – 1392/150=10;
• oturma odası – 4599/150=31;
• mutfak – 3136/150=21;
• yatak odası – 3435/150=23;
• koridor – 1889/150=13.

Toplam gerekli: 10 + 31 + 21 + 23 + 13 = 98 radyatör pili.

Sitemizde ayrıca ısıtma sisteminin termal hesaplanması, radyatörlerin ve ısıtma borularının gücünün adım adım hesaplanması prosedürünü ayrıntılı olarak inceledik. Sisteminiz sıcak zeminlerin varlığını varsayarsa, ek hesaplamalar yapmanız gerekir.

Tüm bu konular aşağıdaki makalelerimizde daha ayrıntılı olarak ele alınmaktadır:

• Bir ısıtma sisteminin termal hesaplanması: bir sistemdeki yükün nasıl doğru bir şekilde hesaplanacağı
• Isıtma radyatörlerinin hesaplanması: pillerin gerekli sayısının ve gücünün nasıl hesaplanacağı
• Boru hacmi hesaplaması: litre ve metreküp cinsinden hesaplama prensipleri ve hesaplama kuralları
• Su sistemi örneğini kullanarak sıcak bir zeminin nasıl hesaplanacağı
• Yerden ısıtma için boruların hesaplanması: boru çeşitleri, yöntemleri ve döşeme aşaması + akışın hesaplanması

Konu hakkında sonuçlar ve faydalı video

Videoda, Valtec programı aracılığıyla gerçekleştirilen su ısıtmasının hesaplanmasına ilişkin bir örnek görebilirsiniz:

Hidrolik hesaplamalar en iyi, hesaplamaların yüksek doğruluğunu garanti eden, tasarımın tüm nüanslarını dikkate alan özel programlar kullanılarak gerçekleştirilir..

Soğutma suyu olarak su kullanan ısıtma sistemlerini hesaplamak konusunda uzman mısınız ve makalemizi faydalı formüllerle desteklemek, profesyonel sırları paylaşmak ister misiniz?

Veya ek hesaplamalara odaklanmak mı, yoksa hesaplamalarımızdaki yanlışlıkları mı işaret etmek istersiniz? Lütfen görüş ve önerilerinizi makalenin altındaki bloğa yazın.