Cálculo de energía térmica para calentar un edificio administrativo. Cómo calcular la carga de calor para calefacción.

La carga térmica para calefacción es la cantidad de energía térmica necesaria para lograr temperatura confortable dentro. También existe el concepto de carga máxima horaria, que debe entenderse como la mayor cantidad de energía que se puede necesitar en horas individuales a la vez. condiciones desfavorables. Para comprender qué condiciones pueden considerarse desfavorables, es necesario comprender los factores de los que depende la carga térmica.

Demanda de calor del edificio.

Diferentes edificios requerirán diferentes cantidades de energía térmica para que una persona se sienta cómoda.

Entre los factores que influyen en la necesidad de calor se encuentran los siguientes:

Distribución de dispositivos

Si estamos hablando de En cuanto al calentamiento de agua, la potencia máxima de la fuente de energía térmica debe ser igual a la suma de las potencias de todas las fuentes de calor del edificio.

La distribución de dispositivos por las instalaciones de la casa depende de las siguientes circunstancias:

1. Área de la habitación, nivel del techo.
2. La posición de la habitación en el edificio. Las habitaciones situadas en los extremos de las esquinas se caracterizan por una mayor pérdida de calor.
3. Distancia a la fuente de calor.
4. Temperatura óptima (desde el punto de vista de los residentes). La temperatura ambiente, entre otros factores, se ve afectada por el movimiento. flujo de aire dentro del hogar.

1. Vivienda en las profundidades del edificio: 20 grados.
2. Viviendas en las esquinas y partes finales del edificio: 22 grados.
3. Cocina - 18 grados. EN área de cocina la temperatura es más alta porque hay fuentes de calor adicionales ( estufa eléctrica, frigorífico, etc.).
4. Baño y aseo: 25 grados.

Si la casa está equipada calefacción de aire, el volumen del flujo de calor que ingresa a la habitación depende de la capacidad de rendimiento de la manguera de aire. Flujo ajustable ajuste manual rejillas de ventilación y está controlado por un termómetro.

La casa se puede calentar mediante fuentes distribuidas de energía térmica: eléctrica o convectores de gas, pisos con calefacción eléctrica, radiadores de gasoil, calentadores IR, aires acondicionados. En este caso, las temperaturas deseadas están determinadas por el ajuste del termostato. En este caso, es necesario proporcionar al equipo una potencia que sea suficiente con el nivel máximo de pérdida de calor.

Métodos de cálculo

El cálculo de la carga térmica para calefacción se puede realizar utilizando el ejemplo de una habitación específica. Dejar entrar en este caso será una casa de troncos hecha de bursa de 25 centímetros con espacio del ático y suelos de madera. Dimensiones del edificio: 12×12×3. Hay 10 ventanas y un par de puertas en las paredes. La casa está ubicada en una zona caracterizada por temperaturas muy bajas en invierno (hasta 30 grados bajo cero).

Los cálculos se pueden realizar de tres formas, que se analizarán a continuación.

Primera opción de cálculo

Según los estándares SNiP existentes, se necesita 1 kW de potencia por cada 10 metros cuadrados. Este indicador ajustado teniendo en cuenta los coeficientes climáticos:

• regiones del sur: 0,7-0,9;
• regiones centrales - 1,2-1,3;
• Lejano Oriente y Lejano Norte: 1,5-2,0.

Primero determinamos el área de la casa: 12 × 12 = 144 metros cuadrados. En este caso, el indicador de carga térmica básica es: 144/10 = 14,4 kW. Multiplicamos el resultado resultante por la corrección climática (usaremos un coeficiente de 1,5): 14,4×1,5=21,6 kW. Se necesita mucha energía para mantener la casa a una temperatura agradable.

Segunda opción de cálculo

El método dado anteriormente adolece de errores importantes:

1. No se tiene en cuenta la altura de los techos, pero no son los metros cuadrados los que hay que calentar, sino el volumen.
2. Se pierde más calor por las aberturas de puertas y ventanas que por las paredes.
3. No se tiene en cuenta el tipo de edificio: ¿es un edificio de varios apartamentos, donde detrás de las paredes, el techo y el suelo hay apartamentos con calefacción o es casa privada, donde sólo hay aire frío detrás de las paredes.

Corregimos el cálculo:

1. Como base utilizamos el siguiente indicador: 40 W por metro cúbico.
2. Para cada puerta proporcionaremos 200 W y para ventanas, 100 W.
3. Para apartamentos en las esquinas y extremos de la casa utilizamos un coeficiente de 1,3. Si hablamos del piso más alto o más bajo edificio de apartamentos, utilizamos un coeficiente de 1,3, y para un edificio privado - 1,5.
4. También aplicaremos nuevamente el factor climático.

Tabla de coeficientes climáticos

Hacemos el cálculo:

1. Calculamos el volumen de la habitación: 12 × 12 × 3 = 432 metros cuadrados.
2. El indicador de potencia básico es 432×40=17280 W.
3. La casa tiene una docena de ventanas y un par de puertas. Por lo tanto: 17280+(10×100)+(2×200)=18680W.
4. Si hablamos de una casa particular: 18680×1,5=28020 W.
5. Tenemos en cuenta el coeficiente climático: 28020×1,5=42030 W.

Entonces, según el segundo cálculo, está claro que la diferencia con el primer método de cálculo es casi el doble. Al mismo tiempo, es necesario comprender que ese poder sólo es necesario durante los momentos más bajas temperaturas. En otras palabras, la potencia máxima se puede proporcionar mediante fuentes de calefacción adicionales, por ejemplo, un calentador de respaldo.

Tercera opción de cálculo

Existe un método de cálculo aún más preciso que tiene en cuenta la pérdida de calor.

Diagrama porcentual de pérdida de calor.

La fórmula de cálculo es: Q=DT/R, ​​donde:

• Q - pérdida de calor por metro cuadrado estructura de cerramiento;
• DT - delta entre las temperaturas externa e interna;
• R es el nivel de resistencia durante la transferencia de calor.

¡Prestar atención! Aproximadamente el 40% del calor va al sistema de ventilación.

Para simplificar los cálculos, aceptaremos el coeficiente medio (1,4) de pérdida de calor a través de los elementos envolventes. Queda por determinar los parámetros. resistencia térmica de la literatura de referencia. A continuación se muestra una tabla con las soluciones de diseño más utilizadas:

• Pared de 3 ladrillos: el nivel de resistencia es 0,592 por metro cuadrado. m×S/W;
• pared de 2 ladrillos - 0,406;
• pared de 1 ladrillo - 0,188;
• marco de madera de 25 centímetros - 0,805;
• marco de madera de 12 centímetros - 0,353;
• material del marco con aislamiento de lana mineral - 0,702;
• piso de madera - 1,84;
• techo o ático - 1,45;
• puerta doble de madera - 0,22.

1. Delta de temperatura: 50 grados (20 grados centígrados en el interior y 30 grados bajo cero en el exterior).
2. Pérdida de calor por metro cuadrado de suelo: 50/1,84 (datos para suelos de madera) = 27,17 W. Pérdidas en toda la superficie del suelo: 27,17×144=3912 W.
3. Pérdida de calor por el techo: (50/1,45)×144=4965 W.
4. Calculamos el área de cuatro paredes: (12 × 3) × 4 = 144 metros cuadrados. m Dado que las paredes están hechas de madera de 25 centímetros, R es igual a 0,805. Pérdida de calor: (50/0,805)×144=8944 W.
5. Sumamos los resultados: 3912+4965+8944=17821. El número resultante es la pérdida total de calor de la casa sin tener en cuenta las características específicas de las pérdidas a través de ventanas y puertas.
6. Sumar 40% de pérdidas por ventilación: 17821×1,4=24,949. Por tanto, necesitarás una caldera de 25 kW.

Conclusiones

Incluso el más avanzado de los métodos enumerados no tiene en cuenta todo el espectro de pérdida de calor. Por ello, se recomienda comprar una caldera con cierta reserva de marcha. En este sentido, aquí hay algunos datos sobre las características de eficiencia de las diferentes calderas:

1. Gas equipo de caldera funcionan con una eficiencia muy estable y las calderas solares y de condensación cambian al modo económico con baja carga.
2. Las calderas eléctricas tienen un 100% de eficiencia.
3. No se permite el funcionamiento en un modo por debajo de la potencia nominal para calderas de combustible sólido.

Las calderas de combustible sólido están reguladas por un limitador de flujo de aire. cámara de combustión Sin embargo, si el nivel de oxígeno es insuficiente, no se produce una combustión completa del combustible. Esto conduce a la formación de una gran cantidad de cenizas y a una disminución de la eficiencia. La situación se puede corregir utilizando un acumulador de calor. Se instala un depósito con aislamiento térmico entre las tuberías de ida y retorno, desconectándolas. De esta forma se crea un circuito pequeño (caldera - tanque de compensación) y un circuito grande (tanque - dispositivos de calefacción).

El circuito funciona de la siguiente manera:

1. Después de agregar combustible, el equipo funciona a potencia nominal. Gracias a naturales o circulación forzada, se produce una transferencia de calor al buffer. Después de la combustión del combustible, se detiene la circulación en el circuito pequeño.
2. Durante las próximas horas, el refrigerante circula por un gran circuito. El amortiguador transfiere lentamente el calor a los radiadores o a la calefacción por suelo radiante.

El aumento de potencia requerirá costos adicionales. Al mismo tiempo, la reserva de energía del equipo proporciona una importante resultado positivo: El intervalo entre llenados de combustible aumenta significativamente.

El primero y el más etapa importante en el difícil proceso de organizar la calefacción de cualquier propiedad (ya sea casa de campo o instalación industrial) es la ejecución competente del diseño y los cálculos. En particular, es necesario calcular la carga térmica del sistema de calefacción, así como la cantidad de calor y el consumo de combustible.

Es necesario realizar cálculos preliminares no solo para obtener toda la documentación para organizar la calefacción de una propiedad, sino también para comprender los volúmenes de combustible y calor, y la selección de uno u otro tipo de generador de calor.

Cargas térmicas del sistema de calefacción: características, definiciones.

La definición debe entenderse como la cantidad de calor que desprenden colectivamente los dispositivos de calefacción instalados en una casa u otra instalación. Cabe señalar que antes de instalar todo el equipo, este cálculo se realiza para eliminar posibles problemas innecesarios. costos financieros y funciona.

El cálculo de las cargas de calor para calefacción ayudará a organizar un funcionamiento ininterrumpido y trabajo efectivo Sistemas de calefacción para la propiedad. Gracias a este cálculo, puede completar rápidamente absolutamente todas las tareas de suministro de calor y garantizar su cumplimiento con los estándares y requisitos de SNiP.

El coste de un error de cálculo puede ser bastante significativo. El caso es que, dependiendo de los datos de cálculo recibidos, el departamento de vivienda y servicios comunales de la ciudad resaltará los parámetros de consumo máximo, establecerá límites y otras características en las que se basarán al calcular el costo de los servicios.

Carga de calor total por sistema moderno El sistema de calefacción consta de varios parámetros de carga principales:

• En sistema común calefacción central;
• Por sistema calefacción por suelo radiante(si está disponible en la casa) – suelo cálido;
• Sistema de ventilación (natural y forzada);
• Sistema de suministro de agua caliente;
• Para todo tipo de necesidades tecnológicas: piscinas, baños y otras estructuras similares.

Características básicas del objeto que es importante tener en cuenta al calcular la carga de calor.

El cálculo más correcto y competente de la carga térmica para calefacción se determinará solo cuando se tenga en cuenta absolutamente todo, incluso los detalles y parámetros más pequeños.

Esta lista es bastante grande y puede incluir:

• Tipo y finalidad de los bienes inmuebles. Edificio residencial o no residencial, edificio de apartamentos o administrativo: todo esto es muy importante para obtener datos de cálculo térmico fiables.

Además, el tipo de edificio depende de la norma de carga, que está determinada por las empresas proveedoras de calor y, en consecuencia, de los costes de calefacción;

• Parte arquitectónica. Se tienen en cuenta las dimensiones de todo tipo. vallado exterior(paredes, suelos, techos), tamaños de aberturas (balcones, logias, puertas y ventanas). Son importantes el número de plantas del edificio, la presencia de sótanos, áticos y sus características;
• Requisitos de temperatura para cada estancia del edificio. Este parámetro debe entenderse como regímenes de temperatura para cada habitación de un edificio residencial o área de un edificio administrativo;
• Diseño y características del vallado exterior. incluyendo el tipo de materiales, espesor, presencia de capas aislantes;

• La naturaleza del destino del local. Como regla general, es inherente a los edificios industriales, donde es necesario crear algunos específicos. condiciones termicas y modos;
• Disponibilidad y parámetros de locales especiales. La presencia de los mismos baños, piscinas y otras estructuras similares;
• Grado mantenimiento – disponibilidad de suministro de agua caliente, como sistemas centrales de calefacción, ventilación y aire acondicionado;
• General numero de puntos, de donde está hecha la cerca agua caliente. Es esta característica a la que debes prestar especial atención, porque lo que numero mayor puntos: mayor será la carga de calor en todo el sistema de calefacción en su conjunto;
• numero de personas viviendo en la casa o en el sitio. De esto dependen los requisitos de humedad y temperatura: factores que se incluyen en la fórmula para calcular la carga térmica;

• Otros datos. Para una instalación industrial, dichos factores incluyen, por ejemplo, el número de turnos, el número de trabajadores por turno, así como los días laborables por año.

En cuanto a una casa particular, hay que tener en cuenta el número de personas que viven, el número de baños, habitaciones, etc.

Cálculo de cargas térmicas: qué se incluye en el proceso.

El cálculo de la carga de calefacción se realiza a mano en la etapa de diseño. casa de campo u otra propiedad inmobiliaria, esto se debe a la simplicidad y la falta de costos adicionales en efectivo. Al mismo tiempo, se tienen en cuenta los requisitos de diversas normas y estándares, TKP, SNB y GOST.

Es necesario determinar los siguientes factores durante el cálculo de la potencia térmica:

• Pérdida de calor de recintos externos. Incluye las condiciones de temperatura deseadas en cada habitación;
• Energía necesaria para calentar agua en la habitación;
• La cantidad de calor necesaria para calentar el aire de ventilación (en el caso de que se requiera ventilación forzada);
• Calor necesario para calentar agua en una piscina o sauna;

• Posibles desarrollos para la futura existencia del sistema de calefacción. Esto implica la posibilidad de distribuir calefacción al ático, sótano, así como a todo tipo de edificios y ampliaciones;

Consejo. Las cargas térmicas se calculan con un "margen" para eliminar la posibilidad de costes financieros innecesarios. Especialmente relevante para casa de campo, Dónde conexión adicional Los elementos calefactores sin diseño y preparación preliminares serán prohibitivamente costosos.

Características del cálculo de la carga térmica.

Como se indicó anteriormente, los parámetros del aire interior calculados se seleccionan de la literatura relevante. Al mismo tiempo, la selección de los coeficientes de transferencia de calor se realiza a partir de las mismas fuentes (también se tienen en cuenta los datos del pasaporte de las unidades de calefacción).

El cálculo tradicional de cargas térmicas para calefacción requiere una determinación consistente del máximo flujo de calor de dispositivos de calefacción (todos realmente ubicados en el edificio) baterías de calefacción), el consumo máximo de energía térmica por hora, así como el consumo total de energía térmica durante un período determinado, por ejemplo, una temporada de calefacción.

Las instrucciones anteriores para calcular las cargas térmicas teniendo en cuenta la superficie de intercambio de calor se pueden aplicar a varios objetos inmobiliarios. Cabe señalar que este método le permite desarrollar de manera competente y correcta una justificación para el uso de calefacción eficaz, así como la inspección energética de casas y edificios.

Un método de cálculo ideal para la calefacción de emergencia de una instalación industrial, cuando se supone que las temperaturas disminuirán durante las horas no laborables (también se tienen en cuenta los días festivos y fines de semana).

Métodos para determinar cargas térmicas.

Actualmente, las cargas térmicas se calculan de varias formas principales:

1. Cálculo de pérdidas de calor mediante indicadores agregados;
2. Definición de parámetros mediante varios elementos estructuras de cerramiento, pérdidas adicionales por calentamiento del aire;
3. Cálculo de la transferencia de calor de todos los equipos de calefacción y ventilación instalados en el edificio.

Método ampliado para calcular cargas de calefacción.

Otro método para calcular las cargas en un sistema de calefacción es el llamado método ampliado. Como regla general, se utiliza un esquema similar en los casos en que no hay información sobre los proyectos o dichos datos no corresponden a las características reales.

Para un cálculo mayor de la carga térmica de calefacción, se utiliza una fórmula bastante simple y sencilla:

Qmax de.=α*V*q0*(tв-tн.р.)*10 -6

La fórmula utiliza los siguientes coeficientes: α es un factor de corrección que tiene en cuenta condiciones climáticas en la región donde se construyó el edificio (aplica cuando temperatura de diseño diferente de -30С); q0 característica específica calefacción, seleccionada en función de la temperatura de la semana más fría del año (la llamada “semana de cinco días”); V – volumen exterior del edificio.

Tipos de cargas térmicas a tener en cuenta en el cálculo

Al realizar cálculos (así como al seleccionar equipos), se tiene en cuenta gran número una amplia variedad de cargas térmicas:

1. Cargas estacionales. Como regla general, tienen las siguientes características:

• A lo largo del año, las cargas de calor cambian según la temperatura del aire exterior de la habitación;
• Consumo anual de calor, que está determinado por las características meteorológicas de la región donde se encuentra el objeto para el cual se calcula la carga de calor;

• Cambios en la carga del sistema de calefacción según la hora del día. Debido a la resistencia al calor de los cerramientos exteriores del edificio, dichos valores se aceptan como insignificantes;
• Consumo de energía térmica sistema de ventilación por la hora del día.

1. Cargas de calor durante todo el año. Cabe señalar que para los sistemas de calefacción y suministro de agua caliente, la mayoría de las instalaciones domésticas cuentan con consumo de calor a lo largo del año, que cambia bastante poco. Por ejemplo, en verano el consumo de energía térmica se reduce casi un 30-35% respecto al invierno;
2. Calor seco– intercambio de calor por convección y radiación térmica de otros dispositivos similares. Determinado por la temperatura de bulbo seco.

Este factor depende de muchos parámetros, incluidos todo tipo de ventanas y puertas, equipos, sistemas de ventilación e incluso el intercambio de aire a través de grietas en paredes y techos. También se debe tener en cuenta el número de personas que pueden estar en la sala;

1. Calor latente– evaporación y condensación. Depende de la temperatura del bulbo húmedo. Se determina el volumen de calor latente de humedad y sus fuentes en la habitación.

En cualquier habitación, la humedad está influenciada por:

• Personas y su número que se encuentran simultáneamente en la sala;
• Equipos tecnológicos y de otro tipo;
• Flujos de aire que pasan a través de grietas y hendiduras en las estructuras de los edificios.

Reguladores de cargas térmicas como salida a situaciones difíciles.

Como puede ver en muchas fotos y videos de equipos de calderas modernos y de otro tipo, se incluyen reguladores de carga de calor especiales. Los equipos de esta categoría están diseñados para brindar soporte a un cierto nivel de cargas y eliminar todo tipo de sobretensiones y caídas.

Cabe señalar que RTN le permite ahorrar significativamente en costos de calefacción, porque en muchos casos (y especialmente en las empresas industriales) se establecen ciertos límites que no se pueden exceder. De lo contrario, si se registran sobretensiones y excesos de cargas térmicas, son posibles multas y sanciones similares.

Consejo. Cargas en los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado – punto importante en el diseño del hogar. Si es imposible realizar el trabajo de diseño usted mismo, lo mejor es confiarlo a especialistas. Al mismo tiempo, todas las fórmulas son simples y sencillas y, por lo tanto, no es tan difícil calcular todos los parámetros usted mismo.

La ventilación y las cargas de agua caliente son uno de los factores en los sistemas térmicos.

Las cargas térmicas para calefacción, por regla general, se calculan junto con la ventilación. Esta es una carga estacional, está diseñada para reemplazar el aire de escape con aire limpio, así como para calentarlo a una temperatura determinada.

El consumo de calor por hora para los sistemas de ventilación se calcula mediante una fórmula determinada:

Qv.=qv.V(tn.-tv.), Dónde

Además de la ventilación en sí, también se calculan las cargas térmicas en el sistema de suministro de agua caliente. Las razones para realizar tales cálculos son similares a las de la ventilación y la fórmula es algo similar:

Qgws.=0.042rv(tg.-tx.)Pgav, Dónde

r, en, tg.,tx. – temperatura de diseño de caliente y agua fría, densidad del agua, así como un coeficiente que tiene en cuenta los valores carga máxima suministro de agua caliente al valor promedio establecido por GOST;

Cálculo completo de cargas térmicas.

Además de las cuestiones de cálculo teórico en sí, algunas trabajo practico. Por ejemplo, las inspecciones térmicas integrales incluyen la termografía obligatoria de todas las estructuras: paredes, techos, puertas y ventanas. Cabe señalar que este trabajo permite identificar y registrar factores que tienen un impacto significativo en la pérdida de calor de un edificio.

Los diagnósticos por imágenes térmicas mostrarán cuál será la diferencia de temperatura real cuando una determinada cantidad de calor estrictamente definida pase a través de 1 m2 de estructuras de cerramiento. Además, esto ayudará a conocer el consumo de calor con una determinada diferencia de temperatura.

Las mediciones prácticas son un componente indispensable de diversos trabajos de cálculo. En conjunto, dichos procesos ayudarán a obtener los datos más confiables sobre las cargas térmicas y las pérdidas de calor que se observarán en una determinada estructura durante un determinado período de tiempo. El cálculo práctico ayudará a lograr lo que la teoría no muestra: los “cuellos de botella” de cada estructura.

Conclusión

El cálculo de las cargas térmicas también es un factor importante, cuyos cálculos deben realizarse antes de comenzar a organizar un sistema de calefacción. Si todo el trabajo se realiza correctamente y aborda el proceso con prudencia, puede garantizar un funcionamiento de calefacción sin problemas, así como ahorrar dinero en sobrecalentamiento y otros costos innecesarios.

Ya sea un edificio industrial o un edificio residencial, es necesario realizar cálculos competentes y elaborar un diagrama de circuito. sistema de calefacción. En esta etapa, los expertos recomiendan prestar especial atención al cálculo de la posible carga térmica en el circuito de calefacción, así como al volumen de combustible consumido y calor generado.

Carga térmica: ¿qué es?

Este término se refiere a la cantidad de calor que se desprende. Un cálculo preliminar de la carga térmica le permitirá evitar costes innecesarios en la compra de componentes del sistema de calefacción y su instalación. Además, este cálculo ayudará a distribuir correctamente la cantidad de calor generado de forma económica y uniforme por todo el edificio.

Hay muchos matices involucrados en estos cálculos. Por ejemplo, el material con el que está construido el edificio, el aislamiento térmico, la región, etc. Los expertos intentan tener en cuenta tantos factores y características como sea posible para obtener un resultado más preciso.

El cálculo de la carga térmica con errores e imprecisiones conduce a un funcionamiento ineficiente del sistema de calefacción. Incluso sucede que hay que rehacer secciones de una estructura que ya funciona, lo que inevitablemente genera gastos no planificados. Y las organizaciones de vivienda y servicios comunales calculan el costo de los servicios basándose en datos sobre la carga de calor.

Factores principales

Un sistema de calefacción idealmente calculado y diseñado debería mantener la temperatura establecida en la habitación y compensar las pérdidas de calor resultantes. Al calcular la carga de calor en el sistema de calefacción de un edificio, es necesario tener en cuenta:

Finalidad del edificio: residencial o industrial.

Características elementos estructurales edificios. Se trata de ventanas, paredes, puertas, techo y sistema de ventilación.

Dimensiones de la vivienda. Cuanto más grande sea, más potente debería ser el sistema de calefacción. Hay que tener en cuenta la zona aberturas de ventanas, puertas, paredes exteriores y el volumen de cada estancia interior.

Disponibilidad de habitaciones propósito especial(baño, sauna, etc.).

Nivel de equipamiento dispositivos tecnicos. Es decir, la disponibilidad de suministro de agua caliente, sistema de ventilación, aire acondicionado y tipo de sistema de calefacción.

Para una habitación separada. Por ejemplo, en las habitaciones destinadas al almacenamiento, no es necesario mantener una temperatura cómoda para los humanos.

Número de puntos de suministro de agua caliente. Cuantos más hay, más se carga el sistema.

Área de superficies acristaladas. Habitaciones con ventanas francesas perder una cantidad importante de calor.

Términos y condiciones adicionales. EN edificios residenciales este puede ser el número de habitaciones, balcones, logias y baños. En industrial: número de días laborables en un año calendario, turnos, cadena tecnológica. proceso de producción etc.

Condiciones climáticas de la región. Al calcular la pérdida de calor, se tienen en cuenta las temperaturas exteriores. Si las diferencias son insignificantes, se gastará una pequeña cantidad de energía en compensar. Mientras que a -40 o C fuera de la ventana, requerirá gastos importantes.

Características de los métodos existentes.

Los parámetros incluidos en el cálculo de la carga térmica se encuentran en SNiP y GOST. También tienen coeficientes especiales de transferencia de calor. De los pasaportes de los equipos incluidos en el sistema de calefacción se toman las características digitales relativas a un radiador de calefacción específico, caldera, etc. Y también tradicionalmente:

Consumo de calor, llevado al máximo por hora de funcionamiento del sistema de calefacción,

El flujo de calor máximo que emana de un radiador es

Consumo total de calor en un período determinado (con mayor frecuencia una temporada); si se requiere cálculo de carga horaria red de calefacción, entonces el cálculo debe realizarse teniendo en cuenta la diferencia de temperatura durante el día.

Los cálculos realizados se comparan con el área de transferencia de calor de todo el sistema. El indicador resulta bastante preciso. Se producen algunas desviaciones. Por ejemplo, para los edificios industriales será necesario tener en cuenta la reducción del consumo de energía térmica los fines de semana y días festivos, y en las viviendas, por la noche.

Los métodos para calcular sistemas de calefacción tienen varios grados de precisión. Para reducir el error al mínimo, es necesario utilizar cálculos bastante complejos. Se utilizan esquemas menos precisos si el objetivo no es optimizar los costes del sistema de calefacción.

Métodos de cálculo básicos.

Hoy en día, el cálculo de la carga térmica para calentar un edificio se puede realizar mediante uno de los siguientes métodos.

tres principales

1. Para los cálculos se toman indicadores agregados.
2. Se toman como base los indicadores de los elementos estructurales del edificio. Aquí también será importante el cálculo del volumen interno de aire utilizado para la calefacción.
3. Todos los objetos incluidos en el sistema de calefacción se calculan y resumen.

un ejemplo

También existe una cuarta opción. Tiene un error bastante grande, porque los indicadores tomados son muy medios o no son suficientes. Esta fórmula es Q de = q 0 * a * V H * (t EN - t NRO), donde:

• q 0 - específico rendimiento térmico edificios (más a menudo determinados por el período más frío),
• a - factor de corrección (depende de la región y se toma de tablas ya preparadas),
• V H es el volumen calculado a lo largo de los planos externos.

Ejemplo de un cálculo simple

para un edificio con parámetros estándar(altura de los techos, tamaño de las habitaciones y buenas características de aislamiento térmico) se puede aplicar una relación simple de parámetros, ajustados según un coeficiente según la región.

Supongamos que un edificio residencial está ubicado en la región de Arkhangelsk y su área es de 170 metros cuadrados. m La carga térmica será igual a 17 * 1,6 = 27,2 kW/h.

Esta definición de cargas térmicas no tiene en cuenta muchos factores importantes. Por ejemplo, características de diseño edificios, temperaturas, número de paredes, relación entre el área de las paredes y las aberturas de las ventanas, etc. Por lo tanto, dichos cálculos no son adecuados para proyectos serios de sistemas de calefacción.

Depende del material del que estén hechos. Los más utilizados hoy en día son los bimetálicos, el aluminio, el acero y mucho menos. radiadores de hierro fundido. Cada uno de ellos tiene su propio indicador de transferencia de calor (energía térmica). Radiadores bimetálicos con una distancia entre ejes de 500 mm, en promedio tienen 180 - 190 W. Los radiadores de aluminio tienen casi el mismo rendimiento.

La transferencia de calor de los radiadores descritos se calcula por sección. Los radiadores de placas de acero no son separables. Por lo tanto, su transferencia de calor se determina en función del tamaño de todo el dispositivo. Por ejemplo, energía térmica un radiador de doble fila de 1.100 mm de ancho y 200 mm de alto será de 1.010 W, y un radiador de panel de acero de 500 mm de ancho y 220 mm de alto será de 1.644 W.

El cálculo de un radiador de calefacción por superficie incluye los siguientes parámetros básicos:

Altura del techo (estándar - 2,7 m),

Potencia térmica (por m2 - 100 W),

Una pared exterior.

Estos cálculos muestran que por cada 10 m2. m requiere 1.000 W de potencia térmica. Este resultado se divide por la potencia térmica de una sección. La respuesta es cantidad requerida secciones del radiador.

Para regiones del sur En nuestro país, así como en los del norte, se han desarrollado coeficientes decrecientes y crecientes.

Cálculo promedio y preciso.

Teniendo en cuenta los factores descritos, el cálculo medio se realiza según el siguiente esquema. Si por 1 metro cuadrado. m requiere 100 W de flujo de calor, luego una habitación de 20 m2. m debería recibir 2.000 vatios. Un radiador (el popular bimetálico o de aluminio) de ocho secciones produce aproximadamente Dividimos 2.000 entre 150, obtenemos 13 secciones. Pero este es un cálculo bastante ampliado de la carga térmica.

El exacto parece un poco aterrador. Nada complicado realmente. Aquí está la fórmula:

Q t = 100 W/m 2 × S(habitaciones)m 2 × q 1 × q 2 × q 3 × q 4 × q 5 × q 6 × q 7, Dónde:

• q 1 - tipo de acristalamiento (regular = 1,27, doble = 1,0, triple = 0,85);
• q 2 - aislamiento de la pared (débil o ausente = 1,27, pared revestida con 2 ladrillos = 1,0, moderna, alta = 0,85);
• q 3 - la relación entre el área total de las aberturas de las ventanas y el área del piso (40% = 1,2, 30% = 1,1, 20% - 0,9, 10% = 0,8);
• q 4 - temperatura exterior(se toma el valor mínimo: -35 o C = 1,5, -25 o C = 1,3, -20 o C = 1,1, -15 o C = 0,9, -10 o C = 0,7);
• q 5 - número de paredes exteriores de la habitación (las cuatro = 1,4, tres = 1,3, habitación de la esquina= 1,2, uno = 1,2);
• q 6 - tipo de sala de cálculo encima de la sala de cálculo (ático frío = 1,0, ático cálido = 0,9, sala de estar con calefacción = 0,8);
• q 7 - altura del techo (4,5 m = 1,2, 4,0 m = 1,15, 3,5 m = 1,1, 3,0 m = 1,05, 2,5 m = 1,3).

Con cualquiera de los métodos descritos, puede calcular la carga térmica de un edificio de apartamentos.

Cálculo aproximado

Las condiciones son las siguientes. La temperatura mínima en la estación fría es de -20 o C. Habitación de 25 m2. EM triple acristalamiento, ventanas de doble guillotina, altura de techo de 3,0 m, paredes de dos ladrillos y buhardilla sin calefacción. El cálculo será el siguiente:

Q = 100 W/m 2 × 25 m 2 × 0,85 × 1 × 0,8 (12%) × 1,1 × 1,2 × 1 × 1,05.

El resultado, 2356,20, se divide por 150. Como resultado, resulta que es necesario instalar 16 secciones en una habitación con los parámetros especificados.

Si se requiere el cálculo en gigacalorías

En ausencia de un medidor de energía térmica en un circuito de calefacción abierto, el cálculo de la carga térmica para calentar el edificio se calcula mediante la fórmula Q = V * (T 1 - T 2) / 1000, donde:

• V - la cantidad de agua consumida por el sistema de calefacción, calculada en toneladas o m 3,
• T 1: un número que indica la temperatura del agua caliente, medida en o C y para los cálculos se toma la temperatura correspondiente a una determinada presión en el sistema. Este indicador tiene su propio nombre: entalpía. Si no es posible tomar lecturas de temperatura de forma práctica, se recurre a una lectura promediada. Está entre 60 y 65 o C.
• T 2 - temperatura del agua fría. Es bastante difícil medirlo en el sistema, por lo que se han desarrollado indicadores constantes que dependen de régimen de temperatura en la calle. Por ejemplo, en una de las regiones, en la estación fría, este indicador se considera igual a 5, en el verano, 15.
• 1.000 es el coeficiente para obtener el resultado inmediatamente en gigacalorías.

En caso circuito cerrado La carga térmica (gcal/hora) se calcula de forma diferente:

Q de = α * q o * V * (t in - t n.r.) * (1 + K n.r.) * 0.000001, Dónde

El cálculo de la carga de calor resulta algo ampliado, pero esta es la fórmula dada en literatura técnica.

Cada vez más, para aumentar la eficiencia del sistema de calefacción, se recurre a los edificios.

Este trabajo se realiza en tiempo oscuro días. Para obtener un resultado más preciso, es necesario observar la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior: debe ser de al menos 15 o. Las lámparas fluorescentes e incandescentes se apagan. Es recomendable retirar en la medida de lo posible alfombras y muebles; derribarían el aparato provocando algún error.

La encuesta se lleva a cabo lentamente y los datos se registran cuidadosamente. El esquema es simple.

La primera etapa del trabajo se desarrolla en el interior. El dispositivo se traslada gradualmente de puertas a ventanas, prestando especial atención a las esquinas y otras juntas.

La segunda etapa: inspección con una cámara termográfica. paredes exteriores edificios. Las juntas todavía se examinan cuidadosamente, especialmente la conexión con el techo.

La tercera etapa es el procesamiento de datos. Primero, el dispositivo hace esto, luego las lecturas se transfieren a la computadora, donde los programas correspondientes completan el procesamiento y producen el resultado.

Si la encuesta fue realizada por una organización autorizada, emitirá un informe con recomendaciones obligatorias basadas en los resultados del trabajo. Si el trabajo se realizó personalmente, entonces debe confiar en sus conocimientos y, posiblemente, en la ayuda de Internet.

El cálculo térmico de un sistema de calefacción parece fácil para la mayoría y no requiere atención especial ocupación. Número enorme la gente cree que los mismos radiadores deben seleccionarse basándose únicamente en el área de la habitación: 100 W por 1 m2. Es sencillo. Pero este es el mayor error. No puedes limitarte a esa fórmula. El espesor de las paredes, su altura, el material y mucho más importa. Por supuesto, es necesario dedicar una o dos horas para obtener las cifras necesarias, pero cualquiera puede hacerlo.

Datos iniciales para diseñar un sistema de calefacción.

Para calcular el consumo de calor para calefacción, primero necesita un diseño de casa.

El plano de la casa le permite obtener casi todos los datos iniciales necesarios para determinar la pérdida de calor y la carga en el sistema de calefacción.

En segundo lugar, necesitará datos sobre la ubicación de la casa en relación con los puntos cardinales y el área de construcción: cada región tiene sus propias condiciones climáticas y lo que es adecuado para Sochi no se puede aplicar a Anadyr.

En tercer lugar, recopilamos información sobre la composición y la altura de las paredes exteriores y los materiales con los que están hechos el suelo (desde la habitación hasta el suelo) y el techo (desde las habitaciones hacia el exterior).

Después de recopilar todos los datos, puede empezar a trabajar. El cálculo del calor para calefacción se puede realizar mediante fórmulas en una o dos horas. Por supuesto, puede utilizar un programa especial de Valtec.

Para calcular la pérdida de calor de locales con calefacción, la carga en el sistema de calefacción y la transferencia de calor desde dispositivos de calefacción Basta con ingresar solo los datos iniciales en el programa. Una gran cantidad de funciones lo hacen un asistente indispensable tanto el capataz como el promotor privado

Simplifica enormemente todo y permite obtener todos los datos sobre pérdidas de calor y calculo hidraulico sistemas de calefacción.

Fórmulas para cálculos y datos de referencia.

El cálculo de la carga térmica para calefacción implica determinar las pérdidas de calor (Tp) y la potencia de la caldera (Mk). Este último se calcula mediante la fórmula:

Mk=1,2* Tp, Dónde:

• Mk – rendimiento térmico del sistema de calefacción, kW;
• Tp- pérdidas de calor Casas;
• 1,2 – factor de seguridad (20%).

Un factor de seguridad del veinte por ciento le permite tener en cuenta una posible caída de presión en el gasoducto durante la estación fría y pérdidas de calor inesperadas (por ejemplo, ventana rota, aislamiento térmico de mala calidad puertas de entrada o heladas sin precedentes). Le permite asegurarse contra una serie de problemas y también permite regular ampliamente el régimen de temperatura.

Como puede verse en esta fórmula, la potencia de la caldera depende directamente de la pérdida de calor. No están distribuidos uniformemente en toda la casa: las paredes exteriores representan aproximadamente el 40% del valor total, las ventanas el 20%, el suelo el 10% y el techo el 10%. El 20% restante se evapora a través de puertas y ventilación.

Paredes y suelos mal aislados, áticos fríos, acristalamientos convencionales en las ventanas: todo esto provoca grandes pérdidas de calor y, en consecuencia, un aumento de la carga en el sistema de calefacción. Al construir una casa, es importante prestar atención a todos los elementos, porque incluso una ventilación mal pensada en la casa liberará calor a la calle.

Los materiales con los que se construye una casa tienen un impacto directo en la cantidad de calor que se pierde. Por lo tanto, al realizar cálculos, es necesario analizar de qué están hechas las paredes, el piso y todo lo demás.

En los cálculos, para tener en cuenta la influencia de cada uno de estos factores, se utilizan los coeficientes correspondientes:

• K1 – tipo de ventana;
• K2 – aislamiento de paredes;
• K3 – relación entre la superficie del suelo y las ventanas;
• K4 – temperatura mínima en la calle;
• K5 – el número de paredes exteriores de la casa;
• K6 – número de plantas;
• K7 – altura de la habitación.

Para ventanas, el coeficiente de pérdida de calor es:

• acristalamiento convencional – 1,27;
• ventana de doble acristalamiento – 1;
• ventana de doble acristalamiento de tres cámaras - 0,85.

Naturalmente, la última opción mantendrá la casa caliente mucho mejor que las dos anteriores.

Un aislamiento de paredes realizado correctamente es la clave no solo para una larga vida útil de la casa, sino también para una temperatura confortable en las habitaciones. Dependiendo del material, el valor del coeficiente también cambia:

• paneles y bloques de hormigón – 1,25-1,5;
• troncos, vigas – 1,25;
• ladrillo (1,5 ladrillos) – 1,5;
• ladrillo (2,5 ladrillos) – 1,1;
• Hormigón celular con mayor aislamiento térmico – 1.

Cómo área más grande ventanas con respecto al piso, más calor pierde la casa:

La temperatura fuera de la ventana también hace sus propios ajustes. A velocidades bajas, la pérdida de calor aumenta:

• Hasta -10°C – 0,7;
• -10ºC – 0,8;
• -15ºC - 0,90;
• -20ºC - 1,00;
• -25ºC - 1,10;
• -30ºC - 1,20;
• -35ºC - 1,30.

La pérdida de calor también depende de cuántas paredes exteriores tenga la casa:

• cuatro paredes – 1,33;%
• tres paredes – 1,22;
• dos paredes – 1,2;
• una pared - 1.

Es bueno si tiene un garaje, una casa de baños o algo más adjunto. Pero si el viento sopla desde todos lados, tendrás que comprar una caldera más potente.

El número de pisos o el tipo de habitación que se encuentra encima de la habitación determina el coeficiente K6 de la siguiente manera: si la casa tiene dos o más pisos arriba, entonces para los cálculos tomamos el valor de 0,82, pero si hay un ático, entonces para cálido: 0,91 y 1 para frío.

En cuanto a la altura de las paredes, los valores serán los siguientes:

• 4,5 m – 1,2;
• 4,0 m – 1,15;
• 3,5 m – 1,1;
• 3,0 m – 1,05;
• 2,5 m – 1.

Además de los coeficientes enumerados, también se tienen en cuenta el área de la habitación (Pl) y el valor específico de pérdida de calor (UDtp).

La fórmula final para calcular el coeficiente de pérdida de calor:

Tp = UDtp * Pl * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7.

El coeficiente UDtp es de 100 Watt/m2.

Análisis de cálculos utilizando un ejemplo específico.

La casa para la cual determinaremos la carga en el sistema de calefacción tiene doble acristalamiento(K1 = 1), muros de hormigón celular con mayor aislamiento térmico (K2 = 1), tres de los cuales salen al exterior (K5 = 1,22). El área de la ventana es el 23% del área del piso (K3=1,1), afuera hay aproximadamente 15°C bajo cero (K4=0,9). El ático de la casa es frío (K6=1), la altura de las habitaciones es de 3 metros (K7=1,05). La superficie total es de 135m2.

Vie = 135*100*1*1*1,1*0,9*1,22*1*1,05=17120,565 (vatios) o Vie=17,1206 kW

Mk=1,2*17,1206=20,54472 (kW).

Los cálculos de carga y pérdida de calor se pueden realizar de forma independiente y con la suficiente rapidez. Solo necesita dedicar un par de horas a ordenar los datos de origen y luego sustituir los valores en las fórmulas. Los números que reciba como resultado le ayudarán a decidir la elección de la caldera y los radiadores.

¡Hola queridos lectores! Hoy hay una breve publicación sobre cómo calcular la cantidad de calor para calefacción utilizando indicadores agregados. En general, la carga de calefacción se acepta según el proyecto, es decir, los datos calculados por el diseñador se ingresan en el contrato de suministro de calor.

Pero a menudo estos datos simplemente no están disponibles, especialmente si el edificio es pequeño, como un garaje o algún tipo de cuarto de servicio. En este caso, la carga de calefacción en Gcal/h se calcula utilizando los llamados indicadores agregados. Escribí sobre esto. Y esta cifra ya está incluida en el contrato como carga de calefacción calculada. ¿Cómo se calcula esta cifra? Y se calcula según la fórmula:

Qot = α*qо*V*(tв-tн.р)*(1+Kн.р)*0.000001; Dónde

α es un factor de corrección que tiene en cuenta las condiciones climáticas de la zona y se aplica en los casos en que la temperatura estimada del aire exterior difiere de -30 °C;

qо - específico característica de calentamiento edificios en tн.р = -30 °С, kcal/m cúbico*С;

V es el volumen del edificio según medidas exteriores, m³;

tв es la temperatura de diseño en el interior del edificio con calefacción, °C;

tн.р - temperatura del aire exterior calculada para el diseño de calefacción, °C;

Kn.r es el coeficiente de infiltración, que está determinado por la presión térmica y del viento, es decir, la relación entre las pérdidas de calor del edificio con la infiltración y la transferencia de calor a través de cercas externas a la temperatura del aire exterior, que se calcula para el diseño de calefacción.

Entonces, puedes calcularlo en una fórmula. carga térmica para calentar cualquier edificio. Por supuesto, este cálculo es en gran medida aproximado, pero se recomienda en la literatura técnica sobre suministro de calor. Organizaciones de suministro de calor. También incluyen esta cifra para la carga de calefacción Qot, en Gcal/h, en los contratos de suministro de calor. Entonces el cálculo es necesario. Este cálculo está bien presentado en el libro V.I. Manyuk, Ya.I. Kaplinsky, E.B. Khizh y otros "Manual para la instalación y operación de redes de calentamiento de agua". Este libro es uno de mis libros de referencia, un muy buen libro.

Además, este cálculo de la carga térmica para calentar un edificio se puede realizar utilizando la "Metodología para determinar las cantidades de energía térmica y refrigerante en los sistemas públicos de suministro de agua" de RAO Roskommunenergo del Comité Estatal de Construcción de Rusia. Es cierto que hay una inexactitud en el cálculo de este método (en la fórmula 2 del Apéndice No. 1 se indica 10 elevado a menos la tercera potencia, pero debe ser 10 elevado a menos la sexta potencia, esto debe tenerse en cuenta en el cálculos), puede leer más sobre esto en los comentarios de este artículo.

Automaticé completamente este cálculo, agregué tablas de referencia, incluida una tabla de parámetros climáticos de todas las regiones. ex URSS(de SNiP 23/01/99 “Climatología del edificio”). Puede comprar un cálculo en forma de programa por 100 rublos escribiéndome a correo electrónico [correo electrónico protegido].

Estaré encantado de recibir comentarios sobre el artículo.