Co to jest moc cieplna. Jak obliczyć moc grzewczą

Jak projektować, obliczać i wyznaczać moc systemu grzewczego dla domu bez angażowania specjalistów? To pytanie interesuje wielu.

Wybór typu kotła

Określ, które źródło ciepła będzie dla Ciebie najbardziej dostępne i niedrogie. Mogą to być energia elektryczna, gaz, węgiel i paliwa płynne. I na tej podstawie wybierz typ kotła. To jest bardzo ważne pytanie które należy rozwiązać w pierwszej kolejności.

1. Kocioł elektryczny. W przestrzeni poradzieckiej nie jest to wcale pożądane, ponieważ wykorzystanie energii elektrycznej do ogrzewania pomieszczeń jest bardzo drogie, a to wymaga bezbłędnego działania sieci elektrycznej, co nie jest możliwe.
2. Kocioł gazowy. To jest najwięcej najlepsza opcja, ekonomiczny i wygodny. Są całkowicie bezpieczne i można je montować w kuchni. Gaz ma najwyższy współczynnik przydatna akcja i jeśli masz możliwość połączenia się z rury gazowe, a następnie zainstaluj taki kocioł.
3. Kocioł na paliwo stałe. Zakłada stałą obecność osoby, która będzie dolewać paliwa. Moc cieplna takich kotłów nie jest stała, a temperatura w pomieszczeniu będzie się cały czas wahać.
4. Kocioł na paliwo ciekłe. Wyrządza wielką krzywdę środowisko, ale jeśli nie ma innej alternatywy, istnieje specjalny sprzęt do odpadów kotłowych.

Określanie mocy systemu grzewczego: proste kroki

Aby wykonać potrzebne obliczenia, musimy określić następujące parametry:

• Kwadrat lokal. Wzięte pod uwagę całkowita powierzchnia cały dom, a nie tylko te pomieszczenia, które planujesz ogrzewać. Oznaczone literą S.
• Specyficzny moc kocioł w zależności od warunków klimatycznych. Ustalane w zależności od strefa klimatyczna w którym znajduje się Twój dom. Na przykład dla południa - 0,7-0,9 kW, dla północy - 1,5-2,0 kW. Ale średnio dla wygody i prostoty obliczeń możesz wziąć 1. Oznaczamy to literą W.

Zatem moc właściwa kotła = (S*W) /10.

Ten wskaźnik określa, czy to urządzenie utrzymać niezbędne reżim temperaturowy w twoim domu. Jeżeli moc kotła będzie mniejsza niż wynika z obliczeń, kocioł nie będzie w stanie ogrzać pomieszczenia i będzie w nim chłodno. A jeśli moc przekroczy to, czego potrzebujesz, nastąpi duże nadmierne zużycie paliwa, a zatem koszty finansowe. Moc systemu grzewczego i jego racjonalność zależą od tego wskaźnika.

Ile grzejników potrzeba do zapewnienia pełna moc systemy grzewcze?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, możesz zastosować bardzo prosty wzór: pomnóż powierzchnię ogrzewanego pomieszczenia przez 100 i podziel przez moc jednej sekcji akumulatora.

Przyjrzyjmy się bliżej:

• skoro mamy pokoje różne rozmiary wskazane byłoby uwzględnienie każdego z nich osobno;
• 100 W – średnia wartość moc na metr kwadratowy pomieszczenia, która zapewnia najbardziej odpowiednią, komfortową temperaturę;
• moc jednej sekcji grzejnika – wartość ta jest indywidualna dla różne grzejniki i zależy od materiału, z którego są wykonane. Jeśli nie masz takich informacji, możesz przyjąć średnią wartość mocy jednej sekcji nowoczesne grzejniki– 180-200 Wat.

Tworzywo, z którego wykonany jest grzejnik, jest bardzo ważnym punktem, ponieważ od niego zależy jego odporność na zużycie i przekazywanie ciepła. Stal i żeliwo mają niską moc przekrojową. Najwyższa moc Anodowane są inne - moc ich sekcji wynosi 215 W, doskonała ochrona przed korozją, mają gwarancję do 30 lat, co oczywiście wpływa na koszt takich akumulatorów. Ale biorąc pod uwagę wszystkie czynniki, oszczędzając w tym przypadku nie warto.

1.
2.
3.
4.

Zanim rozpoczniesz instalację system autonomiczny ogrzewanie w własny dom lub mieszkania, właściciel nieruchomości musi mieć projekt. Jego utworzenie przez specjalistów oznacza między innymi, że obliczenia mocy cieplnej zostaną przeprowadzone dla pomieszczenia pewien obszar i głośność. Na zdjęciu możesz zobaczyć, jak może wyglądać system ogrzewania prywatnego gospodarstwa domowego.

Konieczność obliczenia mocy cieplnej systemu grzewczego

Konieczność obliczenia energii cieplnej potrzebnej do ogrzania pomieszczeń i pomieszczenia gospodarcze, wynika z faktu, że konieczne jest określenie głównych cech systemu w zależności od cechy indywidualne projektowanego obiektu, w tym:

• przeznaczenie budynku i jego rodzaj;
• konfiguracja każdego pokoju;
• liczba mieszkańców;
• położenie geograficzne i regionu, w którym się znajduje miejscowość;
• inne parametry.

Obliczenie wymagana moc ogrzewanie jest ważny punkt, jego wynik służy do obliczenia parametrów sprzęt grzewczy które planują zainstalować:

1. Dobór kotła w zależności od jego mocy. Wydajność operacyjna konstrukcja grzewcza zależy od prawidłowego doboru urządzenia grzewczego. Kocioł musi mieć taką wydajność, aby zapewnić ogrzewanie wszystkich pomieszczeń zgodnie z potrzebami mieszkańców domu lub mieszkania, nawet w najmroźniejsze zimowe dni. Jednocześnie, jeśli urządzenie będzie miało nadmiar mocy, część wytworzonej energii nie będzie potrzebna, co oznacza, że ​​​​pewna ilość pieniędzy zostanie zmarnowana.
2. Konieczność koordynacji połączenia z główny gazociąg . Aby dołączyć sieć gazowa Wymagane będą specyfikacje. W tym celu należy złożyć wniosek do odpowiedniego serwisu, podając przewidywane zużycie gazu w ciągu roku oraz szacunkową sumaryczną moc cieplną dla wszystkich odbiorców.
3. Wykonywanie obliczeń urządzeń peryferyjnych. niezbędne do określenia długości rurociągu i przekroju rury, produktywności pompa obiegowa, typ baterii itp.

Przybliżone opcje obliczeń

Dokładne obliczenie mocy cieplnej systemu grzewczego jest dość trudne; mogą to zrobić wyłącznie profesjonaliści posiadający odpowiednie kwalifikacje i specjalną wiedzę. Z tego powodu obliczenia te z reguły powierza się specjalistom.

Jednocześnie jest ich więcej proste sposoby, co pozwala w przybliżeniu oszacować ilość potrzebnej energii cieplnej i możesz to zrobić samodzielnie:

1. Często stosuje się obliczanie mocy grzewczej według powierzchni (więcej szczegółów: „”). Uważa się, że budynki mieszkalne budowane są według projektów opracowanych z uwzględnieniem klimatu danego regionu i tego w rozwiązania projektowe Przewiduje się zastosowanie materiałów zapewniających wymagany bilans cieplny. Dlatego przy obliczaniu zwyczajowo mnoży się określoną wartość mocy przez powierzchnię lokalu. Na przykład dla regionu moskiewskiego parametr ten waha się od 100 do 150 watów na „kwadrat”.
2. Dokładniejszy wynik zostanie uzyskany, jeśli weźmie się pod uwagę objętość pomieszczenia i temperaturę. Algorytm obliczeniowy uwzględnia wysokość sufitu, poziom komfortu w ogrzewanym pomieszczeniu i cechy domu.

   Stosowany wzór jest następujący: Q = VxΔTxK/860, gdzie:
   

   
   V – objętość pomieszczenia;
   ΔT – różnica pomiędzy temperaturą wewnątrz domu i na zewnątrz na ulicy;
   K – współczynnik strat ciepła.
   
   Współczynnik korygujący pozwala uwzględnić cechy konstrukcyjne nieruchomości. Na przykład, gdy określa się moc cieplną systemu grzewczego budynku, w przypadku budynków z konwencjonalnym dachem dwuwarstwowym K mieści się w zakresie 1,0–1,9.
3. Metoda wskaźników zagregowanych. Pod wieloma względami podobny do poprzedniej opcji, ale służy do obliczania obciążenia cieplnego systemów grzewczych budynki mieszkalne lub inne duże przedmioty.

Wszystkie trzy powyższe metody, które pozwalają obliczyć wymagany transfer ciepła, dają przybliżony wynik, który może różnić się od rzeczywistych danych mniej lub bardziej. duża strona. Oczywiste jest, że zainstalowanie systemu grzewczego małej mocy nie zapewni wymaganego stopnia ogrzewania.

Z kolei nadwyżka mocy w urządzeniach grzewczych doprowadzi do szybkiego zużycia urządzeń, nadmiernego zużycia paliwa, energii elektrycznej, a co za tym idzie gotówka. Takie obliczenia są zwykle stosowane w prostych przypadkach, na przykład przy wyborze kotła.

Dokładne obliczenie mocy cieplnej

Stopień izolacji termicznej i jej skuteczność zależą od tego, jak dobrze jest wykonana i od cechy konstrukcyjne zabudowania. Główna część strat ciepła następuje na ścianach zewnętrznych (około 40%), a w dalszej kolejności projekty okien(około 20%), a dach i podłoga 10%. Reszta ciepła opuszcza dom przez wentylację i drzwi.

Dlatego obliczenie mocy cieplnej systemu grzewczego musi uwzględniać te niuanse.

W tym celu stosuje się współczynniki korygujące:

• K1 zależy od rodzaju okien. Okna dwuszybowe odpowiadają wartości 1, szyby konwencjonalne – 1,27, okna trzykomorowe – 0,85;
• K2 pokazuje stopień izolacyjności termicznej ścian. Waha się od 1 (pianobeton) do 1,5 dla bloczków betonowych i 1,5 muru z cegły;
• K3 odzwierciedla stosunek powierzchni okien do podłóg. Tym bardziej ramy okienne, tym większe są straty ciepła. Przy 20% przeszkleniu współczynnik wynosi 1, a przy 50% wzrasta do 1,5;
• K4 zależy od minimalnej temperatury na zewnątrz budynku w czasie sezon grzewczy. Przyjmij temperaturę -20°C jako jednostkę, a następnie dodaj lub odejmij 0,1 na każde 5 stopni;
• K5 uwzględnia ilość ścian zewnętrznych. Współczynnik dla jednej ściany wynosi 1, jeśli są dwie lub trzy, to 1,2, gdy są cztery - 1,33;
• K6 odzwierciedla rodzaj pomieszczenia, które znajduje się nad określonym pokojem. Jeśli jest dostępny na górze piętro mieszkalne wartość korekty - 0,82, poddasze ciepłe - 0,91, poddasze zimne - 1,0;
• K7 - zależy od wysokości sufitów. Dla wysokości 2,5 metra jest to 1,0, a dla 3 metrów 1,05.

Gdy znane są wszystkie współczynniki korygujące, moc instalacji grzewczej oblicza się dla każdego pomieszczenia ze wzoru:

Z reguły, aby zapewnić rezerwę energii cieplnej na wszelkiego rodzaju nieprzewidziane przypadki, wynik zwiększa się o 15–20%. Mogą to być silne mrozy, rozbite okno, uszkodzoną izolację termiczną itp.

Przykład obliczeń

Załóżmy, że musisz wiedzieć, jaka powinna być moc cieplna systemu grzewczego dla domu z drewna o powierzchni 150 m² z ciepłym poddaszem, trzema ściany zewnętrzne I podwójne szyby na oknach. Jednocześnie wysokość ścian wynosi 2,5 metra, a powierzchnia przeszkleń wynosi 25%. Minimalna temperatura na zewnątrz w najmroźniejszym pięciodniowym okresie temperatura wynosi -28°C.

Współczynniki korygujące w tym przypadku będą równe:

• K1 ( okno z podwójnymi szybami) = 1,0;
• K2 (ściany z drewna) = 1,25;
• K3 (powierzchnia przeszklenia) = 1,1;
• K4 (przy -25°C -1,1 i przy 30°C) = 1,16;
• K5 (trzy ściany zewnętrzne) = 1,22;
• K6 (na górze ciepłe poddasze) = 0,91;
• K7 (wysokość pomieszczenia) = 1,0.

Q=100 W/m²x135 m²x1,0x1,25x1,1x1,16x1,22x0,91x1,0 = 23,9 kW.

W rezultacie moc systemu grzewczego będzie wynosić: W = Qx1,2 = 28,7 kW.

W przypadku zastosowania uproszczonej metody obliczeń, polegającej na wyliczeniu mocy grzewczej w zależności od powierzchni, wynik byłby zupełnie inny:

100–150 W x150 m² = 15–22,5 kW

System grzewczy funkcjonowałby bez rezerwy mocy – na granicy. Powyższy przykład potwierdza wagę stosowania dokładnych metod ustalania obciążenia termiczne do ogrzewania.

Przykład obliczenia mocy cieplnej systemu grzewczego na filmie:

Przyczyna nagrzewania przewodnika polega na tym, że energia poruszających się w nim elektronów (innymi słowy energia prądu) podczas kolejnych zderzeń cząstek z jonami pierwiastka molekularnego zamienia się w ciepły typ energia, czyli Q, tak powstaje pojęcie „mocy cieplnej”.

Bieżącą pracę mierzy się za pomocą systemie międzynarodowym Jednostki SI, stosując dżule (J), definiuje się jako „wat” (W). Odchodząc w praktyce od układu systemowego, można w nich także stosować jednostki niesystemowe mierzące pracę prądu. Należą do nich watogodzina (W × h), kilowatogodzina (w skrócie kW × h). Na przykład 1 W × h oznacza pracę prądu z konkretna moc 1 wat i czas trwania jednej godziny.

Jeśli elektrony poruszają się wzdłuż nieruchomego metalowego przewodnika, w tym przypadku wszystkie przydatna praca wygenerowany prąd jest rozprowadzany do ogrzewania metalowa konstrukcja, a w oparciu o zasady zachowania energii można to opisać wzorem Q=A=IUt=I 2 Rt=(U 2 /R)*t. Takie zależności dokładnie wyrażają dobrze znane prawo Joule'a-Lenza. Historycznie rzecz biorąc, po raz pierwszy określił ją empirycznie naukowiec D. Joule w połowie XIX wieku, a jednocześnie niezależnie od niego inny naukowiec - E. Lenz. Praktyczne zastosowanie energia cieplna znalazła zastosowanie techniczne wraz z wynalezieniem w 1873 roku zwykłej żarówki przez rosyjskiego inżyniera A. Ladygina.

Moc cieplna prądu jest wykorzystywana w wielu urządzenia elektryczne I instalacje przemysłowe, mianowicie w typie ogrzewania termicznego kuchenki elektryczne, spawanie elektryczne i sprzęt do inwentaryzacji są bardzo powszechne sprzęt AGD na efekt ogrzewania elektrycznego - bojlery, lutownice, czajniki, żelazka.

Efekt termiczny sprawdza się także w przemyśle spożywczym. Przy dużym udziale wykorzystania wykorzystywana jest możliwość elektrycznego ogrzewania kontaktowego, co gwarantuje wydajność cieplną. Decyduje o tym fakt, że prąd i jego moc cieplna, oddziałując na produkt spożywczy, który ma pewien stopień oporu, powoduje w nim równomierne nagrzewanie. Można podać przykład sposobu ich wytwarzania kiełbaski: przez specjalny dozownik mięso mielone wchodzi do metalowych form, których ścianki służą jednocześnie jako elektrody. Tutaj zapewniona jest stała równomierność ogrzewania na całej powierzchni i objętości produktu, utrzymywana jest ustawiona temperatura i utrzymywana jest optymalna temperatura. wartość biologiczna produktu spożywczego, wraz z tymi czynnikami, czas prac technologicznych i energochłonność pozostają najmniejsze.

Specyficzny prąd cieplny (ω), czyli to, co jest uwalniane na jednostkę objętości w określonej jednostce czasu, oblicza się w następujący sposób. Elementarną objętość cylindryczną przewodnika (dV), o przekroju poprzecznym, przekroju poprzecznym dS, długości dl, równoległości i rezystancji wyznaczają równania R=p(dl/dS), dV=dSdl.

Zgodnie z definicją prawa Joule'a-Lenza, w wyznaczonym czasie (dt) w pobranej przez nas objętości wydzieli się poziom ciepła równy dQ=I 2 Rdt=p(dl/dS)(jdS) 2 dt=pj 2 dVdt. W tym przypadku ω=(dQ)/(dVdt)=pj 2 i stosując prawo Ohma do ustalenia gęstości prądu j=γE i stosunku p=1/γ, natychmiast otrzymujemy wyrażenie ω=jE= γE 2 . To w postaci różniczkowej podaje pojęcie prawa Joule'a-Lenza.

Właściciele prywatnych domów, mieszkań lub innych obiektów muszą poradzić sobie z obliczeniami termotechnicznymi. Na tym opierają się podstawy projektowania budynków.

Zrozumienie istoty tych obliczeń w oficjalnych dokumentach nie jest tak trudne, jak się wydaje.

Można także nauczyć się samodzielnie wykonywać obliczenia, aby móc zdecydować, jaką zastosować izolację, jaką powinna mieć grubość, jaką moc kupić kocioł i czy dostępne grzejniki wystarczą na daną powierzchnię.

Odpowiedzi na te i wiele innych pytań można znaleźć, jeśli zrozumiesz, czym jest moc cieplna. Formuła, definicja i zakres zastosowania – przeczytaj artykuł.

Mówiąc najprościej, obliczenia termiczne pozwalają dokładnie określić, ile ciepła budynek magazynuje i traci oraz ile energii musi wytworzyć, aby zapewnić komfortowe warunki w domu.

Oceniając straty ciepła i stopień dostarczenia ciepła, bierze się pod uwagę następujące czynniki:

1. Jaki to obiekt: ile ma pięter, dostępność pokoje narożne niezależnie od tego, czy jest to obiekt mieszkalny, przemysłowy itp.
2. Ile osób będzie „mieszkać” w budynku.
3. Ważnym szczegółem jest powierzchnia przeszklenia. Oraz wymiary dachu, ścian, podłóg, drzwi, wysokości sufitów itp.
4. Jak długo trwa sezon grzewczy? cechy klimatyczne region.
5. Według SNiP określa się standardy temperatur, które powinny panować w pomieszczeniach.
6. Grubość ścian, stropów, wybrane izolatory termiczne i ich właściwości.

Można uwzględnić inne warunki i cechy, np obiekty produkcyjne brane są pod uwagę dni robocze i weekendy, moc i rodzaj wentylacji, orientacja obudowy względem punktów kardynalnych itp.

Dlaczego potrzebujesz obliczeń termicznych?

Jak dawni budowniczowie radzili sobie bez obliczeń termicznych?

Zachowane domy kupieckie pokazują, że wszystko robiono po prostu z rezerwą: mniejszymi oknami, grubszymi ścianami. Okazało się ciepłe, ale nieopłacalne ekonomicznie.

Obliczenia termotechniczne pozwalają nam budować w najbardziej optymalny sposób. Nie pobiera się ani więcej, ani mniej materiałów, ale dokładnie tyle, ile potrzeba. Zmniejszają się wymiary budynku i koszty jego budowy.

Obliczanie punktu rosy pozwala budować w taki sposób, aby materiały nie ulegały zniszczeniu tak długo, jak to możliwe.

Aby określić wymaganą moc kotła, nie można również obejść się bez obliczeń. Całkowita moc składają się na nią koszty energii potrzebnej do ogrzewania pomieszczeń, ogrzewania tarapaty na potrzeby gospodarstwa domowego oraz możliwość blokowania strat ciepła z wentylacji i klimatyzacji. Rezerwa mocy jest dodawana na okresy szczytowych mrozów.

Podczas zgazowania obiektu wymagana jest koordynacja ze służbami. Obliczony roczne zużycie gazu do ogrzewania oraz łączną moc źródeł cieplnych w gigakaloriach.

Obliczenia są potrzebne przy doborze elementów instalacji grzewczej. Obliczany jest układ rur i grzejników - możesz dowiedzieć się, jaka powinna być ich długość i powierzchnia. Uwzględnia się utratę mocy podczas obracania rurociągu, na złączach i przechodzących przez armaturę.

Czy wiesz, że liczba sekcji grzejników nie jest wzieta z powietrza? Zbyt mało ich doprowadzi do tego, że w domu będzie zimno, a za dużo będzie wytwarzać ciepło i prowadzić do nadmierna suchość powietrze. W linku znajdują się przykłady prawidłowego obliczenia grzejników.

Obliczanie mocy cieplnej: wzór

Spójrzmy na wzór i podamy przykłady, jak wykonać obliczenia dla budynków o różnych współczynnikach rozproszenia.

Vx(delta)TxK= kcal/h (moc cieplna), gdzie:

• Pierwszy wskaźnik „V” to objętość obliczonych przesłanek;
• Delta „T” – różnica temperatur – to wartość pokazująca, o ile stopni cieplej w pomieszczeniu niż na zewnątrz;
• „K” to współczynnik rozproszenia (zwany także „współczynnikiem przenikania ciepła”). Wartość jest pobierana z tabeli. Zwykle liczba ta waha się od 4 do 0,6.

Przybliżone wartości współczynników rozproszenia dla uproszczonych obliczeń

• Jeśli jest to nieizolowany profil metalowy lub płyta, wówczas „K” będzie = 3 – 4 jednostki.
• Pojedynczy murarstwo i minimalna izolacja - „K” = od 2 do 3.
• Dwie ściany z cegły, standardowy sufit, okna i
• drzwi – „K” = od 1 do 2.
• Bardzo ciepła opcja. Okna z podwójnymi szybami, ściany ceglane z podwójną izolacją itp. - „K” = 0,6 – 0,9.

Dokładniejsze obliczenia można wykonać, obliczając dokładne wymiary powierzchni domów różniących się właściwościami w m2 (okna, drzwi itp.), Dokonując dla nich obliczeń osobno i sumując otrzymane wskaźniki.

Przykład obliczenia mocy cieplnej

Weźmy pewien pokój o powierzchni 80 m2 i wysokości sufitu 2,5 m i obliczmy, jaką moc kotła będziemy potrzebować do jego ogrzania.

Najpierw obliczamy kubaturę: 80 x 2,5 = 200 m3. Nasz dom jest ocieplony, ale niewystarczająco - współczynnik rozproszenia wynosi 1,2.

Mrozy mogą sięgać -40°C, ale w pomieszczeniu chcemy mieć komfortowe +22 stopnie, różnica temperatur (delta „T”) wynosi 62°C.

Podstawiamy liczby do wzoru na moc strat ciepła i mnożymy:

200 x 62 x 1,2 = 14880 kcal/godz.

Powstałe kilokalorie przeliczamy na kilowaty za pomocą konwertera:

• 1 kW = 860 kcal;
• 14880 kcal = 17302,3 W.

Zaokrąglamy z marginesem i w zasadzie to rozumiemy silny mróz-40 stopni będziemy potrzebować 18 kW energii na godzinę.

Pomnóż obwód domu przez wysokość ścian:

(8 + 10) x 2 x 2,5 = 90 m2 powierzchni ścian + 80 m2 sufitu = 170 m2 powierzchni stykającej się z zimnem. Obliczona przez nas powyżej strata ciepła wyniosła 18 kW/h, dzieląc powierzchnię domu przez szacowaną ilość zużytej energii, okazuje się, że 1 m2 traci co godzinę około 0,1 kW, czyli 100 W, przy temperaturze poza -40°C, oraz w pomieszczeniu +22 ° Z.

Dane te mogą stać się podstawą do obliczenia wymaganej grubości izolacji na ścianach.

Podajmy inny przykład obliczenia; jest on pod pewnymi względami bardziej skomplikowany, ale dokładniejszy.

Formuła:

Q = S x (delta)T/R:

• Q – żądana wartość strat ciepła w domu w W;
• S – powierzchnia powierzchni chłodzących w m2;
• T – różnica temperatur w stopniach Celsjusza;
• R – opór cieplny materiału (m2 x K/W) (metry kwadratowe pomnożone przez Kelvina i podzielone przez waty).

Aby więc znaleźć „Q” tego samego domu jak w powyższym przykładzie, obliczmy pole jego powierzchni „S” (nie będziemy liczyć podłogi i okien).

• „S” w naszym przypadku = 170 m2, z czego 80 m2 to strop i 90 m2 to ściany;
• T = 62°C;
• R – opór cieplny.

Szukamy „R” za pomocą tabeli lub wzoru na opór cieplny. Wzór na obliczenie współczynnika przewodności cieplnej jest następujący:

R= H/ K.T.(N – grubość materiału w metrach, K.T. – współczynnik przewodzenia ciepła).

W tym przypadku nasz dom ma ściany z dwóch cegieł pokrytych pianką o grubości 10 cm. Strop pokryty jest trocinami o grubości 30 cm.

System ogrzewania dom prywatny należy zaaranżować z uwzględnieniem oszczędności na zasobach energii. , a także zalecenia dotyczące wyboru kotłów i grzejników - przeczytaj uważnie.

Co i jak izolować drewniany dom od środka dowiecie się czytając. Wybór izolacji i technologii izolacji.

Z tabeli współczynników przewodności cieplnej (mierzonych jako W / (m 2 x K) Wat podzielony przez iloczyn metra kwadratowego w skali Kelvina). Znajdujemy wartości dla każdego materiału, będą to:

• cegła – 0,67;
• styropian – 0,037;
• trociny – 0,065.

Podstaw dane do wzoru (R= H/ K.T.):

• R (sufit o grubości 30 cm) = 0,3 / 0,065 = 4,6 (m 2 x K) / W;
• R( ceglany mur 50 cm) = 0,5 / 0,67 = 0,7 (m 2 x K) / W;
• R (pianka 10 cm) = 0,1 / 0,037 = 2,7 (m 2 x K) / W;
• R (ściana) = R (cegła) + R (pianka) = 0,7 + 2,7 = 3,4 (m 2 x K) / W.

Teraz możemy przystąpić do obliczania strat ciepła „Q”:

• Q dla sufitu = 80 x 62 / 4,6 = 1078,2 W.
• Q ściany = 90 x 62 / 3,4 = 1641,1 W.
• Pozostaje tylko dodać 1078,2 + 1641,1 i przeliczyć na kW, okazuje się (jeśli od razu zaokrąglisz) 2,7 kW energii w ciągu 1 godziny.

Możesz zauważyć jak znaczna różnica zdarzyło się w pierwszym i drugim przypadku, choć kubatura domów i temperatura za oknem w pierwszym i drugim przypadku były dokładnie takie same.

Wszystko zależy od stopnia zmęczenia domów (choć oczywiście dane mogłyby być inne, gdybyśmy obliczyli podłogi i okna).

Wniosek

Podane wzory i przykłady pokazują, że przy wykonywaniu obliczeń cieplnych bardzo ważne jest uwzględnienie jak największej liczby czynników mających wpływ na straty ciepła. Obejmuje to wentylację, powierzchnię okna, stopień zmęczenia itp.

A podejście, w którym na 10 m 2 domu przyjmuje się 1 kW mocy kotła, jest zbyt przybliżone, aby poważnie na nim polegać.

Wideo na ten temat

Aby wykonać przypisane mu zadanie, instalacja grzewcza musi posiadać określoną moc cieplną. Projektowanie mocy cieplnej system jest identyfikowany w wyniku kompilacji bilans cieplny w ogrzewanych pomieszczeniach przy temperaturze powietrza zewnętrznego tн.р, tzw obliczony, równy średnia temperatura najzimniejsze pięć dni z zabezpieczeniem 0,92 tn.5 i ustalane dla konkretnego obszaru budowy zgodnie z normami. Obliczoną moc cieplną w sezonie grzewczym wykorzystuje się częściowo w zależności od zmiany strat ciepła w pomieszczeniu w trakcie aktualna wartość temperatura powietrza zewnętrznego tн i tylko przy tн.р - całkowicie.

Zmiany aktualnego zapotrzebowania na ciepło do celów grzewczych zachodzą przez cały sezon grzewczy, dlatego też przekazywanie ciepła do urządzeń grzewczych musi wahać się w szerokich granicach. Można to osiągnąć poprzez zmianę temperatury i (lub) ilości chłodziwa przemieszczającego się w systemie grzewczym. Proces ten nazywa się regulacja operacyjna.

System grzewczy ma na celu stworzenie w budynku środowiska temperaturowego wygodnego dla człowieka lub spełniającego wymagania procesu technologicznego.

Przydzielane ludzkie ciało ciepło musi być oddawane do otoczenia w taki sposób i w takiej ilości, aby człowiek podczas wykonywania jakiejkolwiek czynności nie odczuwał uczucia zimna lub przegrzania. Wraz z kosztami parowania z powierzchni skóry i płuc, ciepło uwalniane jest z powierzchni ciała na drodze konwekcji i promieniowania. Intensywność wymiany ciepła przez konwekcję zależy głównie od temperatury i ruchliwości otaczającego powietrza oraz od promieniowania (promieniowania) - od temperatury powierzchni ogrodzeń zwróconych do wnętrza pomieszczenia.

Sytuacja temperaturowa w pomieszczeniu zależna jest od mocy cieplnej systemu grzewczego, a także od umiejscowienia urządzeń grzewczych, właściwości termofizyczne ogrodzenia zewnętrzne i wewnętrzne, intensywność innych źródeł dopływu i strat ciepła. W zimnych porach roku pomieszczenie traci ciepło głównie przez płoty zewnętrzne i w pewnym stopniu przez płoty wewnętrzne, które oddzielają to pomieszczenie od sąsiednich, które mają więcej niska temperatura powietrze. Ponadto ciepło wykorzystywane jest do ogrzewania powietrza zewnętrznego, które przedostaje się do pomieszczenia przez nieszczelności w płotach w sposób naturalny lub podczas pracy systemu wentylacyjnego, a także materiałów pojazdy, produkty, ubrania, które dostają się do pomieszczenia zimne z zewnątrz.

W trybie ustalonym (stacjonarnym) straty są równe zyskom ciepła. Ciepło dostaje się do pomieszczenia od ludzi, sprzętu technologicznego i domowego, źródeł sztuczne oświetlenie, z nagrzanych materiałów, produktów, w wyniku narażenia budynku na promieniowanie słoneczne. W pomieszczenia produkcyjne może zostać przeprowadzona procesy technologiczne związane z wydzielaniem ciepła (kondensacja wilgoci, reakcje chemiczne itp.).

Uwzględnienie wszystkich wymienionych składników strat i zysków ciepła jest konieczne przy obliczaniu bilansu cieplnego pomieszczeń budynku i określaniu niedoboru lub nadmiaru ciepła. Obecność deficytu ciepła dQ wskazuje na potrzebę dogrzania pomieszczenia. Nadmiar ciepła jest zwykle absorbowany przez system wentylacji. Aby określić szacunkową moc cieplną systemu grzewczego, Qot sporządza bilans zużycia ciepła dla warunków projektowych zimnego okresu roku w postaci

Qot = dQ = Qlimit + Qi(wentylacja) ± Qt(życie) (4.2.1)
gdzie Qlim - utrata ciepła przez ogrodzenia zewnętrzne; Qi(vent) - zużycie ciepła na ogrzanie powietrza zewnętrznego wchodzącego do pomieszczenia; Qt(gospodarstwo domowe) - emisja technologiczna lub domowa lub zużycie ciepła.

Metody obliczania poszczególnych składników bilansu cieplnego zawarte we wzorze (4.2.1) są znormalizowane przez SNiP.

Główne straty ciepła przez płoty pomieszczenia Qlim wyznacza się w zależności od jego powierzchni, zmniejszonego oporu przenikania ciepła płotu oraz obliczonej różnicy temperatur pomiędzy pomieszczeniem i na zewnątrz płotu.

Obliczając straty ciepła przez nie, należy obliczyć powierzchnię poszczególnych ogrodzeń zgodnie z zasadami pomiaru określonymi przez normy.

Zmniejszony opór przenikania ciepła ogrodzenia lub jego odwrotna wartość - współczynnik przenikania ciepła - przyjmuje się zgodnie z obliczeniami termotechnicznymi zgodnie z wymaganiami SNiP lub (na przykład dla okien, drzwi) według producenta.

Projektową temperaturę pomieszczenia ustala się zwykle na równi z projektową temperaturą powietrza w pomieszczeniu tb, przyjmowaną w zależności od przeznaczenia pomieszczenia według SNiP, odpowiadającego celowi ogrzewanego budynku.

Pod temperatura projektowa na zewnątrz ogrodzenia, przy obliczaniu strat ciepła przez wewnętrzne ogrodzenia uwzględnia się temperaturę powietrza zewnętrznego tn.r lub temperaturę powietrza w chłodniejszym pomieszczeniu.

Główne straty ciepła przez płoty często okazują się mniejsze niż ich rzeczywiste wartości, ponieważ nie uwzględnia to wpływu niektórych dodatkowych czynników na proces wymiany ciepła (filtracja powietrza przez płoty, ekspozycja na słońce i promieniowanie powierzchni ogrodzeń w kierunku nieba, możliwe zmiany temperatury powietrza wewnątrz pomieszczenia na wysokości, przedostawanie się powietrza zewnętrznego przez otwory itp.). Definicja powiązane dodatkowe straty ciepła SNiP jest również standaryzowany w postaci dodatków do głównych strat ciepła.

Zużycie ciepła na ogrzewanie zimnego powietrza Qi (wentylacja) wnikającego na teren budynków w wyniku przedostawania się przez układ ścian, przedsionków okien, latarni, drzwi, bram może wynosić 30...40% lub więcej zapotrzebowania głównego straty ciepła. Ilość powietrza zewnętrznego zależy od rozwiązania konstrukcyjnego i planistycznego budynku, kierunku i prędkości wiatru, temperatury powietrza zewnętrznego i wewnętrznego, szczelności konstrukcji, długości i rodzaju naroży otworów wentylacyjnych . Metoda obliczania wartości Qi(vent), również znormalizowana przez SNiP, sprowadza się przede wszystkim do obliczenia całkowitego natężenia przepływu infiltrowanego powietrza przez poszczególne konstrukcje otaczające pomieszczenie, które zależy od rodzaju i charakteru nieszczelności w obudowach zewnętrznych, które określają wartości ich odporności na przenikanie powietrza. Ich rzeczywiste wartości przyjmuje się zgodnie z SNiP lub zgodnie z danymi producenta konstrukcji ogrodzenia.

Oprócz omówionych powyżej strat ciepła w budynkach użyteczności publicznej i administracyjnych w okresie zimowym, gdy pracuje instalacja grzewcza, możliwe są zarówno zyski ciepła, jak i dodatkowe koszty ciepła Qt. Ten składnik bilansu cieplnego jest zwykle brany pod uwagę przy projektowaniu systemów wentylacji i klimatyzacji. Jeżeli w pomieszczeniu nie ma takich systemów, wówczas przy określaniu mocy projektowej systemu grzewczego należy wziąć pod uwagę te dodatkowe źródła. Podczas projektowania systemu grzewczego budynek mieszkalny Według SNiP uwzględnienie dodatkowych (domowych) zysków ciepła w pokojach i kuchniach normalizuje się o wartość co najmniej Qlife = 10 W na 1 m 2 powierzchni mieszkania, którą odejmuje się od obliczonych strat ciepła w tych pomieszczeniach.

Finalizując obliczoną moc cieplną systemu grzewczego według SNiP, bierze się pod uwagę również szereg czynników związanych z wydajnością cieplną systemów stosowanych w systemie. urządzenia grzewcze. Wskaźnikiem oceniającym tę właściwość jest efekt grzewczy urządzenia, który pokazuje stosunek ilości ciepła faktycznie wydatkowanego przez urządzenie w celu stworzenia określonych warunków komfortu cieplnego w pomieszczeniu do obliczonych strat ciepła w pomieszczeniu. Według SNiP całkowita ilość dodatkowych strat ciepła nie powinna przekraczać 7% obliczonej mocy cieplnej systemu grzewczego.

Do termotechnicznej oceny planowania przestrzennego i konstruktywne rozwiązania, a także do przybliżonego obliczenia strat ciepła w budynku, używają wskaźnika - specyficzny wydajność cieplna zabudowania q, W/(m 3 · °C), która przy znanych stratach ciepła w budynku jest równa

q = Qin / (V(tin - tn.r)), (4.2.2)
gdzie Qzd to szacunkowa strata ciepła we wszystkich pomieszczeniach budynku, W; V to objętość ogrzewanego budynku według wymiarów zewnętrznych, m3; (tв - tн.р) - obliczona różnica temperatur dla głównych (najbardziej reprezentatywnych) pomieszczeń budynku, °C.

Wartość q określa średnią stratę ciepła 1 m 3 budynku, związaną z różnicą temperatur wynoszącą 1°C. Jest wygodny w użyciu do oceny inżynierii cieplnej możliwych rozwiązań konstrukcyjnych i planistycznych budynku. Wartość q jest zwykle podawana na liście głównych cech projektu grzewczego.

Czasami do przybliżenia strat ciepła w budynku wykorzystuje się konkretną wartość charakterystyki termicznej. Należy jednak zwrócić uwagę, że wykorzystanie wartości q do określenia projektowego obciążenia grzewczego prowadzi do znacznych błędów w obliczeniach. Wyjaśnia to fakt, że wartości specyficznych charakterystyk cieplnych podane w literaturze przedmiotu uwzględniają jedynie główne straty ciepła budynku, podczas gdy obciążenie grzewcze ma bardziej złożoną strukturę, opisaną powyżej.

Obliczanie obciążeń cieplnych systemów grzewczych na podstawie zagregowanych wskaźników służy wyłącznie do obliczeń przybliżonych oraz przy określaniu zapotrzebowania na ciepło regionu lub miasta, tj. przy projektowaniu scentralizowanego zaopatrzenia w ciepło.