Zespół grzewczy dla rezydencji obejmuje różne urządzenia. W skład instalacji grzewczej wchodzą termostaty, pompy podwyższające ciśnienie, baterie, odpowietrzniki, naczynie wzbiorcze, łączniki, rozdzielacze, rury kotłowe, system przyłączeniowy. W tej zakładce zasobów spróbujemy zdefiniować pożądana dacza niektóre elementy grzewcze. Te elementy projektu są niezaprzeczalnie ważne. Dlatego dopasowanie każdego elementu instalacji musi zostać wykonane prawidłowo.
Ogólnie rzecz biorąc, sytuacja jest następująca: poprosili o obliczenie obciążenia grzewczego; wykorzystał wzór: max-godzinne zużycie: Q=Vin*qfrom*(Tin - Tp.from)*a i obliczył średnie zużycie ciepła:Q = Qfrom*(Tin.-Ts.r.ot)/(Tin- Tp. z)
Maksymalne godzinowe zużycie ciepła:
Qot =(qot * Vn *(tv-tn)) / 1000000; Gcal/godz
Qrok = (qot * Vn * R * 24 * (tv-tav))/ 1000000; Gcal/godz
gdzie Vн to objętość budynku według pomiarów zewnętrznych, m3 (z paszportu technicznego);
R – czas trwania okresu grzewczego;
R =188 (weź własną liczbę) dni (Tabela 3.1) [SNB 2.04.02-2000 „Klimatologia budynków”];
taw. – średnia temperatura powietrza zewnętrznego w okresie grzewczym;
tav.= - 1,00С (Tabela 3.1) [SNB 2.04.02-2000 „Klimatologia budynków”]
tВ, – średnia temperatura projektowa powietrza wewnętrznego ogrzewanych pomieszczeń, ºС;
tв= +18°С – dla budynek administracyjny(Załącznik A, Tabela A.1) [Metodyka racjonowania zużycia zasobów paliw i energii dla organizacji mieszkalnictwa i usług komunalnych];
tн= –24°С – projektowa temperatura powietrza zewnętrznego do obliczeń ogrzewania (załącznik E, tabela E.1) [SNB 4.02.01-03. Ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja”];
qot – średnio specyficzny właściwości grzewcze budynki, kcal/m3*h*°С (Załącznik A, Tabela A.2) [Metodologia racjonowania zużycia paliw i zasobów energetycznych dla organizacji mieszkalnictwa i usług komunalnych];
Dla budynków administracyjnych:
.
Otrzymaliśmy wynik ponad dwukrotnie większy od wyniku pierwszego obliczenia! Jak pokazano praktyczne doświadczenie, wynik ten jest znacznie bliższy prawdziwe potrzeby w ciepłą wodę dla 45-mieszkalnego budynku mieszkalnego.
Dla porównania możesz podać wynik obliczeń starą metodą, podaną w większości literatury przedmiotu.
Opcja III. Obliczenia starą metodą. Maksymalne godzinowe zużycie ciepła na potrzeby zaopatrzenia w ciepłą wodę dla budynków mieszkalnych, hoteli i szpitali typ ogólny według liczby odbiorców (zgodnie z SNiP IIG.8–62) określono w następujący sposób:
,
Gdzie k h - współczynnik godzinowej nierównomierności zużycia ciepłej wody, przyjmowany np. według tabeli. 1.14 podręcznik „Regulacja i obsługa sieci podgrzewania wody” (patrz tabela 1); N 1 - szacunkowa liczba konsumenci; b - wskaźnik zużycia ciepłej wody na 1 odbiorcę, przyjęty zgodnie z odpowiednimi tabelami SNiPa IIG.8–62i dla budynki mieszkalne typ apartamentu, wyposażony w łazienki o długości od 1500 do 1700 mm, wynosi 110–130 l/dobę 65 - temperatura ciepłej wody, °C; T x - temperatura zimna woda, °С, zaakceptuj T x = 5°C.
Zatem maksymalne godzinowe zużycie ciepła dla CWU będzie równe.
Jak zoptymalizować koszty ogrzewania? Ten problem można tylko rozwiązać zintegrowane podejście, biorąc pod uwagę wszystkie parametry systemu, cechy budowlane i klimatyczne regionu. W tym przypadku najważniejszym elementem jest obciążenie termiczne dla ogrzewania: obliczenia wskaźników godzinowych i rocznych są uwzględnione w systemie obliczania efektywności systemu.
Dlaczego musisz znać ten parametr?
Jakie jest obliczenie obciążenia cieplnego do ogrzewania? Określa optymalną ilość energii cieplnej dla każdego pomieszczenia i budynku jako całości. Zmienne to moc sprzęt grzewczy– kocioł, grzejniki i rurociągi. Również brane pod uwagę straty ciepła Domy.
Idealnie, moc cieplna systemu grzewczego powinna kompensować wszystkie straty ciepła i jednocześnie utrzymywać komfortowy poziom temperatury. Dlatego przed obliczeniem rocznego obciążenia grzewczego należy określić główne czynniki na nie wpływające:
- Charakterystyczny elementy konstrukcyjne Domy. Ściany zewnętrzne, okna, drzwi, systemy wentylacyjne wpływają na poziom strat ciepła;
- Wymiary domu. Logiczne jest założenie, że im większe pomieszczenie, tym intensywniej powinien działać system grzewczy. Ważnym czynnikiem w tym przypadku jest nie tylko całkowita objętość każdego pomieszczenia, ale także powierzchnia ścian zewnętrznych i konstrukcji okiennych;
- Klimat w regionie. Przy stosunkowo niewielkich spadkach temperatury na zewnątrz potrzebna jest niewielka ilość energii, aby zrekompensować straty ciepła. Te. maksymalne godzinowe obciążenie grzewcze zależy bezpośrednio od stopnia spadku temperatury w określonym przedziale czasu i średniej rocznej wartości dla sezon grzewczy.
Biorąc pod uwagę te czynniki, opracowywane są optymalne termiczne warunki pracy systemu grzewczego. Podsumowując wszystko powyższe, można stwierdzić, że określenie obciążenia cieplnego do ogrzewania jest konieczne, aby zmniejszyć zużycie energii i utrzymać optymalny poziom ogrzewania w pomieszczeniach domu.
Aby obliczyć optymalne obciążenie grzewcze za pomocą wskaźników zbiorczych, musisz znać dokładną objętość budynku. Należy pamiętać, że technika ta została opracowana dla dużych konstrukcji, więc błąd obliczeniowy będzie duży.
Wybór metody obliczeń
Przed obliczeniem obciążenia grzewczego za pomocą wskaźników zagregowanych lub z większą dokładnością należy poznać zalecane warunki temperaturowe dla budynku mieszkalnego.
Obliczając charakterystykę grzewczą, należy kierować się SanPiN 2.1.2.2645-10. Na podstawie danych zawartych w tabeli w każdym pomieszczeniu w domu należy zapewnić optymalne reżim temperaturowy działanie ogrzewania.
Metody stosowane do obliczania godzinowego obciążenia grzewczego mogą mieć różny stopień dokładności. W niektórych przypadkach zaleca się stosowanie dość skomplikowanych obliczeń, w wyniku czego błąd będzie minimalny. Jeżeli optymalizacja kosztów energii nie jest priorytetem przy projektowaniu ogrzewania, można zastosować mniej dokładne schematy.
Obliczając godzinowe obciążenie grzewcze, należy wziąć pod uwagę dzienną zmianę temperatury zewnętrznej. Aby poprawić dokładność obliczeń, musisz wiedzieć specyfikacje techniczne zabudowania.
Łatwe sposoby obliczania obciążenia cieplnego
Wszelkie obliczenia obciążenia cieplnego są potrzebne, aby zoptymalizować parametry systemu grzewczego lub poprawić właściwości termoizolacyjne domu. Po jego wdrożeniu wybierane są określone metody regulacji obciążenia cieplnego ogrzewania. Rozważmy nie pracochłonne metody obliczania tego parametru systemu grzewczego.
Zależność mocy grzewczej od powierzchni
W przypadku domu o standardowych metrażach pomieszczeń, wysokości sufitów i dobrej izolacji termicznej można zastosować znany stosunek powierzchni pomieszczenia do wymaganej mocy grzewczej. W takim przypadku na 10 m² trzeba będzie wytworzyć 1 kW ciepła. Do uzyskanego wyniku należy zastosować współczynnik korygujący, w zależności od strefy klimatycznej.
Załóżmy, że dom znajduje się w regionie moskiewskim. Jego łączna powierzchnia wynosi 150 m². W takim przypadku godzinowe obciążenie grzewcze będzie równe:
15*1=15 kW/godz
Główną wadą tej metody jest duży błąd. Obliczenia nie uwzględniają zmian czynników atmosferycznych, a także cech budynku - oporów przenikania ciepła ścian i okien. Dlatego w praktyce nie zaleca się jego stosowania.
Zintegrowane obliczanie obciążenia cieplnego budynku
Większe obliczenia obciążenia grzewczego charakteryzują się dokładniejszymi wynikami. Początkowo wykorzystywano go do wstępnego obliczenia tego parametru, gdy nie było możliwości określenia dokładnej charakterystyki budynku. Ogólna formuła w celu określenia obciążenia cieplnego do ogrzewania przedstawiono poniżej:
Gdzie q°– konkretny wydajność cieplna zabudowania. Wartości należy pobrać z odpowiedniej tabeli, A– współczynnik korygujący, o którym mowa powyżej, Vn– kubatura zewnętrzna budynku, m³, Telewizja I Tnro– wartości temperatur wewnątrz domu i na zewnątrz.
Załóżmy, że musimy obliczyć maksimum obciążenie godzinowe do ogrzewania domu o kubaturze wzdłuż ścian zewnętrznych 480 m³ (pow. 160 m², dwupiętrowy dom). W tym przypadku charakterystyka cieplna będzie wynosić 0,49 W/m3*C. Współczynnik korygujący a = 1 (dla regionu moskiewskiego). Optymalna temperatura wewnątrz pomieszczenia mieszkalnego (telewizora) powinna wynosić +22°C. Temperatura na zewnątrz wyniesie -15°C. Skorzystajmy ze wzoru do obliczenia godzinowego obciążenia grzewczego:
Q=0,49*1*480(22+15)= 9,408 kW
W porównaniu z poprzednimi obliczeniami otrzymana wartość jest mniejsza. Uwzględnia jednak ważne czynniki - temperaturę wewnątrz, na zewnątrz i całkowitą kubaturę budynku. Podobne obliczenia można wykonać dla każdego pomieszczenia. Metodologia obliczania obciążenia grzewczego za pomocą zagregowanych wskaźników umożliwia określenie optymalna moc dla każdego grzejnika w oddzielnym pomieszczeniu. Aby uzyskać dokładniejsze obliczenia, musisz znać średnie wartości temperatury dla konkretnego regionu.
Tę metodę obliczeń można zastosować do obliczenia godzinowego obciążenia cieplnego do ogrzewania. Uzyskane wyniki nie pozwolą jednak na optymalnie dokładną wartość strat ciepła w budynku.
Dokładne obliczenia obciążenia cieplnego
Jednak to obliczenie optymalnego obciążenia cieplnego do ogrzewania nie zapewnia wymaganej dokładności obliczeń. Nie uwzględnia najważniejszego parametru - charakterystyki budynku. Najważniejszym z nich jest opór przenoszenia ciepła materiału produkcyjnego poszczególne elementy dom - ściany, okna, sufit i podłoga. Określają stopień zachowania energii cieplnej otrzymanej z chłodziwa systemu grzewczego.
Co to jest opór przenikania ciepła ( R)? Jest to odwrotność przewodności cieplnej ( λ ) – zdolność struktury materiału do przenoszenia energii cieplnej. Te. Jak większa wartość przewodność cieplna - im większe straty ciepła. Wartości tej nie można wykorzystać do obliczenia rocznego obciążenia grzewczego, ponieważ nie uwzględnia ona grubości materiału ( D). Dlatego eksperci stosują parametr oporu przenoszenia ciepła, który oblicza się za pomocą następującego wzoru:
Obliczanie ścian i okien
Istnieją znormalizowane wartości oporu przenoszenia ciepła ścian, które bezpośrednio zależą od regionu, w którym znajduje się dom.
W przeciwieństwie do powiększonych obliczeń obciążenia grzewczego, najpierw należy obliczyć opór przenikania ciepła dla ścian zewnętrznych, okien, parteru i poddasza. Jako podstawę przyjmijmy następujące cechy domu:
- Powierzchnia ściany – 280 m². Zawiera okna - 40 m²;
- Materiał ściany – solidna cegła (λ=0,56). Grubość ścian zewnętrznych – 0,36 m. Na tej podstawie obliczamy rezystancję transmisji telewizyjnej - R=0,36/0,56= 0,64 m²*C/W;
- Aby poprawić właściwości termoizolacyjne został zainstalowany izolacja zewnętrzna– gruba pianka polistyrenowa 100 mm. Dla niego λ=0,036. Odpowiednio R=0,1/0,036= 2,72 m²*C/W;
- Wartość ogólna R dla ścian zewnętrznych jest ona równa 0,64+2,72= 3,36 co jest bardzo dobrym wskaźnikiem izolacyjności termicznej domu;
- Opór przenikania ciepła okna – 0,75 m²*S/W (podwójne szyby wypełniony argonem).
W rzeczywistości straty ciepła przez ściany będą wynosić:
(1/3,36)*240+(1/0,75)*40= 124 W przy różnicy temperatur 1°C
Przyjmiemy te same wskaźniki temperatury, co przy zbiorczym obliczeniu obciążenia grzewczego +22°C w pomieszczeniu i -15°C na zewnątrz. Dalsze obliczenia należy wykonać korzystając ze wzoru:
124*(22+15)= 4,96 kW/godz
Obliczenia wentylacji
Następnie należy obliczyć straty poprzez wentylację. Całkowita objętość powietrza w budynku wynosi 480 m³. Ponadto jego gęstość wynosi około 1,24 kg/m3. Te. jego masa wynosi 595 kg. Powietrze jest odnawiane średnio pięć razy dziennie (24 godziny). W takim przypadku, aby obliczyć maksymalne godzinowe obciążenie grzewcze, należy obliczyć straty ciepła dla wentylacji:
(480*40*5)/24= 4000 kJ lub 1,11 kW/godz.
Sumując wszystkie uzyskane wskaźniki, można znaleźć całkowitą utratę ciepła w domu:
4,96+1,11=6,07 kW/godz
W ten sposób określa się dokładne maksymalne obciążenie grzewcze. Wynikowa wartość zależy bezpośrednio od temperatury zewnętrznej. Dlatego, aby obliczyć roczne obciążenie system grzewczy trzeba wziąć pod uwagę zmianę warunki atmosferyczne. Jeżeli średnia temperatura w sezonie grzewczym wynosi -7°C, wówczas całkowite obciążenie grzewcze będzie wynosić:
(124*(22+7)+((480*(22+7)*5)/24))/3600)*24*150(dni sezonu grzewczego)=15843 kW
Zmieniając wartości temperatur, można dokonać dokładnego obliczenia obciążenia cieplnego dla dowolnego systemu grzewczego.
Do uzyskanych wyników należy dodać wartość strat ciepła przez dach i podłogę. Można tego dokonać poprzez współczynnik korygujący 1,2 - 6,07 * 1,2 = 7,3 kW/h.
Wynikowa wartość wskazuje rzeczywiste koszty energii podczas pracy systemu. Istnieje kilka sposobów regulacji obciążenia grzewczego. Najskuteczniejszym z nich jest obniżenie temperatury w pomieszczeniach, w których nie przebywają stale mieszkańcy. Można to zrobić za pomocą termostatów i zamontowane czujniki temperatura. Ale jednocześnie w budynku należy zainstalować dwururowy system grzewczy.
Aby obliczyć dokładną wartość strat ciepła, można skorzystać ze specjalistycznego programu Valtec. Film pokazuje przykład pracy z nim.
Obciążenie cieplne odnosi się do ilości energii cieplnej wymaganej do utrzymania komfortowa temperatura w domu, mieszkaniu lub oddzielny pokój. Maksymalne godzinowe obciążenie grzewcze odnosi się do ilości ciepła wymaganej do utrzymania normalnych wartości przez godzinę w najbardziej niesprzyjających warunkach.
Czynniki wpływające na obciążenie termiczne
- Materiał i grubość ściany. Na przykład 25-centymetrowa ściana z cegły i 15-centymetrowa ściana z betonu komórkowego może przejść różne ilości ciepło.
- Materiał i konstrukcja dachu. Na przykład utrata ciepła płaski dach z płyty żelbetowe różnią się znacznie od strat ciepła izolowanego poddasza.
- Wentylacja. Straty energii cieplnej z powietrzem wywiewanym zależą od wydajności systemu wentylacji oraz obecności lub braku systemu odzyskiwania ciepła.
- Powierzchnia przeszklenia. Okna tracą więcej energii cieplnej w porównaniu do ścian pełnych.
- Poziomy nasłonecznienia w różnych regionach. Określany na podstawie stopnia wchłaniania ciepło słoneczne przekrycia zewnętrzne i orientacja płaszczyzn budynku względem punktów kardynalnych.
- Różnica temperatur między ulicą a pokojem. Określony na podstawie przepływu ciepła przez zapewnione otaczające konstrukcje stały opór przenikanie ciepła
Rozkład obciążenia cieplnego
W przypadku podgrzewania wody maksymalna moc cieplna kotła powinna być równa sumie mocy cieplnej wszystkich urządzeń grzewczych w domu. Do dystrybucji urządzeń grzewczych wpływają następujące czynniki:
- Pokoje dzienne w środku domu - 20 stopni;
- Narożne i końcowe pokoje dzienne - 22 stopnie. Co więcej, dzięki więcej wysoka temperaturaściany nie zamarzają;
- Kuchnia - 18 stopni, ponieważ ma własne źródła ciepła - gaz lub kuchenki elektryczne itp.
- Łazienka - 25 stopni.
Na ogrzewanie powietrza od tego zależy przepływ ciepła docierający do oddzielnego pomieszczenia przepustowość łącza rękaw powietrzny. Często najprostszym sposobem regulacji jest ręczna regulacja położenia kratek wentylacyjnych z regulacją temperatury.
W systemie grzewczym wykorzystującym dystrybucyjne źródło ciepła (konwektory, podgrzewane podłogi, grzejniki elektryczne itp.) wymagany tryb temperaturowy ustawia się na termostacie.
Metody obliczeniowe
Aby określić obciążenie termiczne, istnieje kilka metod o różnej złożoności obliczeń i wiarygodności uzyskanych wyników. Poniżej trzy z najbardziej proste techniki obliczanie obciążenia cieplnego.
Metoda nr 1
Według obecnego SNiP istnieje prosta metoda obliczania obciążenia termicznego. Na 10 metrów kwadratowych pobierają 1 kilowat energii cieplnej. Następnie uzyskane dane mnoży się przez współczynnik regionalny:
- Regiony południowe mają współczynnik 0,7-0,9;
- W umiarkowanie zimnym klimacie (Moskwa i Obwód Leningradzki) współczynnik wynosi 1,2-1,3;
- Daleki Wschód i regiony Dalekiej Północy: dla Nowosybirska od 1,5; dla Oymyakon do 2.0.
Przykładowe obliczenia:
- Powierzchnia budynku (10*10) wynosi 100 metrów kwadratowych.
- Podstawowy wskaźnik obciążenia termicznego wynosi 100/10 = 10 kilowatów.
- Wartość tę mnoży się przez regionalny współczynnik 1,3, co daje 13 kW mocy cieplnej, która jest wymagana do utrzymania komfortowej temperatury w domu.
Uważać na! Jeśli użyjesz tej techniki do określenia obciążenia termicznego, musisz również wziąć pod uwagę rezerwę mocy wynoszącą 20 procent, aby skompensować błędy i ekstremalne zimno.
Metoda nr 2
Pierwsza metoda określania obciążenia cieplnego obarczona jest wieloma błędami:
- Różne budynki mają różną wysokość sufitów. Biorąc pod uwagę, że ogrzewana jest nie powierzchnia, a objętość, parametr ten jest bardzo ważny.
- Więcej ciepła przechodzi przez drzwi i okna niż przez ściany.
- Nie mogę porównać mieszkanie miejskie z prywatnym domem, gdzie pod, nad i na zewnątrz murów nie znajdują się mieszkania, ale ulica.
Dopasowanie metody:
- Podstawowe obciążenie termiczne wynosi 40 watów na 1 metr sześcienny objętość pomieszczenia.
- Każde drzwi prowadzące na ulicę dodają 200 watów do podstawowego obciążenia cieplnego, każde okno 100 watów.
- Mieszkania narożne i końcowe apartamentowiec mają współczynnik 1,2-1,3, na który wpływa grubość i materiał ścian. Dom prywatny ma współczynnik 1,5.
- Współczynniki regionalne są równe: dla regionów centralnych i europejskiej części Rosji - 0,1-0,15; Dla Regiony północne– 0,15-0,2; dla regionów południowych – 0,07-0,09 kW/m2.
Przykładowe obliczenia:
Metoda nr 3
Nie oszukuj się - druga metoda obliczania obciążenia cieplnego jest również bardzo niedoskonała. Z grubsza uwzględnia opór cieplny sufitu i ścian; różnica temperatur pomiędzy powietrzem zewnętrznym a powietrzem wewnętrznym.
Warto zaznaczyć, że do utrzymania stałej temperatury wewnątrz domu potrzebna jest ilość energii cieplnej, która będzie równa wszelkim stratom przez instalację wentylacyjną i urządzenia otaczające. Jednak w tej metodzie obliczenia są uproszczone, ponieważ nie da się usystematyzować i zmierzyć wszystkich czynników.
O utracie ciepła wpływ materiału ściany– 20-30 procent strat ciepła. Przez wentylację przechodzi 30-40 proc., przez dach – 10-25 proc., przez okna – 15-25 proc., przez podłogę na parterze – 3-6 proc.
Aby uprościć obliczenia obciążenia cieplnego, oblicza się straty ciepła przez obudowę, a następnie tę wartość mnoży się przez 1,4. Delta temperatury jest łatwa do zmierzenia, ale weź dane na temat opór cieplny możliwe tylko w podręcznikach. Poniżej znajduje się kilka popularnych wartości oporu cieplnego:
- Opór cieplny ściany z trzech cegieł wynosi 0,592 m2*C/W.
- Ściana złożona z 2,5 cegły to 0,502.
- Ściana złożona z 2 cegieł jest równa 0,405.
- Ściana z jednej cegły (o grubości 25 cm) równa się 0,187.
- Dom z bali, w którym średnica kłody wynosi 25 cm - 0,550.
- Dom z bali, w którym średnica kłody wynosi 20 centymetrów, wynosi 0,440.
- Dom z bali, w którym grubość domu z bali wynosi 20 cm, wynosi 0,806.
- Dom z bali o grubości 10 cm wynosi 0,353.
- Ściana szkieletowa gr. 20 cm, ocieplona wełna mineralna – 0,703.
- Ściany z betonu komórkowego, których grubość wynosi 20 cm - 0,476.
- Ściany z betonu komórkowego, których grubość wynosi 30 cm - 0,709.
- Tynki o grubości 3 cm – 0,035.
- Sufit lub podłoga na poddaszu – 1,43.
- Podłoga drewniana - 1,85.
- Podwójnie drewniane drzwi – 0,21.
Obliczenia według przykładu:
Wniosek
Jak widać z obliczeń, metody określania obciążenia cieplnego zawierają istotne błędy. Na szczęście nadmierna moc kotła nie zaszkodzi:
- Stanowisko kocioł gazowy przy zmniejszonej mocy odbywa się to bez spadku współczynnika przydatna akcja i praca urządzenia kondensacyjne przy częściowym obciążeniu odbywa się w trybie ekonomicznym.
- To samo tyczy się kotłów solarnych.
- Sprawność elektrycznych urządzeń grzewczych wynosi 100 procent.
Uważać na! Przeciwwskazane jest użytkowanie kotłów na paliwo stałe z mocą mniejszą niż moc znamionowa.
Obliczenie obciążenia cieplnego do ogrzewania jest ważnym czynnikiem, którego obliczenia należy wykonać przed rozpoczęciem tworzenia systemu grzewczego. Jeśli mądrze podejdziesz do procesu i kompetentnie wykonasz wszystkie prace, gwarantujesz bezproblemową pracę ogrzewania, a także znacznie oszczędzasz pieniądze na niepotrzebnych kosztach.
Stworzenie systemu grzewczego we własnym domu lub nawet w mieszkaniu w mieście to niezwykle odpowiedzialne zadanie. Kupno byłoby całkowicie nieracjonalne wyposażenie kotła, jak mówią, „na oko”, to znaczy bez uwzględnienia wszystkich cech obudowy. W takim przypadku jest całkiem możliwe, że znajdziesz się w dwóch skrajnościach: albo moc kotła nie będzie wystarczająca - sprzęt będzie działał „w pełni”, bez przerw, ale nadal nie da oczekiwanego rezultatu, lub wręcz przeciwnie, zostanie zakupione niepotrzebnie drogie urządzenie, którego możliwości pozostaną całkowicie nieodebrane.
Ale to nie wszystko. Nie wystarczy prawidłowo zakupić niezbędny kocioł grzewczy - bardzo ważny jest optymalny dobór i prawidłowe rozmieszczenie urządzeń wymiany ciepła w całym pomieszczeniu - grzejników, konwektorów czy „ciepłych podłóg”. I znowu poleganie wyłącznie na intuicji lub „dobrych radach” sąsiadów nie jest najrozsądniejszą opcją. Jednym słowem nie da się obejść bez pewnych obliczeń.
Oczywiście w idealnym przypadku takie obliczenia termiczne powinny być wykonywane przez odpowiednich specjalistów, ale często wiąże się to z dużymi kosztami. Czy nie jest fajnie spróbować zrobić to samemu? W tej publikacji szczegółowo pokażemy, jak obliczane jest ogrzewanie na podstawie powierzchni pomieszczenia, biorąc pod uwagę wiele ważne niuanse. Analogicznie możliwe będzie wykonanie wbudowanej w tę stronę, która pomoże wykonać niezbędne obliczenia. Techniki tej nie można nazwać całkowicie „bezgrzeszną”, jednak nadal pozwala uzyskać wyniki z całkowicie akceptowalnym stopniem dokładności.
Najprostsze metody obliczeniowe
Aby system grzewczy zapewnił komfortowe warunki życia w zimnych porach roku, musi sprostać dwóm głównym zadaniom. Funkcje te są ze sobą ściśle powiązane, a ich podział jest bardzo warunkowy.
- Pierwszym z nich jest utrzymanie optymalnego poziomu temperatury powietrza w całej objętości ogrzewanego pomieszczenia. Oczywiście poziom temperatury może się nieco różnić w zależności od wysokości, ale różnica ta nie powinna być znacząca. Za całkiem komfortowe warunki uważa się średnio +20°C – właśnie tę temperaturę przyjmuje się zwykle jako wyjściową w obliczeniach cieplnych.
Innymi słowy, system grzewczy musi być w stanie ogrzać określoną ilość powietrza.
Jeśli podejdziemy do tego z pełną dokładnością, to dla poszczególnych pomieszczeń w budynki mieszkalne ustalono standardy wymaganego mikroklimatu - określa je GOST 30494-96. Wyciąg z tego dokumentu znajduje się w poniższej tabeli:
| Przeznaczenie pokoju | Temperatura powietrza, °C | Wilgotność względna,% | Prędkość powietrza, m/s | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| optymalny | do przyjęcia | optymalny | dopuszczalne, maks | optymalny, maks | dopuszczalne, maks | |
| Na zimną porę roku | ||||||
| Salon | 20 ÷ 22 | 18–24 (20–24) | 45 ÷ 30 | 60 | 0.15 | 0.2 |
| To samo, ale dla salony w regionach o minimalnej temperaturze - 31°C i niższej | 21–23 | 20–24 (22–24) | 45 ÷ 30 | 60 | 0.15 | 0.2 |
| Kuchnia | 19–21 | 18 ÷ 26 | N/N | N/N | 0.15 | 0.2 |
| Toaleta | 19–21 | 18 ÷ 26 | N/N | N/N | 0.15 | 0.2 |
| Łazienka, połączone WC | 24–26 | 18 ÷ 26 | N/N | N/N | 0.15 | 0.2 |
| Obiekty do wypoczynku i zajęć edukacyjnych | 20 ÷ 22 | 18 ÷ 24 | 45 ÷ 30 | 60 | 0.15 | 0.2 |
| Korytarz między mieszkaniami | 18 ÷ 20 | 16–22 | 45 ÷ 30 | 60 | N/N | N/N |
| Hol, klatka schodowa | 16–18 | 14–20 | N/N | N/N | N/N | N/N |
| Magazyny | 16–18 | 12–22 | N/N | N/N | N/N | N/N |
| Na sezon ciepły (Standard tylko dla lokali mieszkalnych. Dla pozostałych - niestandaryzowany) | ||||||
| Salon | 22 ÷ 25 | 20 ÷ 28 | 60 ÷ 30 | 65 | 0.2 | 0.3 |
- Drugim jest kompensacja strat ciepła poprzez elementy konstrukcyjne budynku.
Najważniejszym „wrogiem” systemu grzewczego są straty ciepła konstrukcje budowlane
Niestety, utrata ciepła jest najpoważniejszym „rywalem” każdego systemu grzewczego. Można je ograniczyć do pewnego minimum, jednak nawet przy najwyższej jakości ociepleniu nie da się jeszcze całkowicie ich pozbyć. Wycieki energii cieplnej występują we wszystkich kierunkach – ich przybliżony rozkład przedstawiono w tabeli:
| Element projektu budynku | Przybliżona wartość strat ciepła |
|---|---|
| Fundamenty, podłogi na parterze lub nad nieogrzewanymi piwnicami (piwnicami). | od 5 do 10% |
| „Mosty zimne” przez źle izolowane połączenia konstrukcji budowlanych | od 5 do 10% |
| Punkty wejścia mediów (kanalizacja, wodociąg, rury gazowe, kable elektryczne itp.) | do 5% |
| Ściany zewnętrzne w zależności od stopnia ocieplenia | od 20 do 30% |
| Zła jakość okien i drzwi zewnętrznych | około 20 25%, z czego około 10% - przez nieuszczelnione połączenia puszek ze ścianą i na skutek wentylacji |
| Dach | do 20% |
| Wentylacja i komin | do 25 ÷30% |
Naturalnie, aby sprostać takim zadaniom, instalacja grzewcza musi posiadać określoną moc cieplną, a potencjał ten musi nie tylko odpowiadać ogólnym potrzebom budynku (mieszkania), ale także być odpowiednio rozłożony pomiędzy pomieszczeniami, zgodnie z ich obszar i szereg innych ważne czynniki.
Zwykle obliczenia przeprowadza się w kierunku „od małych do dużych”. Mówiąc najprościej, obliczana jest wymagana ilość energii cieplnej dla każdego ogrzewanego pomieszczenia, uzyskane wartości są sumowane, dodaje się około 10% rezerwy (aby sprzęt nie pracował na granicy swoich możliwości) - i wynik pokaże, ile mocy potrzebuje kocioł grzewczy. I staną się wartości dla każdego pokoju punkt wyjścia do liczenia wymagana ilość grzejniki.
Najprostszą i najczęściej stosowaną metodą w środowisku nieprofesjonalnym jest przyjęcie normy 100 W energii cieplnej na każdy metr kwadratowy obszar:
Najbardziej prymitywnym sposobem obliczenia jest współczynnik 100 W/m²
Q = S× 100
Q– wymagana moc grzewcza pomieszczenia;
S– powierzchnia pokoju (m²);
100 — gęstość mocy na jednostkę powierzchni (W/m²).
Na przykład pokój 3,2 × 5,5 m
S= 3,2 × 5,5 = 17,6 m²
Q= 17,6 × 100 = 1760 W ≈ 1,8 kW
Metoda jest oczywiście bardzo prosta, ale bardzo niedoskonała. Warto od razu wspomnieć, że ma ona zastosowanie warunkowe tylko wtedy, gdy standardowa wysokość stropów - około 2,7 m (dopuszczalne - w zakresie od 2,5 do 3,0 m). Z tego punktu widzenia obliczenia będą dokładniejsze nie z powierzchni, ale z objętości pomieszczenia.
Oczywiste jest, że w tym przypadku wartość mocy właściwej oblicza się na metr sześcienny. Przyjmuje się, że dla domu z płyt żelbetowych wynosi on 41 W/m3, a dla domu z cegły lub innego materiału – 34 W/m3.
Q = S × H× 41 (lub 34)
H– wysokość sufitu (m);
41 Lub 34 – moc właściwa na jednostkę objętości (W/m3).
Na przykład ten sam pokój w dom panelowy, o wysokości sufitu 3,2 m:
Q= 17,6 × 3,2 × 41 = 2309 W ≈ 2,3 kW
Wynik jest dokładniejszy, ponieważ uwzględnia już nie tylko wszystkie wymiary liniowe pomieszczenia, ale nawet w pewnym stopniu cechy ścian.
Ale nadal jest to dalekie od prawdziwej dokładności - wiele niuansów znajduje się „poza nawiasami”. Sposób wykonania obliczeń bardziej zbliżonych do warunków rzeczywistych opisano w dalszej części publikacji.
Być może zainteresują Cię informacje o tym, czym one są
Przeprowadzenie obliczeń wymaganej mocy cieplnej z uwzględnieniem charakterystyki pomieszczeń
Algorytmy obliczeniowe omówione powyżej mogą być przydatne do wstępnego „oszacowania”, ale nadal należy na nich polegać z dużą ostrożnością. Nawet osobie, która nie ma zielonego pojęcia o ciepłownictwie budynków, wskazane wartości średnie z pewnością mogą wydawać się wątpliwe – nie mogą być równe np. Region Krasnodarski oraz dla obwodu Archangielska. Poza tym pokój jest inny: jeden znajduje się w rogu domu, czyli ma dwa ściany zewnętrzne ki, a drugi jest chroniony przed utratą ciepła przez inne pomieszczenia z trzech stron. Ponadto pomieszczenie może posiadać jedno lub więcej okien, zarówno małych, jak i bardzo dużych, czasem nawet panoramicznych. Same okna mogą różnić się materiałem produkcyjnym i innymi cechami konstrukcyjnymi. A to jest dalekie od pełna lista– po prostu takie cechy są widoczne nawet gołym okiem.
Jednym słowem, istnieje wiele niuansów, które wpływają na utratę ciepła w każdym konkretnym pomieszczeniu i lepiej nie być leniwym, ale przeprowadzić dokładniejsze obliczenia. Uwierz mi, stosując metodę zaproponowaną w artykule, nie będzie to takie trudne.
Ogólne zasady i wzór obliczeniowy
Obliczenia będą oparte na tym samym stosunku: 100 W na 1 metr kwadratowy. Ale sama formuła jest „zarośnięta” znaczną liczbą różnych współczynników korygujących.
Q = (S × 100) × a × b× c × d × e × f × g × h × i × j × k × l × m
Litery łacińskie oznaczające współczynniki są przyjmowane zupełnie dowolnie, w kolejności alfabetycznej i nie mają żadnego związku z jakimikolwiek wielkościami standardowo przyjętymi w fizyce. Znaczenie każdego współczynnika zostanie omówione osobno.
- „a” to współczynnik uwzględniający liczbę ścian zewnętrznych w danym pomieszczeniu.
Oczywiście, im więcej ścian zewnętrznych jest w pomieszczeniu, tym większy obszar przez który następuje utrata ciepła. Ponadto obecność dwóch lub więcej ścian zewnętrznych oznacza również narożniki - miejsca niezwykle wrażliwe z punktu widzenia powstawania „mostków zimnych”. Współczynnik „a” to poprawi specyficzna cecha pokoje.
Współczynnik przyjmuje się jako równy:
— ściany zewnętrzne NIE(wnętrze): a = 0,8;
- ściana zewnętrzna jeden: a = 1,0;
— ściany zewnętrzne dwa: a = 1,2;
— ściany zewnętrzne trzy: a = 1,4.
- „b” to współczynnik uwzględniający położenie ścian zewnętrznych pomieszczenia względem punktów kardynalnych.
Być może zainteresują Cię informacje o tym, jakie rodzaje
Nawet w najmroźniejsze zimowe dni energia słoneczna nadal ma wpływ na równowagę temperaturową w budynku. To całkiem naturalne, że strona domu zwrócona na południe otrzymuje część ciepła z promieni słonecznych, a straty ciepła przez nią są mniejsze.
Ale ściany i okna wychodzące na północ „nigdy nie widzą” Słońca. Wschodnia część domu choć „chwyta” poranek promienie słoneczne, nadal nie otrzymuje od nich efektywnego ogrzewania.
Na tej podstawie wprowadzamy współczynnik „b”:
- zewnętrzne ściany lica pomieszczenia Północ Lub Wschód: b = 1,1;
- zewnętrzne ściany pomieszczenia są skierowane w stronę Południe Lub Zachód: b = 1,0.
- „c” to współczynnik uwzględniający położenie pomieszczenia względem zimowej „róży wiatrów”
Być może ta poprawka nie jest tak obowiązkowa w przypadku domów położonych na obszarach chronionych przed wiatrami. Czasami jednak dominujące zimowe wiatry mogą dokonać własnych „trudnych dostosowań” do bilansu cieplnego budynku. Naturalnie strona nawietrzna, czyli „wystawiona” na działanie wiatru, straci znacznie więcej ciała w porównaniu do strony zawietrznej, przeciwnej.
Na podstawie wyników długoterminowych obserwacji pogody w dowolnym regionie opracowywana jest tak zwana „róża wiatrów” - schemat graficzny, pokazujący dominujące kierunki wiatrów w zimie i czas letni rok. Informacje te można uzyskać w lokalnym serwisie pogodowym. Jednak wielu mieszkańców samych, bez meteorologów, doskonale wie, gdzie zimą wieją przeważnie wiatry i z której strony domu zwykle zamiatają najgłębsze zaspy śnieżne.
Jeśli chcesz przeprowadzić obliczenia z większą dokładnością, możesz uwzględnić we wzorze współczynnik korygujący „c”, przyjmując go jako równy:
- nawietrzna strona domu: c = 1,2;
- zawietrzne ściany domu: c = 1,0;
- ściany położone równolegle do kierunku wiatru: c = 1,1.
- „d” jest współczynnikiem korygującym uwzględniającym osobliwości warunki klimatyczne rejon, w którym powstał dom
Naturalnie wielkość strat ciepła przez wszystkie konstrukcje budowlane będzie w dużym stopniu zależała od poziomu temperatur zimowych. Jest całkiem jasne, że zimą wskazania termometru „tańczą” w pewnym zakresie, ale dla każdego regionu istnieje średni wskaźnik najniższych temperatur charakterystyczny dla najzimniejszego pięciodniowego okresu w roku (zwykle jest to typowe dla stycznia ). Na przykład poniżej znajduje się schemat mapy terytorium Rosji, na którym przybliżone wartości są pokazane w kolorach.
Zwykle wartość tę można łatwo wyjaśnić w regionalnym serwisie pogodowym, ale w zasadzie można polegać na własnych obserwacjach.
Zatem współczynnik „d”, który uwzględnia charakterystykę klimatyczną regionu, dla naszych obliczeń przyjmuje się równy:
— od – 35 °C i poniżej: d = 1,5;
— od – 30 °С do – 34 °С: d = 1,3;
— od – 25 °С do – 29 °С: d = 1,2;
— od – 20 °С do – 24 °С: d = 1,1;
— od – 15 °С do – 19 °С: d = 1,0;
— od – 10 °С do – 14 °С: d = 0,9;
- nie chłodniej - 10°C: d = 0,7.
- „e” to współczynnik uwzględniający stopień izolacyjności ścian zewnętrznych.
Całkowita wartość strat ciepła budynku jest bezpośrednio powiązana ze stopniem izolacji wszystkich konstrukcji budynku. Jednym z „liderów” strat ciepła są ściany. Dlatego wartość mocy cieplnej wymaganej do utrzymania komfortowe warunki mieszkanie w pomieszczeniach zamkniętych zależy od jakości ich izolacji termicznej.
Wartość współczynnika do naszych obliczeń można przyjąć następująco:
— ściany zewnętrzne nie posiadają izolacji: e = 1,27;
- średni stopień izolacji - ściany z dwóch cegieł lub ich powierzchniową izolację termiczną zapewnia się innymi materiałami izolacyjnymi: e = 1,0;
— izolacja została wykonana jakościowo, na podstawie obliczeń termicznych: e = 0,85.
Poniżej w trakcie tej publikacji zostaną podane zalecenia dotyczące sposobu określania stopnia izolacyjności ścian i innych konstrukcji budowlanych.
- współczynnik „f” - korekta wysokości sufitów
Sufity, szczególnie w domach prywatnych, mogą mieć różną wysokość. Dlatego moc cieplna potrzebna do ogrzania konkretnego pomieszczenia na tym samym obszarze będzie się również różnić w tym parametrze.
Nie byłoby dużym błędem przyjęcie następujących wartości współczynnika korygującego „f”:
— wysokość sufitów do 2,7 m: f = 1,0;
— wysokość przepływu od 2,8 do 3,0 m: f = 1,05;
- wysokości sufitów od 3,1 do 3,5 m: f = 1,1;
— wysokości sufitów od 3,6 do 4,0 m: f = 1,15;
- wysokość sufitu powyżej 4,1 m: f = 1,2.
- « g” to współczynnik uwzględniający rodzaj podłogi lub pomieszczenia znajdującego się pod sufitem.
Jak pokazano powyżej, podłoga jest jednym z istotnych źródeł strat ciepła. Oznacza to, że konieczne jest dokonanie pewnych korekt, aby uwzględnić tę cechę konkretnego pomieszczenia. Współczynnik korygujący „g” można przyjąć jako równy:
- zimna podłoga na parterze lub nad nieogrzewanym pomieszczeniem (na przykład piwnica lub piwnica): G= 1,4 ;
- izolowana podłoga na parterze lub nad nieogrzewanym pomieszczeniem: G= 1,2 ;
— ogrzewane pomieszczenie znajduje się poniżej: G= 1,0 .
- « h” to współczynnik uwzględniający rodzaj pomieszczenia znajdującego się powyżej.
Powietrze ogrzewane przez system grzewczy zawsze unosi się, a jeśli sufit w pomieszczeniu jest zimny, wówczas nieuniknione są zwiększone straty ciepła, co będzie wymagało zwiększenia wymaganej mocy cieplnej. Wprowadźmy współczynnik „h”, który uwzględnia tę cechę obliczonego pomieszczenia:
— „zimny” strych znajduje się na górze: H = 1,0 ;
— na górze znajduje się izolowane poddasze lub inne izolowane pomieszczenie: H = 0,9 ;
- każde ogrzewane pomieszczenie znajduje się na górze: H = 0,8 .
- « i” - współczynnik uwzględniający cechy konstrukcyjne okien
Okna są jedną z „głównych dróg” przepływu ciepła. Oczywiście wiele w tej kwestii zależy od jakości projekt okna. Stare drewniane ramy, które wcześniej były powszechnie instalowane we wszystkich domach, pod względem izolacyjności termicznej są znacznie gorsze od nowoczesnych systemów wielokomorowych z oknami z podwójnymi szybami.
Bez słów widać, że właściwości termoizolacyjne tych okien znacznie się od siebie różnią
Ale nie ma całkowitej jednolitości pomiędzy oknami PVH. Na przykład dwukomorowe okno z podwójnymi szybami (z trzema szybami) będzie znacznie „cieplejsze” niż jednokomorowe.
Oznacza to, że konieczne jest wprowadzenie określonego współczynnika „i”, biorąc pod uwagę rodzaj okien zamontowanych w pomieszczeniu:
- standardowe okna drewniane z konwencjonalnymi podwójnymi szybami: I = 1,27 ;
- nowoczesny systemy okienne z oknami jednokomorowymi z podwójnymi szybami: I = 1,0 ;
— nowoczesne systemy okienne z oknami dwukomorowymi lub trzykomorowymi z podwójnymi szybami, w tym z wypełnieniem argonem: I = 0,85 .
- « j” – współczynnik korygujący całkowitą powierzchnię przeszklenia pomieszczenia
Bez względu na to, jak wysokiej jakości są okna, nadal nie będzie możliwe całkowite uniknięcie utraty ciepła przez nie. Ale jest całkiem jasne, że nie można porównywać małego okna panoramiczne przeszklenia prawie całą ścianę.
Najpierw musisz znaleźć stosunek powierzchni wszystkich okien w pokoju i samego pokoju:
x = ∑SOK /SN
∑ SOK– całkowita powierzchnia okien w pokoju;
SN– powierzchnia pokoju.
W zależności od uzyskanej wartości wyznacza się współczynnik korygujący „j”:
— x = 0 ÷ 0,1 →J = 0,8 ;
— x = 0,11 ÷ 0,2 →J = 0,9 ;
— x = 0,21 ÷ 0,3 →J = 1,0 ;
— x = 0,31 ÷ 0,4 →J = 1,1 ;
— x = 0,41 ÷ 0,5 →J = 1,2 ;
- « k” - współczynnik korygujący obecność drzwi wejściowych
Drzwi na ulicę lub na nieogrzewany balkon to zawsze dodatkowa „luka” na zimno
Drzwi na ulicę lub otwarty balkon potrafi regulować bilans cieplny pomieszczenia – każdemu jego otwarciu towarzyszy przedostanie się do pomieszczenia znacznej ilości zimnego powietrza. Dlatego warto wziąć pod uwagę jego obecność - w tym celu wprowadzamy współczynnik „k”, który przyjmujemy równy:
- bez drzwi: k = 1,0 ;
- jedne drzwi na ulicę lub na balkon: k = 1,3 ;
- dwoje drzwi na ulicę lub balkon: k = 1,7 .
- « l” - ewentualne zmiany w schemacie podłączenia grzejnika
Być może dla niektórych może to wydawać się nieistotnym szczegółem, ale dlaczego nie od razu wziąć pod uwagę planowany schemat połączeń grzejników. Faktem jest, że ich przenoszenie ciepła, a co za tym idzie ich udział w utrzymaniu określonej równowagi temperaturowej w pomieszczeniu, zmienia się dość zauważalnie, kiedy różne typy wprowadzenie rur zasilających i powrotnych.
| Ilustracja | Typ wkładu chłodnicy | Wartość współczynnika „l” |
|---|---|---|
 | Podłączenie ukośne: zasilanie z góry, powrót z dołu | l = 1,0 |
 | Podłączenie z jednej strony: zasilanie z góry, powrót z dołu | l = 1,03 |
 | Podłączenie dwukierunkowe: zasilanie i powrót od dołu | l = 1,13 |
 | Podłączenie ukośne: zasilanie od dołu, powrót od góry | l = 1,25 |
 | Podłączenie z jednej strony: zasilanie od dołu, powrót od góry | l = 1,28 |
 | Podłączenie jednokierunkowe, zarówno zasilanie, jak i powrót od dołu | l = 1,28 |
- « m” - współczynnik korygujący dla specyfiki miejsca instalacji grzejników
I wreszcie ostatni współczynnik, który jest również związany ze specyfiką łączenia grzejników. Prawdopodobnie jest jasne, że jeśli akumulator zostanie zainstalowany otwarcie i nie będzie niczym zasłonięty od góry ani od przodu, to zapewni maksymalny transfer ciepła. Jednak nie zawsze taki montaż jest możliwy – częściej grzejniki są częściowo zasłonięte parapetami. Możliwe są również inne opcje. Ponadto niektórzy właściciele, próbując dopasować elementy grzejne do utworzonego zespołu wnętrza, ukrywają je całkowicie lub częściowo dekoracyjne ekrany– to również znacząco wpływa na moc cieplną.
Jeżeli istnieją pewne „zarysy” sposobu i miejsca montażu grzejników, można to również uwzględnić w obliczeniach, wprowadzając specjalny współczynnik „m”:
| Ilustracja | Funkcje instalowania grzejników | Wartość współczynnika „m” |
|---|---|---|
| Grzejnik jest umieszczony swobodnie na ścianie lub nie jest zasłonięty parapetem | m = 0,9 | |
| Grzejnik przykryty jest od góry parapetem lub półką | m = 1,0 | |
| Grzejnik zakryty jest od góry wystającą wnęką ścienną | m = 1,07 | |
| Grzejnik przykryty jest od góry parapetem (wnęką), a od frontu - ozdobną osłoną | m = 1,12 | |
| Grzejnik jest całkowicie zamknięty w ozdobnej obudowie | m = 1,2 |
Zatem wzór obliczeniowy jest jasny. Z pewnością część czytelników od razu złapie się za głowę – mówią, że to zbyt skomplikowane i uciążliwe. Jeśli jednak podejść do sprawy systematycznie i w sposób uporządkowany, to nie ma w tym ani cienia złożoności.
Każdy dobry właściciel domu musi mieć szczegółowy plan graficzny swojego „posiadania” ze wskazanymi wymiarami i zwykle zorientowany na punkty kardynalne. Cechy klimatyczne Region jest łatwy do określenia. Pozostaje tylko przejść przez wszystkie pokoje miarką i wyjaśnić niektóre niuanse dla każdego pokoju. Cechy obudowy - „pionowa bliskość” powyżej i poniżej, lokalizacja drzwi wejściowe, proponowany lub istniejący schemat instalacji grzejników - nikt oprócz właścicieli nie wie lepiej.
Zaleca się natychmiastowe utworzenie arkusza, w którym można wprowadzić wszystkie niezbędne dane dla każdego pomieszczenia. Wynik obliczeń również zostanie do niego wpisany. Cóż, w samych obliczeniach pomoże wbudowany kalkulator, który zawiera już wszystkie wymienione powyżej współczynniki i współczynniki.
Jeśli nie udało się uzyskać niektórych danych, możesz oczywiście nie brać ich pod uwagę, ale w tym przypadku kalkulator „domyślnie” obliczy wynik, biorąc pod uwagę najmniej korzystne warunki.
Można zobaczyć na przykładzie. Mamy projekt domu (wzięty całkowicie dowolny).
Region z poziomem minimalne temperatury w zakresie -20 ÷ 25°C. Przewaga wiatrów zimowych = północno-wschodni. Dom jest parterowy, z ocieplonym poddaszem. Podłogi na parterze ocieplone. Wybrano optymalne ukośne połączenie grzejników, które zostaną zamontowane pod parapetami.
Stwórzmy tabelę mniej więcej taką:
| Pomieszczenie, jego powierzchnia, wysokość sufitu. Izolacja podłogi i „sąsiedztwo” powyżej i poniżej | Liczba ścian zewnętrznych i ich główne położenie względem punktów kardynalnych i „róży wiatrów”. Stopień izolacji ścian | Liczba, rodzaj i wielkość okien | Dostępność drzwi wejściowych (na ulicę lub na balkon) | Wymagana moc cieplna (w tym 10% rezerwy) |
|---|---|---|---|---|
| Powierzchnia 78,5 m² | 10,87 kW ≈ 11 kW | |||
| 1. Przedpokój. 3,18 m². Strop 2,8 m. Podłoga ułożona na gruncie. Powyżej znajduje się ocieplone poddasze. | Jeden, południowy, średni stopień izolacji. Strona zawietrzna | NIE | Jeden | 0,52 kW |
| 2. Sala. 6,2 m². Strop 2,9m Izolowana podłoga na gruncie. Powyżej - ocieplone poddasze | NIE | NIE | NIE | 0,62 kW |
| 3. Kuchnia z jadalnią. 14,9 m². Strop 2,9 m. Podłoga na parterze dobrze izolowana. Na piętrze - poddasze ocieplone | Dwa. Południowo-zachodni. Średni stopień izolacji. Strona zawietrzna | Dwa, okno jednokomorowe z podwójnymi szybami, 1200 × 900 mm | NIE | 2,22 kW |
| 4. Pokój dziecięcy. 18,3 m². Strop 2,8 m. Podłoga na parterze dobrze izolowana. Powyżej - ocieplone poddasze | Dwa, Północ - Zachód. Wysoki stopień izolacja. Nawietrzny | Dwa okna z podwójnymi szybami o wymiarach 1400×1000 mm | NIE | 2,6 kW |
| 5. Sypialnia. 13,8 m². Strop 2,8 m. Podłoga na parterze dobrze izolowana. Powyżej - ocieplone poddasze | Dwa, północ, wschód. Wysoki stopień izolacji. Strona nawietrzna | Okno pojedyncze, dwuszybowe o wymiarach 1400×1000 mm | NIE | 1,73 kW |
| 6. Pokój dzienny. 18,0 m². Strop 2,8 m. Podłoga dobrze izolowana. Powyżej znajduje się ocieplone poddasze | Dwa, Wschód, Południe. Wysoki stopień izolacji. Równolegle do kierunku wiatru | Okno czteroszybowe, dwuszybowe, o wymiarach 1500×1200 mm | NIE | 2,59 kW |
| 7. Połączona łazienka. 4,12 m². Strop 2,8 m. Podłoga dobrze izolowana. Powyżej znajduje się ocieplone poddasze. | Jeden, północ. Wysoki stopień izolacji. Strona nawietrzna | Jeden. Drewniana rama z podwójnymi szybami. 400 × 500 mm | NIE | 0,59 kW |
| CAŁKOWITY: |
Następnie korzystając z poniższego kalkulatora dokonujemy obliczeń dla każdego pokoju (uwzględniając już rezerwę 10%). Korzystanie z zalecanej aplikacji nie zajmie dużo czasu. Następnie pozostaje tylko zsumować uzyskane wartości dla każdego pomieszczenia - będzie to konieczne całkowita moc systemy grzewcze.
Nawiasem mówiąc, wynik dla każdego pomieszczenia pomoże ci wybrać odpowiednią liczbę grzejników - pozostaje tylko podzielić przez konkretne moc cieplna jedną sekcję i zaokrąglij w górę.
Aby dowiedzieć się, jaką moc powinny mieć urządzenia elektroenergetyczne w prywatnym domu, należy określić całkowite obciążenie systemu grzewczego, dla którego przeprowadzane są obliczenia termiczne. W tym artykule nie będziemy mówić o powiększonej metodzie obliczania powierzchni lub kubatury budynku, ale przedstawimy dokładniejszą metodę stosowaną przez projektantów, jedynie w uproszczonej formie dla lepsza percepcja. Tak więc system grzewczy domu podlega 3 rodzajom obciążeń:
- kompensacja strat energii cieplnej przechodzącej przez konstrukcje budowlane (ściany, podłogi, dachy);
- ogrzewanie powietrza potrzebnego do wentylacji pomieszczeń;
- podgrzewanie wody do Zapotrzebowanie na ciepłą wodę(jeśli w grę wchodzi kocioł, a nie oddzielny grzejnik).
Określanie strat ciepła przez ogrodzenia zewnętrzne
Na początek przedstawmy wzór z SNiP, który służy do obliczania energii cieplnej traconej przez konstrukcje budowlane oddzielające przestrzeń wewnętrzna domy od ulicy:
Q = 1/R x (tв – tн) x S, gdzie:
- Q – zużycie ciepła uciekającego przez konstrukcję, W;
- R – opór przenikania ciepła przez materiał ogrodzenia, m2ºС / W;
- S – powierzchnia tej konstrukcji, m2;
- tв – temperatura, jaka powinna panować w domu, ºС;
- tн – średnia temperatura ulicy w ciągu 5 najzimniejszych dni, ºС.
W celach informacyjnych. Zgodnie z metodologią obliczenia strat ciepła wykonuje się oddzielnie dla każdego pomieszczenia. Aby uprościć zadanie, proponuje się przyjąć budynek jako całość, przyjmując akceptowalną średnia temperatura 20-21°C.
Dla każdego rodzaju ogrodzenia zewnętrznego obliczana jest odrębnie powierzchnia, dla której mierzone są okna, drzwi, ściany i podłogi wraz z pokryciem dachowym. Dzieje się tak, ponieważ są one wykonane z różnych materiałów o różnej grubości. Zatem obliczenia będą musiały zostać wykonane oddzielnie dla wszystkich typów konstrukcji, a następnie wyniki zostaną zsumowane. Najzimniejszy temperatura zewnętrzna w Twojej okolicy zamieszkania zapewne znasz to z praktyki. Ale parametr R będzie musiał zostać obliczony osobno za pomocą wzoru:
R = δ / λ, gdzie:
- λ – współczynnik przewodzenia ciepła materiału ogrodzeniowego, W/(m°С);
- δ – grubość materiału w metrach.
Notatka. Wartość λ ma charakter informacyjny, nie jest trudno ją znaleźć w jakiejkolwiek literaturze przedmiotu i dla plastikowe okna Producenci podają ten współczynnik. Poniżej znajduje się tabela ze współczynnikami przewodności cieplnej niektórych materiałów budowlanych, a do obliczeń należy przyjąć wartości operacyjne λ.
Dla przykładu obliczmy, ile ciepła straci 10 m2 ceglany mur Grubość 250 mm (2 cegły) przy różnicy temperatur między domem a zewnątrz 45 şС:
R = 0,25 m / 0,44 W/(m°С) = 0,57 m2°С/W.
Q = 1/0,57 m2 şС / szer. x 45 şС x 10 m2 = 789 W lub 0,79 kW.
Jeśli ściana składa się z różnych materiałów ( materiał budowlany plus izolacja), to należy je również obliczyć oddzielnie, korzystając z powyższych wzorów, a wyniki zsumować. Okna i pokrycie dachu oblicza się w ten sam sposób, ale w przypadku podłóg sytuacja jest inna. Pierwszym krokiem jest narysowanie planu budynku i podzielenie go na strefy o szerokości 2 m, jak pokazano na rysunku:
Teraz należy obliczyć powierzchnię każdej strefy i podstawić ją jeden po drugim do głównego wzoru. Zamiast parametru R należy przyjąć standardowe wartości dla stref I, II, III i IV, wskazane w poniższej tabeli. Na koniec obliczeń sumujemy wyniki i otrzymujemy całkowitą utratę ciepła przez podłogi.
Zużycie na ogrzewanie powietrza wentylacyjnego
Niedoinformowane osoby często nie biorą pod uwagę, że powietrze nawiewane w domu również wymaga ogrzania i to obciążenie cieplne również spada na system grzewczy. Zimne powietrze wciąż napływa do domu z zewnątrz, czy nam się to podoba, czy nie, a do jego ogrzania potrzeba energii. Co więcej, prywatny dom musi mieć pełnoprawny wentylacja nawiewno-wywiewna, zwykle pod wpływem naturalnego impulsu. Wymiana powietrza powstaje na skutek obecności ciągu w kanałach wentylacyjnych i kominie kotła.
Oferowane w dokumentacja regulacyjna Metoda określania obciążenia cieplnego z wentylacji jest dość złożona. Dość dokładne wyniki można uzyskać, obliczając to obciążenie za pomocą dobrze znanego wzoru na podstawie pojemności cieplnej substancji:
Qvent = cmΔt, tutaj:
- Qvent – ilość ciepła potrzebna do ogrzania nawiew powietrza, W;
- Δt – różnica temperatur na zewnątrz i wewnątrz domu, ºС;
- m – masa mieszanki powietrza pochodzącego z zewnątrz, kg;
- с – pojemność cieplna powietrza, przyjmuje się, że wynosi 0,28 W/(kg ºС).
Trudność w obliczeniu tego rodzaju obciążenia cieplnego polega na poprawna definicja masa ogrzanego powietrza. Dowiedz się, ile i kiedy dostaje się do domu wentylacja naturalna trudny. Dlatego warto sięgnąć po standardy, gdyż budynki budowane są według projektów uwzględniających wymagane wymiany powietrza. Normy mówią, że w większości pomieszczeń środowisko powietrza powinno zmieniać się raz na godzinę. Następnie bierzemy objętości wszystkich pomieszczeń i dodajemy do nich natężenie przepływu powietrza dla każdej łazienki - 25 m3/h i kuchni kuchenka gazowa– 100 m3/godz.
Aby obliczyć obciążenie cieplne do ogrzewania z wentylacji, uzyskaną objętość powietrza należy przeliczyć na masę, po ustaleniu jego gęstości w różnych temperaturach z tabeli:
Załóżmy, że całkowita ilość powietrza nawiewanego wynosi 350 m3/h, temperatura na zewnątrz wynosi minus 20 şС, wewnątrz – plus 20 şС. Wtedy jego masa wyniesie 350 m3 x 1,394 kg/m3 = 488 kg, a obciążenie cieplne systemu grzewczego wyniesie Qvent = 0,28 W / (kg ºС) x 488 kg x 40 ºС = 5465,6 W lub 5,5 kW.
Obciążenie cieplne wody grzewczej do zaopatrzenia w ciepłą wodę użytkową
Aby określić to obciążenie, możesz użyć tego samego prostego wzoru, tylko teraz musisz obliczyć energię cieplną wydaną na podgrzanie wody. Jego pojemność cieplna jest znana i wynosi 4,187 kJ/kg °C lub 1,16 W/kg °C. Biorąc pod uwagę, że 4-osobowa rodzina potrzebuje na 1 dzień tylko 100 litrów wody podgrzanej do 55°C, podstawiamy te liczby do wzoru i otrzymujemy:
QDHW = 1,16 W/kg °C x 100 kg x (55 – 10) °C = 5220 W lub 5,2 kW ciepła dziennie.
Notatka. Domyślnie przyjmuje się, że 1 litr wody równa się 1 kg, a temperatura jest niska woda z kranu równa 10°C.
Jednostkę mocy urządzenia zawsze odnosi się do 1 godziny, a powstałe 5,2 kW odnosi się do dnia. Ale nie możemy podzielić tej liczby przez 24, ponieważ chcemy jak najszybciej uzyskać ciepłą wodę, a do tego kocioł musi mieć rezerwę mocy. Oznacza to, że obciążenie to należy dodać do reszty w niezmienionej postaci.
Wniosek
To obliczenie obciążeń grzewczych domu da znacznie dokładniejsze wyniki niż tradycyjny sposób pod względem powierzchni, chociaż będziesz musiał ciężko pracować. Wynik końcowy należy pomnożyć przez współczynnik bezpieczeństwa - 1,2, a nawet 1,4, a wyposażenie kotła należy wybrać zgodnie z obliczoną wartością. Inną metodę powiększonego obliczania obciążeń termicznych zgodnie z normami pokazano na filmie: