Isıtma ve diğer tasarım parametrelerinde ısı yükü: yöntemler

Bu makalenin konusu, ısınma üzerindeki ısı yükünün ve otonom bir ısıtma sistemi için hesaplanması gereken diğer parametrelerin tanımlanmasıdır. Materyal, öncelikli olarak, ısıtma ekipmanlarından uzak ve en basit formüller ve algoritmalara ihtiyaç duyan özel konut sahiplerine odaklanmıştır.

Öyleyse git.

Artıklık ve doğru hesaplama

En başından itibaren, hesaplamaların bir inceliğini belirtmek gerekir: ısıtma sisteminin dengelemesi gereken zemin, tavan ve duvarlardan ısı kaybının tam olarak kesin değerleri, hesaplanması neredeyse imkansızdır. Sadece tahminlerin belirli bir derecedeki güvenilirliğinden bahsedebilirsiniz.

Bunun nedeni, çok fazla faktörün ısı kaybını etkilemesidir:

• Sermaye duvarlarının ve tüm kaplama malzemelerinin ısıl direnci.
• Soğuk köprülerin varlığı veya yokluğu.
• Rüzgar gülü ve evin arazisindeki yeri.
• Havalandırma çalışması (bu da yine rüzgârın gücüne ve yönüne bağlıdır).
• Pencerelerin ve duvarların yalıtım derecesi.

İyi haberler var. Pratik olarak tüm modern ısıtma kazanları ve dağıtılmış ısıtma sistemleri (ısıtmalı zeminler, elektrik ve gaz konvektörleri, vb.), Oda sıcaklığına bağlı olarak ısı tüketimini ölçen termostatlarla birlikte tedarik edilir.

Pratik tarafta, bu, fazla ısı çıkışının sadece ısıtma modunu etkileyeceği anlamına gelir: örneğin 5 kWh'lik bir ısı, 5 kW'lık bir güçle bir saatlik sürekli çalışmada değil, 6 kW'lık bir güçle 50 dakikalık bir çalışmada verilecektir. 10 dakika sonra, kazan veya diğer ısıtma cihazları elektrik veya enerji tüketmeden bekleme modunda tutulacaktır.

Bu nedenle: ısı yükünün hesaplanması durumunda, görevimiz izin verilen minimum değerini belirlemektir.

Genel kuralın tek istisnası, klasik katı yakıtlı kazanların çalışması ile ilişkilidir ve yakıt çıkışındaki azalmanın yakıtın eksik yanmasına bağlı olarak verimlilikte ciddi bir düşüşle ilişkili olması gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Problem, devrede bir ısı akümülatörünün kurulması ve ısıtıcıların termal kafalarla kısılmasıyla çözülür.

Pişirmeden sonra kazan, tam güçte ve kömür veya yakacak odunun tamamen yanmasına kadar maksimum verimle çalışır; Daha sonra, biriken ısı biriktiricisi ısıyı odadaki optimum sıcaklığı sürdürmek için harcanır.

Hesaplanması gereken diğer parametrelerin çoğu, bazı fazlalıklara izin verir. Ancak, bu konuda - makalenin ilgili bölümlerinde.

Parametre listesi

Peki, aslında ne düşünmeliyiz?

• Evin ısınması üzerindeki toplam termal yük. Dağıtılmış ısıtma sisteminde gerekli minimum kazan gücüne veya cihazların toplam gücüne karşılık gelir.
• Ayrı bir odada ısı ihtiyacı.
• Seksiyonel radyatörün bölüm sayısı ve belli bir ısı çıkışı değerine karşılık gelen kayıt büyüklüğü.

Lütfen dikkat: hazır ısıtıcılar için (konvektörler, plaka radyatörleri, vb.) Üreticiler genellikle beraberindeki belgelerdeki toplam ısı çıkışını gösterirler.

• Gerekli ısı akışını sağlamak için su ısıtma durumunda boru hattının çapı.
• Devredeki soğutucuyu belirtilen parametrelerle çalıştıran sirkülasyon pompasının parametreleri.
• Soğutma sıvısının termal genleşmesini telafi etmek için genleşme deposunun boyutu.

Formüllere gidelim.

Isı yükü

Değerini etkileyen ana faktörlerden biri, ev yalıtımının derecesidir. SNiP 23-02-2003, binaların ısıl korumasını düzenleyen, bu faktörü normalize ederek, ülkenin her bir bölgesi için duvarların ısıl direncini tavsiye eder.

Hesaplama yapmak için iki yol sunuyoruz: SNI 23-02-2003 ile uyumlu binalar ve standardize olmayan ısıl dirençli evler için.

Normalleştirilmiş termal direnç

Bu durumda ısı çıkışını hesaplamak için talimatlar şöyle görünür:

• Evin 1 m3'ü (duvarlar dahil) için 60 watt temel değer olarak alınır.
• Pencerelerin her biri için, bu değere ilave olarak 100 watt ısı eklenir.. Sokağa giden her kapı için - 200 watt.

• Soğuk bölgelerde artan kayıpları telafi etmek için ek bir faktör kullanılır.

Örnek olarak, 12 santim 12 * 6 metre ölçülerindeki bir evin hesaplanmasını ve Sevastopol'da bulunan caddeye iki kapı (ortalama ocak sıcaklığı + 3C) için iki hesap yapalım.

1. Isıtılan hacim 12 * 12 * 6 = 864 metreküpdür.
2. Baz ısı çıkışı 864 * 60 = 51,840 watt.
3. Pencereler ve kapılar biraz artar: 51840+ (12 * 100) + (2 * 200) = 53440.
4. Denizin yakınlığı nedeniyle son derece ılıman iklim, bizi 0,7 bölgesel bir katsayı kullanmaya zorlayacaktır. 53440 * 0.7 = 37408 watt. Bu değer üzerindedir ve siz gezinebilirsiniz.

Normal olmayan ısıl direnç

Ev yalıtımının kalitesi, önerilenlerden daha iyi veya daha kötü ise ne yapmalı? Bu durumda, ısı yükünü tahmin etmek için, Q = V * Dt * K / 860 formunun formülünü kullanabilirsiniz.

İçinde:

• Q - kilovatlarda aziz ısı çıkışı.
• V, metreküp cinsinden ısıtılmış hacimdir.
• Dt cadde ve ev arasındaki sıcaklık farkıdır. Genellikle, delta iç kullanım için önerilen değer (+18 - + 22С) ile son birkaç yıl içinde en soğuk ayda ortalama minimum sokak sıcaklığı arasında alınır.

Açıklığa kavuşturalım: mutlak minimumlara güvenmek prensipte daha doğrudur; Bununla birlikte, bu, kazan ve ısıtma cihazları için aşırı maliyet anlamına gelecektir, bunun tam kapasitesi her birkaç yılda bir talep edilecektir. Hesaplanan parametrelerin hafif bir küçümsemesinin fiyatı, soğuk havanın zirvesindeki odadaki sıcaklıkta belirli bir düşüştür ve bu da ek ısıtıcıların dahil edilmesiyle kolayca telafi edilebilir.

• K - Aşağıdaki tablodan alınabilecek yalıtım katsayısı. Katsayının ara değerleri, yaklaşık değerlerle elde edilir.

Sevastopol'daki evimizin hesaplarını tekrarlayalım, duvarlarının dış perdahsız 40 cm kalın duvar duvarları (gözenekli tortul kaya) olduğunu ve camın tek camlı pencerelerle yapıldığını belirtelim.

1. Isı yalıtım katsayısının 1,2 olduğu varsayılmaktadır.
2. Evin hacmini daha önce hesapladık; 864 m3'e eşittir.
3. -31С -18 derecenin üzerinde daha düşük bir sıcaklığa sahip olan bölgeler için tavsiye edilen SNiP'ye eşit olarak iç sıcaklığı alacağız. Ortalama minimum hakkında bilgi, dünyaca ünlü İnternet ansiklopedisine yön verecektir: -0.4C'ye eşittir.
4. Böylece hesaplama, Q = 864 * (18 - -0.4) * 1.2 / 860 = 22.2 kW şeklindedir.

Görülmesi kolay olduğu gibi, hesaplama ilk algoritma ile elde edilen sonuçtan bir buçuk kat daha farklı bir sonuç verdi. Nedeni, her şeyden önce, bizim tarafımızdan kullanılan ortalama minimum değer mutlak minimumdan (yaklaşık -25 ° C) fark edilir derecede farklıdır. Sıcaklık deltasını tam olarak aynı anda bir buçuk kat arttırmak, binanın tahmini ısı ihtiyacını arttıracaktır.

Gcal

Bir bina veya bir oda tarafından alınan termal enerji miktarının hesaplanmasında, kilovat saat ile birlikte, başka bir değer kullanılır - gigacalorie. 1 atmosfer basınçta 1 derece 1000 ton su ısıtmak için gerekli ısı miktarına karşılık gelir.

Tüketilen ısıdaki ısı çıkışının kilowatlarını nasıl yeniden hesaplayabilirim? Bu basit: bir gigacalorie 1162,2 kW / sa eşittir. Böylece, 54 KW'lık bir pik ısı kaynağı gücü ile, ısıtmadaki maksimum saatlik yük 54 / 1162.2 = 0.046 Gcal * saat olacaktır.

Yararlıdır: Ülkenin her bölgesi için, yerel yetkililer ay boyunca alanın metrekare başına gigcaloria'daki ısı tüketimini düzenler. Rusya Federasyonu'ndaki ortalama değer ayda 0.0342 Gcal / m2'dir.

oda

Tek oda için ısı ihtiyacı nasıl hesaplanır? Burada, aynı hesaplama şemaları, tek bir değişiklikle, bir bütün olarak ev için kullanılır. Isıtmalı bir oda, kendi ısıtma cihazları olmayan bir odaya bitişikse, hesaba dahil edilir.

Dolayısıyla, 1.2 * 4 x 3 metre büyüklüğündeki bir koridor 4 * 5 * 3 metre ölçülerinde bir odaya bağlanırsa, ısıtıcının ısıtma gücü 4 * 5 * 3 + 1.2 * 4 * 3 = 60 + 14 4 = 74.4 m3.

Isıtma cihazları

Seksiyonel radyatörler

Genel olarak, bölüm başına ısı akışı hakkındaki bilgiler her zaman üreticinin web sitesinde bulunabilir.

Bilinmiyorsa, aşağıdaki yaklaşık değerlere güvenebilirsiniz:

• Dökme demir bölümü - 160 watt.
• Bimetalik bölüm - 180 watt.
• Alüminyum bölüm - 200 watt.

Her zaman olduğu gibi, bir dizi incelik var. 10 veya daha fazla kesite sahip bir radyatörün yanal bağlantısı ile, astar ile uç kısımlara proksimal arasındaki sıcaklık değişimi oldukça önemlidir.

Bu arada: astar çapraz olarak veya alttan tabanına bağlıysa, etki yaratacaktır.

Buna ek olarak, ısıtıcı üreticileri genellikle radyatör ile hava arasında 70 dereceye eşit olan çok özel bir sıcaklık delta gücünü belirtir. Isı akısının Dt'ye bağımlılığı lineerdir: eğer batarya havadan 35 derece daha sıcaksa, bataryanın termik gücü beyan edilenin tam olarak yarısı kadar olacaktır.

Örneğin, odadaki hava sıcaklığı + 20C olduğunda ve + 55C'deki soğutma sıvısının sıcaklığı, standart boyuttaki alüminyum bölümün gücü 200 / (70/35) = 100 watt olacaktır. 2 kW güç sağlamak için 2000/100 = 20 bölüm gerekir.

kayıtlar

Kendinden yapılmış yazmaçlar, ısıtma cihazları listesinde göze çarpar.

Bariz nedenlerle imalatçılar ısıl kapasitelerini belirtemezler; Ancak, bunu kendiniz hesaplamak kolaydır.

• Kaydın ilk bölümü için (bilinen boyutlarda yatay boru), güç, dış çapının ve metre cinsinden uzunluğa, soğutma sıvısı ve hava arasındaki derece delta ve 36.5356 sabit katsayısına eşittir.
• Sıcak havanın yukarı akışında olan takip eden bölümlerde, ek bir 0.9 faktörü kullanılır.

Başka bir örneği inceleyelim - 159 mm'lik bir kesit çapına, 4 metrelik bir uzunluğa ve + 20 ° C'lik bir iç sıcaklığa sahip bir odada 60 derecelik bir sıcaklığa sahip dört sıralı bir yazmacın ısı akışını hesaplıyoruz

1. Olgumuzdaki Delta sıcaklıkları 60-20 = 40C'dir.
2. Borunun çapını metre olarak çeviririz. 159 mm = 0.159 m.
3. İlk bölümün termal gücünü hesaplayın. Q = 0.159 * 4 * 40 * 36.5356 = 929.46 watt.
4. Sonraki her bölüm için, güç 929.46 * 0.9 = 836.5 watt'a eşit olacaktır.
5. Toplam güç 929.46 + (836.5 * 3) = 3500 (yuvarlatılmış) watt olacaktır.

Boru Hattı Çapı

Boru doldurma veya astarın iç çapının minimum değerini ısıtma cihazına nasıl belirlenir? Doğuma tırmanmayacağız ve 20 derecelik akış ve dönüş akışı arasındaki fark için bitmiş sonuçları içeren tabloyu kullanacağız. Bu değer otonom sistemler için tipiktir.

Gürültünün maksimum akış hızı, gürültüyü önlemek için 1,5 m / s'yi aşmamalıdır; daha sık olarak 1 m / s hız ile yönlendirilirler.

Örneğin, 20 kW'lık bir kazan için, 0,8 m / s'lik bir akış hızında dolumun minimum iç çapı 20 mm'ye eşit olacaktır.

Lütfen dikkat: iç çap çelik borunun uzaktan kumandasına (şartlı geçiş) yakındır. Plastik ve metal plastik borular genellikle iç çaptan 6-10 mm daha büyük olan bir dış çapla işaretlenir. Böylece, 26 mm'lik bir polipropilen boru, 20 mm'lik bir iç çapa sahiptir.

Sirkülasyon pompası

Pompanın iki parametresi bizim için önemlidir: başı ve performansı. Özel bir evde, devrenin herhangi bir makul uzunluğunda, en ucuz pompalar için minimum basınç 2 metredir (0.2 kgf / cm2): apartmanların ısıtma sistemini dolaşan bu diferansiyel değerdir.

Gerekli performans, G = Q / (1.163 * Dt) formülü ile hesaplanır.

İçinde:

• G - verimlilik (m3 / saat).
• Q, pompanın kurulu olduğu devrenin (KW) gücüdür.
• Dt, doğrudan ve geri dönüş boru hatları arasındaki sıcaklık farkıdır (tek başına bir sistemde, tipik değer Dt = 20С'dir).

Standart bir sıcaklık delta ile 20 kilowatt termal yükü olan bir devre için, tasarım kapasitesi 20 / (1.163 * 20) = 0.86 m3 / saat olacaktır.

Genleşme tankı

Otonom bir sistem için hesaplanması gereken parametrelerden biri, genleşme tankının hacmidir.

Tam hesaplama, oldukça uzun bir dizi parametreye dayanmaktadır:

• Soğutma sıvısı sıcaklığı ve tipi. Genleşme katsayısı sadece pillerin ısınma derecesine değil, aynı zamanda neyle doldurulduğuna da bağlıdır: su-glikol karışımları daha fazla genleşir.
• Sistemde maksimum çalışma basıncı.
• Devrenin hidrostatik basıncına bağlı olarak, tankın şarj basıncı (genleşme deposunun üstündeki devrenin üst noktasının yüksekliği).

Bununla birlikte, hesaplamayı büyük ölçüde basitleştirmeyi mümkün kılan bir nüans vardır. Deponun hacminin küçümsenmesi en iyi şekilde emniyet valfinin sürekli olarak harekete geçmesine ve en kötüsünün - devrenin tahrip olmasına yol açacak olursa, aşırı hacmi herhangi bir şeye zarar vermeyecektir.

Bu nedenle, bir tank genellikle, sistemdeki toplam soğutucu miktarının 1 / 10'una eşit bir yer değiştirme ile alınır.

İpucu: Devrenin hacmini bulmak için, suyla doldurup bir ölçüm kabına boşaltmanız yeterlidir.

Sonuç

Yukarıdaki hesaplama şemalarının okuyucuların hayatını kolaylaştıracağını ve birçok sorunu çözeceğini umuyoruz. Her zamanki gibi, makaleye eklenen video, dikkatine ek bilgiler sunacaktır.

İyi şanslar!