Conception et la conception thermique du système de chauffage - une étape obligatoire dans la régénération du chauffage domestique. La tâche principale des activités informatiques - définition des paramètres optimaux du système de chaudière et le radiateur.
D'accord, à première vue, il peut sembler que la conduite du calcul du chauffage uniquement par l'ingénieur. Cependant, pas si difficile. La connaissance de la séquence d'actions, vous obtenez pour effectuer les calculs nécessaires.
Le document présente en détail la procédure de calcul et fournit toutes les formules nécessaires. Pour une meilleure compréhension, nous avons préparé un exemple de calculs thermiques pour une maison privée.
Dans cet article:
- calcul de chauffage thermique: une commande totale
- Normes modes température locaux
- Calcul de la perte de chaleur dans la maison
- Détermination de la puissance de la chaudière
- Caractéristiques des radiateurs sélection
- calcul hydraulique de distribution d'eau
- calcul thermique EXEMPLE
- Conclusions et vidéos utiles sur le sujet
calcul de chauffage thermique: une commande totale
calcul thermique classique du système de chauffage est un document technique consolidé qui comprend les méthodes de calcul supplémentaires standard requises.
Mais avant d'étudier ces calculs des paramètres clés nécessaires pour déterminer le concept même du système de chauffage.
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Les calculs et la conception compétente de circuits de chauffage indépendants sont nécessaires pour la sélection de l'équipement qui peut chauffer la maison d'une certaine zone
Les calculs sont effectués avec un guide sur les mois les plus froids de l'année, à savoir, pour la période de charge maximale du système
Les calculs tiennent compte des pertes qui se produisent à travers les fenêtres et ouvertures de portes, ainsi que dans la rue associée au système de ventilation
Assurez-vous de prendre en compte la performance thermique des structures de construction, l'une des tâches que la rétention de la chaleur est
des maisons privées de système de chauffage indépendant doivent faire face à la chaleur l'air qui sort des bouches pendant la ventilation et à travers les portes ouvertes
La chaudière d'un système de chauffage indépendant doit faire face à l'achèvement de la perte de chaleur. Sa capacité devrait permettre de maintenir la température dans le bâtiment C + 20 °
Après avoir déterminé la capacité optimale de la chaudière est choisie en fonction de l'efficacité de la machine les plus appropriés et les coûts d'exploitation
Pour les systèmes avec déplacement forcé des calculs hydrauliques de refroidissement effectués pour choisir un diamètre de pompe optimale et le tuyau
Le but des calculs pour le chauffage
Spécificité effectuer des calculs de chauffage
Comptabilisation des pertes de chaleur par les ouvertures
Comptabilité pour l'isolation thermique
Consommation de chaleur pour chauffer l'air entrant
Règles pour la sélection du chauffage de la chaudière
la productivité de l'équipement
Le circuit de chauffage est de type forcé
Le système de chauffage est caractérisée par une alimentation forcée involontaire et élimination de la chaleur dans la pièce.
Les principales tâches de calcul et la conception du système de chauffage:
- le plus fiable de déterminer la perte de chaleur;
- déterminer la quantité et les conditions d'utilisation de l'agent de refroidissement;
- pour sélectionner précisément les éléments de génération de mouvement et de la chaleur recul.
Lors de la construction Système de chauffage vous devez d'abord faire une collection de données diverses sur la pièce / bâtiment dans lequel le système de chauffage sera utilisé. Après avoir fait le calcul des paramètres thermiques du système, d'analyser les résultats des opérations arithmétiques.
composants podobirayut du système de chauffage à l'achat ultérieur sur la base des données obtenues, l'installation et la mise en service.
Chauffage - un système multi-composants pour assurer la température approuvée dans la chambre / bâtiment. Il est une partie séparée de la communication complexe des installations de logement modernes
Il est remarquable que cette méthode permet le calcul de la chaleur suffisante pour calculer avec précision un grand nombre de variables qui décrivent spécifiquement le système de chauffage futur.
En conséquence, le calcul thermique sera disponible les informations suivantes:
- nombre de pertes de chaleur, la chaudière de puissance;
- nombre et type de dissipateur de chaleur pour chaque pièce séparément;
- caractéristiques hydrauliques du pipeline;
- le volume, le débit d'écoulement puissance de la pompe à chaleur.
calcul thermique - il est pas un plan théorique, mais des résultats assez précis et valides, qui sont recommandés pour être utilisés dans la pratique dans la sélection des composants du système de chauffage.
Normes modes température locaux
Avant d'effectuer tous les calculs des paramètres du système, vous devez au moins connaître l'ordre des résultats attendus, ainsi que de garder à disponibles caractéristiques normalisées de certaines valeurs de la table pouvant être substitués dans la formule ou orienter pour eux.
Effectuer le calcul de paramètre avec ces constantes peut être sûr de la fiabilité du paramètre de système dynamique ou permanent désiré.
Pour les chambres pour diverses applications, il existe des normes de référence pour les conditions de température des locaux résidentiels et non résidentiels. Ces règles sont enchâssés dans les soi-disant GOST
Pour chauffer un tel paramètre global est la température de la pièce, qui devrait être constante quelle que soit la période de l'année et les conditions ambiantes.
Selon les règlements des normes et des règles sanitaires, il existe des différences de température par rapport à la période d'été et d'hiver de l'année. Pour le régime de la température ambiante dans le système de climatisation d'été répond au principe de son calcul est exposé en détail dans cet article.
Mais la température de l'air ambiant en hiver est fourni avec le chauffage. Nous sommes donc gamme intéressante de températures et de leurs écarts de tolérance pour la saison d'hiver.
La plupart des règlements stipulent les plages de température suivantes qui permettent à une personne d'être à l'aise dans la chambre.
Pour les locaux d'habitation de la zone type de bureau 100 m2:
- 22-24 ° C - la température optimale;
- 1 ° C - variation admissible.
Amélioration de la zone de type de bureau de 100 m2 la température est de 21-23 ° C. Pour les bâtiments non résidentiels tels que les gammes de températures industrielles varient en fonction des lieux de destination et les normes de sécurité établies.
température ambiante confortable pour chaque personne « leur propre ». Quelqu'un qui aime faisait très chaud dans la salle, quelqu'un à l'aise quand il est froid dans la pièce - il est tout tout à fait individuelle
En ce qui concerne les locaux d'habitation: appartements, maisons privées, hôtels, etc... il y a certaines gammes de température qui peuvent être ajustées en fonction des souhaits des résidents.
Et pourtant, nous avons pour les locaux spécifiques des appartements et des maisons:
- 20-22 ° C - résidentiel, comprenant une chambre d'enfant, une tolérance de ± 2 ° C -
- 19-21 ° C - cuisine, salle de tolérance de ± 2 ° C;
- 24-26 ° C - salle de bain, douche, la piscine, la tolérance de ± 1 ° C;
- 16-18 ° C - les corridors, les couloirs, les escaliers, le stockage, la tolérance de + 3 ° C
Il est important de noter qu'il existe plusieurs paramètres clés qui affectent la température dans la chambre et qui ont besoin d'être guidés dans le calcul Système de chauffage: humidité (40-60%), la concentration d'oxygène et de dioxyde de carbone dans l'air (250: 1), la vitesse de déplacement d'air (0,13 à 0,25 m / s) et m. p.
Calcul de la perte de chaleur dans la maison
Selon la deuxième loi de la thermodynamique (Ecole de Physique) il n'y a pas de transfert d'énergie spontanée d'un moins chauffé à un mini plus chauffé ou objectif macro. Un cas particulier de cette loi est le « désir » de créer un équilibre thermique entre les deux systèmes thermodynamiques.
Par exemple, le premier système - environnement avec une température de -20 ° C, le second système - un bâtiment avec une température intérieure de + 20 ° C Ce trompeur selon la loi, les deux systèmes aura tendance à équilibrer par l'échange d'énergie. Cela se produit par les pertes de chaleur du second système de refroidissement et le premier.
On peut dire que la température ambiante dépend de la latitude sur laquelle la maison privée. Une différence de température influe sur la quantité de perte de chaleur du bâtiment (+)
En vertu de la perte de chaleur signifiait une libération involontaire de la chaleur (énergie) d'un objet (maison, appartement). Pour un appartement ordinaire, ce processus est pas « visible » par rapport à la maison privée car l'appartement situé à l'intérieur du bâtiment et « adjacent » à d'autres appartements.
Dans une maison privée à travers les murs extérieurs, le plancher, le toit, les fenêtres et les portes à des degrés divers « sur » la chaleur.
Connaissant la quantité de chaleur pour les conditions et les caractéristiques de ces conditions météorologiques les plus défavorables, il est possible de calculer avec précision la puissance de chauffage.
Ainsi, la quantité de perte de chaleur à partir d'un bâtiment est calculée en utilisant la formule suivante:
Q = Qétage+ Qmur+ Qfenêtre+ Qtoit+ Qporte+... + QJeoù
Qi - le montant de la perte de chaleur de l'apparence uniforme de l'enveloppe du bâtiment.
Chaque composant de la formule est calculée comme suit:
Q = S * AT / Roù
- Q - fuite de chaleur, V;
- S - la zone du type particulier de construction, q. m;
- AT - différence de température de l'air ambiant et de l'environnement intérieur, ° C;
- R - la résistance thermique d'un type de construction particulier, m2* ° C / Watt.
La valeur elle-même de la résistance thermique pour les matériaux réellement existants recommandé de prendre des tableaux explicatifs.
En outre, la résistance thermique peut être obtenue en utilisant la relation suivante:
R = d / koù
- R - résistance thermique (m2* K) / W;
- k - coefficient de conduction thermique du matériau (W / m2* K);
- ré - épaisseur de la matière, m.
Dans les anciennes maisons avec des fuites de chaleur de la structure du toit humide se produisant dans la partie supérieure du bâtiment, à savoir le toit et grenier. La mise en œuvre de mesures à isolation du plafond ou isolation du toit mansard résoudre ce problème.
Si l'espace grenier chaud et le toit, la perte de chaleur totale de la maison peut être considérablement réduite
Dans la maison il y a plusieurs types de perte de chaleur à travers les fissures dans les structures, ventilation, hotte de cuisine, ouvrant les fenêtres et les portes. Mais prendre en compte leur volume n'a pas de sens, parce qu'ils ne sont pas plus de 5% du nombre total de pertes importantes de chaleur.
Détermination de la puissance de la chaudière
À l'appui de la différence de température entre l'environnement et la température à l'intérieur de la maison nécessite un système de chauffage autonome qui maintient la température désirée dans chaque pièce d'une maison privée.
La base du système de chauffage sont différents types de chaudières: Les liquides ou les combustibles solides, électrique ou à gaz.
La chaudière - une unité de chauffage qui génère de la chaleur. La caractéristique principale est sa capacité de la chaudière, à savoir le taux de conversion de la quantité de chaleur par unité de temps.
Le calcul de la charge thermique du chauffage d'obtenir la puissance nominale requise de la chaudière.
Pour appartement sortie chaudière chambre normale est calculée par la densité de surface et de puissance:
Pchaudière= (Schambre* Pspécifique)/10où
- Schambre- Superficie totale de l'espace chauffé;
- Pudellnaya- densité de puissance par rapport aux conditions climatiques.
Mais cette formule ne tient pas compte de la perte de chaleur, ce qui est suffisant dans une maison privée.
Il y a un autre rapport, qui tient compte de ce paramètre:
Pchaudière= (Qperte* S) / 100où
- Pchaudière- sortie de la chaudière;
- Qperte- la perte de chaleur;
- S - zone chauffée.
La puissance estimée de la chaudière doit être augmentée. Le stock est nécessaire si vous prévoyez d'utiliser la chaudière pour chauffer l'eau pour la salle de bain et cuisine.
La plupart des maisons privées de chauffage est recommandé pour être sûr d'utiliser un vase d'expansion dans laquelle la fourniture du liquide de refroidissement à stocker. Chaque maison privée dans le besoin de l'approvisionnement en eau chaude
Afin d'assurer l'alimentation de la chaudière dans la dernière formule, il est nécessaire d'ajouter un facteur de sécurité K:
Pchaudière= (Qperte* S * K) / 100où
K - sera égal à 1,25, à savoir la capacité de la chaudière calculée sera augmenté de 25%.
Ainsi, la puissance de la chaudière permet de maintenir la température de l'air dans les chambres de construction de régulation, et ont un volume initial et supplémentaire de l'eau chaude dans le bâtiment.
Caractéristiques des radiateurs sélection
Les composants standard fournissent des radiateurs de chaleur à l'intérieur sont, système de panneaux étage « chaud », etc. Convecteurs. D. Les parties les plus communes du système de chauffage ont des radiateurs.
Dissipateur de chaleur - une conception spéciale creux du type modulaire alliage à haute émissivité. Il est en acier, aluminium, fonte, céramique, et d'autres alliages. actions principe du radiateur est réduite à un rayonnement d'énergie du liquide de refroidissement dans l'espace de la pièce à travers les « pétales ».
Aluminium et radiateur bimétallique ont remplacé les batteries massifs en fonte. Facilité de la production, la chaleur élevée, un design réussi et le design fait un outil commun et populaire pour le rayonnement de la chaleur dans la pièce
Il existe plusieurs techniques calcul des radiateurs dans la salle. La liste ci-dessous des moyens à trier par ordre de précision croissante.
Des variantes de calcul:
- par région. N = (S * 100) / C, où N - nombre de sections, S - Zone (m2), C - un radiateur de sections de transfert de chaleur (W, prise du passeport ou d'un certificat dans le produit), 100 W - le nombre de flux de chaleur nécessaire pour le chauffage de 1m2 (Valeur empirique). La question se pose: comment prendre en compte la hauteur du plafond de la pièce?
- en volume. N = (S * H * 41) / C, N, S, C - similaire. H - hauteur de la pièce 41 W - le nombre de flux de chaleur nécessaire pour le chauffage de 1m3 (Valeur empirique).
- à partir des coefficients. N = (100 * S * k1 * k2 * k3 k4 * * * k5 k6 k7 *) / C, N, S, C, et 100 - similaire. K1 - comptabilisation du nombre de caméras dans la fenêtre du panneau de la pièce, k2 - isolation thermique des murs, K3 - le rapport de la surface des fenêtres à la surface de plancher, K4 - moins en moyenne la température dans la semaine la plus froide de l'hiver, K5 - le nombre des murs extérieurs de la salle (qui est « out » dans la rue), K6 - le type de haut installations, K7 - hauteur plafond.
Ceci est la version la plus précise de calcul du nombre de sections. Bien entendu, l'arrondissement des résultats de calcul des fractions est toujours effectuée au nombre entier supérieur.
calcul hydraulique de distribution d'eau
Bien sûr, la « peinture » le calcul de la chaleur pour le chauffage ne peut pas être complète sans calculer les caractéristiques telles que le volume et la vitesse de refroidissement. Dans la plupart des cas, le liquide de refroidissement effectue l'eau régulière dans l'état global liquide ou gazeux.
Le volume réel de liquide de refroidissement est recommandé de compter par la somme de toutes les cavités du système de chauffage. Lorsque vous utilisez un seul circuit de la chaudière - il est la meilleure option. Dans l'application du système de chauffage à double chaudière, il est nécessaire de prendre en compte les coûts de l'eau chaude sanitaire et d'autres domestiques
Calcul du volume du double circuit de la chaudière chauffée d'eau pour fournir aux occupants à l'eau chaude et le chauffage du liquide de refroidissement, Il est fait en ajoutant le volume interne du circuit de chauffage et les besoins réels des utilisateurs du chauffage l'eau.
Le volume d'eau chaude dans le système de chauffage est calculée par la formule:
W = k * Poù
- W - volume de fluide caloporteur;
- P - la puissance de chauffe de la chaudière;
- k - rapport de puissance (nombre de gallons par unité de puissance est égal à 13,5, la plage - 10-15 L).
En conséquence, la formule finale est la suivante:
W = 13,5 * P
vitesse de refroidissement - système de chauffage d'estimation dynamique finale qui caractérise la vitesse de circulation de fluide dans le système.
Cette valeur permet d'évaluer le type et le diamètre de la canalisation:
V = (0,86 * P * μ) / AToù
- P - sortie de la chaudière;
- μ - le rendement de la chaudière;
- AT - la différence de température entre le flux d'eau et de retour d'eau fourni.
En utilisant les méthodes ci-dessus calcul hydrauliqueIl est en mesure d'obtenir les paramètres réels, qui sont le « fondement » de l'avenir du système de chauffage.
calcul thermique EXEMPLE
À titre d'exemple, le calcul thermique de stock est une maison d'un étage ordinaire avec quatre salles de séjour, cuisine, salle de bains, un « jardin d'hiver » et cellier.
Fundam de monolithique dalle en béton armé (20 cm), les parois extérieures - béton (25 cm) de plâtre, ciment - le chevauchement des poutres en bois, toit - métal et laine minérale (10 cm)
On note les paramètres initiaux de la maison, nécessaires pour les calculs.
Dimensions du bâtiment:
- hauteur du plancher - 3 m;
- Un petit front de boîte et arrière du bâtiment en 1470 * 1420mm;
- grande façade de la fenêtre 2080 * 1420mm;
- porte d'entrée 2000 * 900 mm;
- le dos de la porte (accès à la terrasse) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.
La largeur totale de 9,5 mètres de construction2, Longueur 16 m2. Ne sera salon chauffé (4 pcs.), Une salle de bains et une cuisine.
Pour un calcul précis de la perte de chaleur vers les parois de la zone des parois externes est nécessaire de soustraire la zone des fenêtres et des portes - est un type différent de sa résistance thermique du matériau
Nous commençons par le calcul de la zone de matériau homogène:
- surface de plancher - 152 m2;
- zone de toit - 180 m2Compte tenu de la hauteur du grenier 1,3 m et la largeur de la piste - 4 m;
- zone de fenêtre - * 1,47 * 3 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m2;
- zone de porte - 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m2.
La surface des parois extérieures est égale à 51 * 3-9.22-7.4 = 136,38 m2.
Nous passons au calcul des pertes de chaleur dans chaque matériau:
- Qétage= S * AT * k / j = * 20 * 152 0,2 / 1,7 = 357,65 W;
- Qtoit= 180 * 40 * 0,1 / 0,05 = 14 400 W;
- Qfenêtre= 9,22 * 40 * 0,36 / 0,5 = 265,54 W;
- Qportes= * 40 * 7,4 0,15 / 0,75 = 59,2 Watts;
et Qmur équivalent à 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546. La somme de toutes les pertes de chaleur sera 19628.4 watts.
En conséquence, on calcule la production de chaleur: Pchaudière= Qperte* Sotapliv_komnat* K / = 19628,4 * 100 (10,4 + 10,4 + 13,5 + 27,9 + 14,1 + 7,4) * 1,25 / 100 = 19628,4 * 83,7 * 1,25 / 100 = 20536,2 = 21 kW.
Le calcul du nombre de radiateurs sections de proizvedom pour l'une des chambres. Pour tous les autres calculs sont similaires. Par exemple, une zone de 10,4 m2 coin de la pièce (coin gauche en bas du circuit).
Par conséquent, N = (100 * k1 * k2 * k3 k4 * * * k5 k6 k7 *) / C = (100 * 10,4 * 1,0 * 1,0 * 0,9 * 1,3 * 1,2 * 1,0 * 1,05) /180=8.5176=9.
Pour ce radiateur de chauffage de la pièce 9 besoin de sections de transfert de chaleur 180 watts.
On procède à la quantité de calcul dans le système de liquide de refroidissement - W = 13,5 * 13,5 * P = 21 = 283,5 litres. Par conséquent, la vitesse d'écoulement sera: V = (0,86 * P * μ) / AT = (0,86 * 21000 * 0,9) /20=812.7 l.
En conséquence, une révolution complète de tout le volume de liquide de refroidissement dans le système sera équivalent à 2,87 fois en une heure.
Sélection d'articles sur les calculs thermiques vous aideront à déterminer les paramètres exacts des éléments du système de chauffage:
- Calcul du système de chauffage d'une maison privée: règles et exemples de calcul
- calcul thermique du bâtiment: et la spécificité de la formule effectuant des calculs + exemples pratiques
Conclusions et vidéos utiles sur le sujet
Calcul simple du système de chauffage pour les maisons privées est présenté dans le tableau suivant:
Toutes les subtilités et les méthodes communes bâtiments de chaleur erreur de calcul sont présentés ci-dessous:
Une autre option pour le calcul de la fuite de chaleur dans une maison privée typique:
Cette vidéo raconte les caractéristiques de la circulation du transporteur d'énergie pour le chauffage des maisons:
calcul thermique du système de chauffage est individuel, il est nécessaire d'effectuer compétence et de précision. Le calcul plus précis à réaliser, moins devront payer les propriétaires d'une maison de campagne en fonctionnement.
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