Termisk värmesystem beräkning: principen för lastberäkning

Design och termisk utformning av värmesystemet - ett obligatoriskt steg i regenerering av uppvärmning av bostäder. Huvuduppgiften för datorverksamhet - att definiera de optimala parametrarna för panna och radiatorsystem.

Håller med, vid en första anblick kan det tyckas att genomförandet av beräkningen av uppvärmning endast av ingenjören. Men inte så svårt. Att veta sekvens av åtgärder, du får utföra de nödvändiga beräkningarna.

Papperet presenterar i detalj förfarandet för beräkning och ger alla nödvändiga formler. För en bättre förståelse, har vi förberett ett exempel på termiska beräkningar för ett privat hem.

Termisk värme beräkning: totala order

Klassisk termisk beräkning av värmesystemet är en konsoliderad tekniskt dokument som innehåller de erforderliga standard inkrementella beräkningsmetoder.

Men innan att studera dessa Beräkning av nyckelparametrar nödvändigt att bestämma själva konceptet av värmesystemet.

Värmesystemet kännetecknas av ofrivillig forcerad matning och avlägsnande av värme i rummet.

De viktigaste uppgifterna för beräkning och utformning av värmesystemet:

• mest tillförlitligt bestämma värmeförlust;
• bestämma mängden och villkor för användning av kylmediet;
• att noggrant välja de element som genererar rekylrörelsen och värme.

Under byggandet värmesystem måste du först göra en samling av olika data om rum / byggnad där värmesystemet kommer att användas. Efter att ha gjort beräkningen av termiska parametrar i systemet, analysera resultaten av aritmetiska operationer.

podobirayut komponenter i uppvärmningssystemet med efterföljande köp på grundval av de data som erhållits, installation och idrifttagning.

Det är anmärkningsvärt att denna metod möjliggör beräkning av värme som är tillräcklig för att exakt beräkna ett stort antal variabler, som specifikt beskriver framtida värmesystem.

Som ett resultat kommer termisk beräkning att finnas tillgänglig på följande information:

• antal värmeförluster, kraftpanna;
• antal och typ av värmesänka för varje rum separat;
• hydrauliska egenskaper hos rörledningen;
• volym, flödeshastigheten Värmepump makt.

Termisk beräkning - det är inte en teoretisk kontur, men ganska exakta och giltiga resultat, vilka rekommenderas att användas i praktiken i valet av värmesystemet.

Normer temperaturlägen lokaler

Före varje beräkningar av systeminställningarna, måste du åtminstone vet ordningen av de förväntade resultaten, samt hålla tillgängliga standardiserade egenskaper hos vissa tabellvärden som skall substitueras i formeln eller orientera till dem.

Utför beräkningen parameter med dessa konstanter kan vara säker på tillförlitligheten hos den önskade dynamiska eller permanent systemparameter.

För uppvärmning av en sådan global parameter är temperaturen i rummet, som bör vara konstant oberoende av tid på året och de omgivande betingelserna.

Enligt bestämmelserna i sanitära normer och regler det finns skillnader i temperatur med avseende på sommaren och vintern period av året. För rumstemperatur regimen på sommaren luftkonditioneringssystemet uppfyller principen för dess beräkning anges i detalj i den här artikeln.

Men rummet lufttemperaturen på vintern är utrustad med värme. Så vi är intressant utbud av temperaturer och deras toleransavvikelser för vintersäsongen.

De flesta regler stipulerar följande temperaturområden som gör det möjligt för en person att vara bekväm i rummet.

För bostäder kontorstyp Utrymme 100 m²:

• 22-24 ° C - optimal temperatur;
• 1 ° C - Tillåtna variationer.

Förbättring för kontors typ område på 100 m² temperaturen är 21-23 ° C För icke-bostadshus som industritemperaturintervall varierar beroende på destination lokaler och etablerade säkerhetsstandarder.

När det gäller de lokaler: lägenheter, villor, herrgårdar, osv... det finns vissa temperaturområden som kan justeras beroende på önskemål från de boende.

Och ändå har vi för den specifika lokaler lägenheter och hus:

• 20-22 ° C - bostäder, inklusive en barnrummet, en tolerans på ± 2 ° C -
• 19-21 ° C - kök, toalett, tolerans ± 2 ° C;
• 24-26 ° C - badrum, dusch, pool, tolerans ± 1 ° C;
• 16-18 ° C - korridorer, korridorer, trappor, lagring, tolerans av + 3 ° C

Det är viktigt att notera att det finns flera viktiga parametrar som påverkar temperaturen i rummet och som behöver styras i beräkningen Värmesystem: fuktighet (40-60%), koncentrationen av syre och koldioxid i luften (250: 1), hastigheten på luftrörelser (0,13-0,25 m / s) och m. p.

Beräkning av värmeförluster i huset

Enligt termodynamikens andra lag (School fysik) det inte finns någon spontan överföring av energi från en mindre upphettas till en mer uppvärmd mini eller makroobjektiv. Ett särskilt fall av denna lag är "lust" för att skapa en termisk jämvikt mellan de två termodynamiska system.

Till exempel, det första systemet - miljö med en temperatur av -20 ° C, det andra systemet - en byggnad med en inre temperatur av + 20 ° C. Detta vilseledande enligt lagen, kommer de två systemen tenderar till jämvikt genom energiutbyte. Detta kommer att ske via värmeförlusterna från det andra kylsystemet och den första.

Under värmen förluster innebar en ofrivillig frigöring av värme (energi) från ett objekt (hus, lägenhet). För en vanlig lägenhet, är denna process inte så "synlig" i jämförelse med den privata hem eftersom lägenheten belägen inne i byggnaden och "intill" till andra lägenheter.

I ett privat hus genom ytterväggar, golv, tak, fönster och dörrar i varierande grad "out" värme.

Att veta hur mycket värme för de mest ogynnsamma väderförhållanden och egenskaperna hos dessa förhållanden är det möjligt att exakt beräkna uppvärmningseffekten.

Sålunda är mängden värmeförlust från en byggnad beräknas med hjälp av följande formel:

Q = Q_våning+ Q_vägg+ Q_fönster+ Q_tak+ Q_dörr+... + Q_jagvar

Qi - mängden av värmeförlusten från enhetligt utseende av klimatskalet.

Varje komponent i formeln beräknas som:

Q = S * AT / Rvar

• Q - värmeläckage, V;
• S - området för den speciella typ av konstruktion, q. m;
• AT - skillnad omgivande luftens temperatur och inomhusmiljön, ° C;
• R - värmemotstånd av en viss konstruktionstyp, m²* ° C / Watt.

Själva värdet av den termiska resistansen för de faktiskt befintliga material rekommenderas att ta från de stödjande tabeller.

Vidare kan den termiska resistansen erhållas med användning av följande samband:

R = d / kvar

• R - termisk resistans (m²* K) / W;
• k - värmeledningskoefficienten hos materialet (W / m²* K);
• d - tjockleken på materialet, m.

I äldre hus med fuktig takkonstruktion värmeläckage inträffar genom den övre delen av byggnaden, nämligen taket och loft. Genomförandet av åtgärder för att takskott eller isolering av mansardtak lösa detta problem.

I huset finns det flera typer av värmeförluster genom sprickor i konstruktioner, ventilation, spiskåpan, öppna dörrar och fönster. Men ta hänsyn till deras volym inte vettigt, eftersom de är mer än 5% av det totala antalet stora värmeförluster.

Bestämning av panneffekt

Till stöd för skillnaden i temperatur mellan omgivningen och temperaturen inne i huset kräver ett autonomt värmesystem som upprätthåller den önskade temperaturen i varje rum i ett privat hus.

Grundval av värmesystemet är de olika typer av pannor: Vätskor eller fast bränsle, elektrisk eller gas.

Pannan - en centralenhet uppvärmning som genererar värme. Den främsta kännetecken är dess kapacitet panna, nämligen omvandlingshastigheten hos värmemängd per tidsenhet.

Beräkningen av den termiska belastningen på uppvärmnings erhålla den erfordrade nominella utsignalen från pannan.

För normal sovrum panneffekt beräknas genom området och effekttätheten:

P_panna= (S_rum* P_specifik)/10var

• S_rum- Total yta på uppvärmt utrymme;
• P_udellnaya- effekttäthet med avseende på klimatförhållanden.

Men denna formel tar inte hänsyn till värmeförluster, vilket är tillräckligt i ett privat hem.

Det finns ett annat förhållande, som tar hänsyn till denna parameter:

P_panna= (Q_förlust* S) / 100var

• P_panna- panneffekt;
• Q_förlust- värmeförlusten;
• S - uppvärmd yta.

Den uppskattade kraften i pannan måste ökas. Beståndet behövs om du planerar att använda pannan för uppvärmning av vatten för badrum och kök.

För att tillhandahålla strömförsörjning av pannan i den sista formeln är det nödvändigt att lägga till en säkerhetsfaktor K:

P_panna= (Q_förlust* S * K) / 100var

K - kommer att vara lika med 1,25, det vill säga, kommer den beräknade pannkapaciteten höjas med 25%.

Sålunda, kraften i pannan ger möjlighet att bibehålla lufttemperaturen i de regulatoriska byggnaden rum, och har en initial och ytterligare volym av varmvatten i byggnaden.

Funktioner urval av radiatorer

Standardkomponenter ger inomhus värmeradiatorer är panelsystem "varm" golv, konvektorer och liknande. D. De vanligaste delarna av värmesystemet har radiatorer.

Kylfläns - en speciell ihålig utformning av modulära typen av legering med hög emissions. Den är gjord av stål, aluminium, gjutjärn, keramik, och andra legeringar. princip åtgärder radiator reduceras till energi strålning från kylvätskan i utrymmet i rummet genom "kronblad".

Det finns flera tekniker beräkning radiatorer i rummet. Nedanstående lista över sätt att sorteras i ordning efter ökande precision.

Varianter av datorer:

1. efter område. N = (S * 100) / C, där N - antalet sektioner, S - Area (m²), C - en värmeöverföringsradiatorsektioner (W, tagen från pass eller ett certifikat i produkten), 100 W - numret på det värmeflöde som erfordras för uppvärmning 1m² (Empirisk värde). Frågan uppstår: hur man tar hänsyn till höjden av taket i rummet?
2. volym-. N = (S * H ​​* 41) / C, där N, S, C - på liknande sätt. H - höjden på rummet 41 W - numret på det värmeflöde som erfordras för uppvärmning 1m³ (Empirisk värde).
3. från koefficienterna. N = (100 * S * k1 * k2 * k3 k4 * * * k5 k6 k7 *) / C, där N, S, C, och 100 - på liknande sätt. K1 - bokföring av antalet kameror i rutan fönstret i rummet, k2 - värmeisolering av väggar, K3 - förhållandet av arean av fönster till golvyta, K4 - genomsnittlig minus temperaturen i den kallaste veckan av vintern, K5 - antalet av de yttre väggarna i rummet (som är "ute" på gatan), K6 - Typ av topp faciliteter, K7 - höjd tak.

Detta är den mest exakta versionen för att beräkna antalet sektioner. Naturligtvis är avrundning av bråkberäkningsresultat alltid utföras till nästa heltal.

Hydraulisk beräkning av vattenförsörjning

Naturligtvis kan "måla" beräkningen av värme för uppvärmning inte vara komplett utan att beräkna egenskaper såsom volym och kylvätska hastighet. I de flesta fall utför kylmediet vanligt vatten i flytande eller gasformigt aggregattillstånd.

Beräkning av den volym vatten som värms pann dubbla krets för att åstadkomma åkande med varmt vatten och upphettning av kylvätska, Den är gjord genom att tillsätta den inre volymen av värmekretsen och de verkliga behoven hos användare i den upphettade vatten.

Volymen av varmt vatten i värmesystemet beräknas genom formeln:

W = k * Pvar

• W - volym av värmebärare;
• P - värmeeffekten av pannan;
• k - effektförhållande (antal gallon per enhet av effekten är lika med 13,5, intervall - 10-15 L).

Som ett resultat, är den slutliga formel som följer:

W = 13,5 * P

kylmedel hastighet - Slut dynamisk uppskattning värmesystem som kännetecknar hastigheten för fluidcirkulation i systemet.

Detta värde hjälper till att bedöma vilken typ och diameter av rörledningen:

V = (0,86 * P * μ) / ATvar

• P - panneffekt;
• μ - effektiviteten i pannan;
• AT - temperaturskillnaden mellan det tillförda vattnet och vattenreturflöde.

Med användning av ovanstående metoder hydraulisk beräkningDet är möjligt att få den verkliga parametrar, som är "grunden" för framtiden för värmesystemet.

EXEMPEL termisk beräkning

Som ett exempel, är den termiska beräkning av lager en vanlig en-plans hus med fyra vardagsrum, kök, badrum, en "vinterträdgård" och förråd.

Vi betecknar de initiala parametrarna i huset, som är nödvändiga för beräkningarna.

Bygg dimensioner:

• golvhöjd - 3 m;
• En liten ruta framsidan och baksidan av byggnaden i 1470 * 1420mm;
• stort fönster fasad 2080 * 1420mm;
• ingångsdörr 2000 * 900 mm;
• baksidan av dörren (tillgång till terrassen) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Den totala bredden av 9,5 meter av konstruktion², Längd 16 m². Kommer bara värmas vardagsrum (4 st.), Ett badrum och kök.

Vi börjar med beräkningen av området med homogent material:

• golvyta - 152 m²;
• Takområdet - 180 m²Med hänsyn till höjden av vinden 1,3 m och bredden av körningen - 4 m;
• Fönsterområde - 3 * 1,47 * 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m²;
• Dörrområdet - 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m².

Området för de yttre väggarna kommer att vara lika med 51 * 3-9.22-7.4 = 136,38 m².

Vi vänder oss till beräkning av värmeförluster i varje material:

• Q_våning= S * AT * k / d = 152 * 20 * 0,2 / 1,7 = 357,65 W;
• Q_tak= 180 * 40 * 0,1 / 0,05 = 14400 W;
• Q_fönster= 9,22 * 40 * 0,36 / 0,5 = 265,54 W;
• Q_dörrar= 7,4 * 40 * 0,15 / 0,75 = 59,2 watt;

och Q_vägg ekvivalent med 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546. Summan av alla värmeförluster blir 19628.4 watt.

Som ett resultat, vi beräkna värmeeffekt: P_panna= Q_förlust* S_{otapliv_komnat}* K / 100 = 19628,4 * (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.

Beräkning av antalet radiatorer proizvedom avsnitt för ett av rummen. För alla andra beräkningar är likartade. Till exempel, ett rum hörn (vänster nedre hörnet av krets) yta på 10,4 m2.

Hence, 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.

Till detta rum radiatorer 9 behöver värma överföringssektioner 180 watt.

Vi går vidare till beräkningen uppgår i kylsystemet - W = 13,5 * P = 13,5 * 21 = 283,5 liter. Hence, kommer flödeshastigheten vara: V = (0,86 * P * μ) / AT = (0,86 * 21000 * 0,9) /20=812.7 l.

Som ett resultat, kommer en fullständig revolution av all kylvätska volymen i systemet vara ekvivalent med 2,87 gånger i en timme.

Urval av artiklar om termiska beräkningar kommer att avgöra den exakta parametrarna för de delar av värmesystemet:

1. Beräkning av värmesystem i ett privat hus: regler och räkneexempel
2. Termisk beräkning av byggnaden: och specificiteten av formel utför beräkningar + praktiska exempel

Slutsatser och nyttiga videor på ämnet

Enkel beräkning av värmesystemet för privatbostäder presenteras i följande översikt:

Alla nyanser och vanliga metoder felbedömning värme byggnader visas nedan:

Ett annat alternativ för att beräkna värmeläckage i en typisk privat hus:

Denna video berättar om funktionerna i cirkulationen av energibärare för uppvärmning av bostäder:

Termisk beräkning av värmesystemet är individuell, är det nödvändigt att utföra ett kompetent och exakt. Ju mer exakt beräkning göras, desto mindre kommer att få betala ägarna av ett hus på landet i drift.

Du har erfarenhet av thermal design av värmesystemet? Eller har frågor i ämnet? Vänligen dela din åsikt och lämna kommentarer. återkopplingsenheten är belägen nedan.