Parametri di base e metodi di calcolo del riscaldamento

GOST R 54860-2011 regola la necessità di calcoli durante l'organizzazione delle comunicazioni di fornitura di calore. Prima di organizzare la linea, il proprietario deve determinare i parametri richiesti della caldaia e delle batterie. Vengono inoltre eseguiti calcoli di riscaldamento per stabilire l'efficienza energetica dell'apparecchiatura e la probabile perdita di calore.

Parametri di progettazione

La tecnologia di calcolo consente di selezionare un sistema di riscaldamento adatto in termini di potenza e lunghezza per una casa o un appartamento. Il calcolo viene eseguito sulla base di diversi valori iniziali:

• area dell'edificio, la sua altezza dal soffitto al pavimento, volume interno;
• il tipo di oggetto e la presenza di altri edifici adiacenti;
• materiali per la costruzione del tetto, pavimento e soffitto;
• il numero di aperture di finestre e porte;
• destinazione d'uso di parti della casa;
• la durata della stagione di riscaldamento e la temperatura media in un determinato periodo;
• caratteristiche della rosa dei venti e geografia del territorio;
• probabile temperatura ambiente;
• specifiche dei punti di collegamento alla fornitura di gas, elettricità e acqua.

È necessario tenere in considerazione l'isolamento di porte, finestre e pareti.

Calcoli per volume di stanze

Il calcolo per il riscaldamento, effettuato dal volume dello spazio abitativo, si distingue per l'accuratezza dei dati. È consigliabile considerarlo utilizzando un esempio: una casa di 80 m2 nella regione di Mosca con un'altezza del soffitto di 3 m, 6 finestre e 2 porte che si aprono verso l'esterno. L'algoritmo delle azioni sarà il seguente:

1. Calcolo del volume totale dell'edificio. Vengono riassunti i parametri di ogni stanza o viene utilizzato il principio generale - 80x3 = 240 m3.
2. Contando il numero di aperture in uscita - 6 finestre + 2 porte = 8.
3. Determinazione del coefficiente regionale per la regione di Mosca, che appartiene alla zona centrale della Federazione Russa. Sarà 1.2. Il valore per le altre regioni può essere trovato nella tabella.

4. Contando per un cottage di campagna. Il primo valore ottenuto viene moltiplicato per 60: 240x60 = 14.400.
5. Moltiplicazione per correzione regionale. 14 400x1.2 = 17 280.
6. Moltiplicando il numero di finestre per 100, porte per 200 e sommando il risultato: 6x100 + 2x200 = 1000.
7. Sommando i dati ottenuti nelle fasi n. 5 e n. 6: 17 280 + 1000 = 18 280.

La potenza dell'impianto di riscaldamento sarà pari a 18.280 W senza tenere conto dei materiali delle pareti portanti, della pavimentazione e delle caratteristiche di isolamento termico della casa. Non c'è correzione per la ventilazione naturale nei calcoli, quindi il risultato sarà approssimativo.

Calcoli per numero di piani

I residenti di un condominio pagano le utenze in base al numero di piani. Più alta è la casa, più economico è riscaldarla. Per questo motivo il calcolo dell'impianto di riscaldamento è legato all'altezza dei soffitti:

• non più di 2,5 m - coefficiente 1;
• da 3 a 3,5 m - coefficiente 1,05;
• da 3,5 a 4,5 - coefficiente 1,1;
• da 4,5 - coefficiente 2.

Puoi calcolare le comunicazioni usando la formula N = (S * H ​​​​* 41) / Cdove:

• no - il numero di sezioni del radiatore;
• S è l'area della casa;
• C - potenza termica di una batteria, indicata nel passaporto;
• H - l'altezza della stanza;
• 41 Watt - calore consumato per riscaldamento 1 m3 (valore empirico).

I calcoli tengono conto anche del piano di residenza, dell'ubicazione dei locali, della presenza del sottotetto e del suo isolamento termico.

Per i locali al primo piano di un edificio di tre piani viene fissato un coefficiente di 0,82.

Selezione di una caldaia per il riscaldamento

I gruppi termici, a seconda della destinazione d'uso, sono monocircuito e doppio circuito, installabili a parete ea pavimento. Le caldaie differiscono anche per il tipo di combustibile.

Modifiche del gas

I produttori producono vari dispositivi, quindi quando si sceglie è necessario prestare attenzione ai seguenti fattori:

• Lo scopo dell'installazione di comunicazioni di riscaldamento. Le opzioni a circuito singolo vengono utilizzate per il riscaldamento, le opzioni a doppio circuito con una caldaia incorporata per 150-180 litri possono fornire acqua calda a una casa e riscaldarla.
• Il numero di scambiatori di calore in un modello a doppio circuito. L'unico elemento bitermico riscalda l'acqua come vettore di calore e allo stesso tempo risorsa di approvvigionamento di acqua calda. Nelle versioni a due il primario di riscaldamento viene utilizzato per il riscaldamento, il secondario viene utilizzato per il riscaldamento dell'impianto ACS.
• Materiale dello scambiatore di calore. La ghisa accumula calore a lungo e non si corrode, l'acciaio è praticamente insensibile alle fluttuazioni di temperatura.
• Tipo camera di combustione. La camera aperta lavora a tiraggio naturale, quindi la caldaia necessita di un locale separato con una buona ventilazione. L'unità chiusa rimuove i prodotti della combustione attraverso un camino orizzontale coassiale.
• Caratteristiche di accensione. In modalità di accensione elettrica, lo stoppino brucerà continuamente, ma l'apparecchiatura ha bisogno di elettricità per funzionare. I modelli con accensione piezoelettrica sono indipendenti, ma si accendono manualmente.

Le unità a gas a condensazione con economizzatore d'acqua differiscono nelle prestazioni, ma la tariffa del carburante è quasi raddoppiata.

Modelli elettrici

I dispositivi si distinguono per funzionamento quasi silenzioso, compattezza e funzionamento sicuro. I proprietari di case e cottage estivi possono acquistare modifiche:

• Su resistenze tubolari. I dispositivi con elementi riscaldanti sono adatti per il montaggio a parete, automatizzati, ma spesso si rompono a causa delle incrostazioni.
• Sugli elettrodi. Piccoli dispositivi collegati a un circuito di due o più batterie. La caldaia è efficiente, dotata di impostazioni di temperatura, ma è sensibile al liquido di raffreddamento.
• Induzione. Dotati di un sistema di protezione dal surriscaldamento, riscaldano rapidamente il liquido di raffreddamento, hanno un'efficienza del 97%.

Le caldaie a induzione sono apparecchiature costose.

Unità combinate

Riscaldano qualsiasi ambiente, possono funzionare in modalità universale e con due o tre tipi di combustibile. Il tipo di alimentazione è selezionato dall'utente:

• combustibile solido + gas;
• combustibile solido + elettricità;
• gas + elettricità;
• benzina + gasolio.

Un tipo di risorse di carburante è il principale, il secondo è ausiliario, che non riscalda la casa, ma mantiene solo un normale regime di temperatura.

Caldaie a combustibile solido

Lavorano su legno, segatura, carbone, coke, bricchette speciali, si distinguono per sicurezza e facilità d'uso. Per una casa privata, puoi ritirare unità:

• Classico. Funzionano secondo il principio della combustione diretta, il focolare va riempito ogni 5-6 ore.
• Pirolisi. Funzionano secondo il principio della postcombustione dei gas residui in una camera speciale. Il carburante viene caricato ogni 12-14 ore.

I dispositivi richiedono un camino con un buon tiraggio e sono installati in una stanza separata. L'utente deve pulire periodicamente la camera di combustione da fuliggine e catrame.

Dispositivi a combustibile liquido

Funzionano a gasolio, quindi sono collocati in una stanza separata. Il locale caldaia è dotato di una cappa di aspirazione e di un sistema di ventilazione di alta qualità. L'olio pesante viene conservato in contenitori sigillati in una stanza separata. Tutti i dispositivi a combustibile liquido sono automatizzati, produttivi e hanno una grande potenza.

Caratteristiche del calcolo delle perdite di calore

Molto spesso, il calore dipende dal materiale del pavimento, dalla superficie del soffitto, dalle pareti, dal numero di aperture e dalle caratteristiche dell'isolamento. È possibile calcolare il riscaldamento autonomo tenendo conto della perdita di calore in una casa privata usando l'esempio di una stanza d'angolo con una superficie di 18 m2 e un volume di 24,3 m3. Si trova al 1° piano, ha soffitti di 2,75 m, oltre a 2 pareti esterne in legno di 18 cm di spessore con rivestimento in cartongesso e carta da parati. La camera ha 2 finestre con dimensioni 1,6x1,1 M. Il pavimento è in legno, coibentato, con piano interrato.

Calcolo della superficie:

• Parete esterna senza finestre - S1 = (6 + 3) x 2,7 - 2 × 1,1 × 1,6 = 20,78 m2.
• Finestre - S2 = 2 × 1,1 × 1,6 = 3,52 m2.
• Piano - S3 = 6 × 3 = 18 m2.
• Soffitto - S4 = 6 × 3 = 18 m2.

Calcolo della dispersione termica delle superfici, Q1:

• Parete esterna - S1 x 62 = 20,78 x 62 = 1289 W.
• Finestre - S2 x 135 = 3 × 135 = 405 W.
• Soffitto - Q4 = S4 x 27 = 18 × 27 = 486 W.

Calcolo della dispersione termica totale sommando i dati. Q5 = Q + Q2 + Q3 + Q4 = 2810 W.

La perdita di calore totale di una stanza in una giornata fredda è di -2,81 kW, ovvero la stessa quantità di calore viene fornita in aggiunta.

Calcolo idraulico

Puoi calcolare l'idraulica per il riscaldamento posata in una casa privata se conosci:

• configurazione della linea, tipo di tubazione e raccordi;
• il diametro dei tubi nelle sezioni principali;
• parametri di pressione nelle diverse zone;
• perdita di pressione da parte del vettore di calore;
• metodo di collegamento idraulico degli elementi di rete del riscaldamento.

Ad esempio, è possibile utilizzare una linea gravitazionale a due tubi con i seguenti parametri:

• carico termico calcolato - 133 kW;
• temperature - tg = 750 gradi, tо = 600 gradi;
• portata di progetto del liquido di raffreddamento - 7,6 metri cubi all'ora;
• metodo di collegamento alla caldaia - distributore orizzontale idraulico;
• temperatura costante mantenuta dall'automazione durante tutto l'anno - 800 gradi;
• la presenza di un regolatore di pressione - all'ingresso di ciascuno dei distributori;
• tipo di conduttura - distribuzione metallo-plastica, acciaio per la fornitura di calore.

Per comodità dei calcoli, puoi utilizzare diversi programmi online o una calcolatrice speciale. HERZ C.O. 3,5 conteggi secondo il metodo della perdita di pressione lineare, DanfossCO è adatto per sistemi a circolazione naturale. Durante il calcolo, è necessario scegliere i parametri per la temperatura: gradi Kelvin o Celsius.

Diametro della tubazione

La differenza tra la temperatura del liquido di raffreddamento raffreddato e quella calda in un sistema a due tubi è di 20 gradi. L'area della stanza è di 18 quadrati, i soffitti sono alti 2,7 m, la circolazione della rete di riscaldamento di tipo forzato. I calcoli si fanno in questo modo:

1. Determinazione dei dati medi. Il consumo energetico è di 1 kW per 30 m3, la riserva di potenza termica è del 20%.
2. Calcolo del volume della stanza. 18 x 2,7 = 48,6 m³.
3. Determinazione dei costi energetici. 48,6 / 30 = 1,62 kW.
4. Trovare riserve di potenza con tempo freddo. 1,62x20% = 0,324kW.
5. Calcolo della potenza totale. 1,62 + 0,324 = 1,944kW.

Il diametro del tubo adatto può essere trovato nella tabella.

Il valore della potenza totale deve essere scelto il più vicino possibile al risultato del calcolo.

Parametri di pressione

La perdita di pressione totale è la perdita di pressione in ciascuna sezione. Questo valore è calcolato come la somma delle perdite per attrito del portatore di calore in movimento e della resistenza locale. Algoritmo di conteggio:

1. Cerca la pressione locale nel sito utilizzando la formula di Darcy-Weisbach.
2. Cerca il coefficiente di attrito idraulico utilizzando la formula di Alshutl.
3. Utilizzo di dati tabulari tenendo conto del materiale del tubo.

I chilogrammi all'ora possono essere convertiti in litri al minuto.

Bilanciamento idraulico

Il bilanciamento idraulico è un passaggio necessario per bilanciare le perdite d'acqua. I calcoli vengono effettuati in base al carico di progetto, resistività e parametri tecnici dei tubi, resistenza locale delle sezioni. Sarà inoltre necessario considerare le caratteristiche di installazione delle valvole.

Algoritmo per il calcolo delle caratteristiche di resistenza tecnologia:

1. Calcolo delle perdite di carico per 1 kg/h del liquido di raffreddamento. Si misurano in ∆P, Pa e sono proporzionali al quadrato della portata d'acqua nella sezione G, kg/h.
2. Utilizzando il coefficiente di resistenza locale e la somma di tutti i parametri.

Informazioni e pressione dinamica del tubo sono disponibili nelle istruzioni del produttore.

Caratteristiche del conteggio del numero di radiatori

Per calcolare il numero di elementi del radiatore, è necessario tenere conto del volume dell'edificio, delle sue caratteristiche di progettazione, del materiale delle pareti e del tipo di batterie. Ad esempio: una casa a pannelli con un flusso di calore di 0,041 kW. È necessario calcolare il numero di batterie per una stanza di 6x4x2,5 m.

Algoritmo di calcolo:

1. Determinazione del volume della stanza. 6x4x2,5 = 60 m3.
2. Moltiplicando l'area della stanza per il flusso di calore per calcolare la quantità ottimale di energia termica Q. 60 × 0, 041 = 2,46 kW.
3. Cercare il numero di sezioni N. Il risultato della fase 2 viene diviso per la portata termica di un radiatore. 2,46 / 0,16 = 15,375 = 16 sezioni.
4. Selezione dei parametri del radiatore dalla tabella.

La durata massima di una linea in ghisa è di 10 anni.

Calcolo della potenza della caldaia

Il calcolo del calore utile per il riscaldamento di ogni ambiente prevede il calcolo della potenza dell'impianto di riscaldamento. Dopo averlo imparato, puoi creare un regime di temperatura ottimale. La potenza della caldaia è calcolata dalla formula W = S x Wud / 10dove:

• S - indicatore dell'area della stanza;
• Legna - parametri di potenza specifica per 10 metri cubi di locale.

L'indicatore di potenza specifico dipende dalla regione di residenza. Si trova nella tabella:

Un esempio di calcolo della potenza termica di una caldaia collegata all'impianto di riscaldamento per un locale di 100 mq nella Regione Centrale sarà il seguente: 100x1,25 / 10 = 12 kW.

Viene spesso utilizzato un calcolo approssimativo: una caldaia da 10 kW riscalderà 100 m2.

Come scegliere i dispositivi di riscaldamento

In termini di design esterno, i dispositivi di riscaldamento sono simili, ma durante la selezione devono essere prese in considerazione le caratteristiche del design.

Dispositivi di convezione

I riscaldatori generano rapidamente calore mediante la circolazione di correnti d'aria. Nella parte inferiore dei convettori sono presenti delle aperture per la presa d'aria, all'interno del corpo è presente un elemento riscaldante che riscalda i flussi. Le apparecchiature di convezione sono:

• Gas - collegato alla rete domestica oa una bombola. Le unità sono efficienti dal punto di vista energetico, ma la loro installazione deve essere coordinata con le autorità di regolamentazione.
• Acqua: collegata dal basso o lateralmente, si riscalda rapidamente. I dispositivi non sono adatti per stanze con soffitti alti.
• Elettrico: collegato alla rete, ha un'efficienza fino al 95%, a basso rumore. Lo svantaggio è l'elevato consumo energetico.

Il riscaldamento di 10 m2 di superficie con convettori richiede 1 kWh di energia.

Sistemi di radiatori

Sono collegati alla rete di riscaldamento in modo inferiore, laterale o universale. Prodotto dai seguenti materiali:

• L'alluminio è leggero, si riscalda rapidamente e consuma calore.La connessione filettata della valvola di ingresso superiore è di scarsa qualità.
• Bimetallico - dotato di anima in acciaio e corpo in alluminio. Resistono all'alta pressione, ma sono costosi.
• Ghisa: ha un'elevata capacità termica e un lungo raffreddamento. Gli svantaggi dei dispositivi includono il riscaldamento lento e il peso elevato.

Le batterie in alluminio non sopportano le fluttuazioni di pressione e non sono adatte per gli appartamenti.

Installazioni di radiatori convettivi

Sono implementati collegando un pavimento riscaldato ad acqua e radiatori e sono utilizzati nelle case di campagna nelle regioni server. Efficace per riscaldare ambienti angolari o vetrati. Sotto le finestre possono essere installate batterie componibili (4-16 celle) o a pannello (un pezzo). I pavimenti caldi al primo piano sono rivestiti con piastrelle di ceramica, al secondo con qualsiasi materiale.

Regole di installazione per i dispositivi di riscaldamento

I requisiti normativi per l'installazione sono enunciati in diversi SNiP e prevedono:

1. Controllo di sicurezza della temperatura del radiatore - non più di 70 gradi.
2. Rimozione batterie a 10 cm dal lato del muro, 6 cm dal pavimento, 5 cm dal fondo del muro, 2,5 cm dal rivestimento in gesso.
3. La presenza di un flusso termico nominale è di 60 W inferiore a quello calcolato.
4. Effettuare connessioni all'interno della stessa stanza.
5. Disponibilità di valvole di regolazione automatica negli alloggi e regolazioni manuali in bagni, bagni, spogliatoi, ripostigli.
6. Rispetto della pendenza del rivestimento lungo il movimento del liquido di raffreddamento di 5-10 mm.
7. Collegamento filettato di dispositivi in ​​alluminio e rame.
8. Riempimento costante del sistema con un liquido di raffreddamento.

I documenti hanno anche rilevato la necessità di un'ispezione preventiva e di una pulizia dei dispositivi dalla polvere prima dell'inizio del periodo di riscaldamento e una volta ogni 3-4 mesi durante il funzionamento.

Il calcolo termico per le comunicazioni di riscaldamento viene eseguito su base individuale. L'efficienza energetica, la sicurezza e la facilità d'uso del sistema dipendono dall'accuratezza e dall'accuratezza dei calcoli.