Calcul independent al puterii componentelor sistemului de încălzire: pompe de circulație, cazane și radiatoare

Proiectarea oricărui sistem de încălzire începe cu calcularea parametrilor săi de bază. În primul rând, aceasta se referă la sarcina optimă de alimentare cu căldură. Prin urmare, înainte de a achiziționa echipamentul necesar, ar trebui să calculați puterea sistemului de încălzire: cazane, calorifere, pompe, baterii.

De ce ai nevoie de un calcul de încălzire

Sarcina definitorie a efectuării calculelor este de a optimiza costurile suplimentare. Puterea minimă necesară a cazanului de încălzire va afecta în mod direct consumul transportatorului de energie. Dar economiile ar trebui să fie în limite rezonabile.

Scopul principal al alimentării cu căldură este menținerea unui nivel confortabil de temperatură în locuințe. Acest lucru este influențat de puterea nominală a radiatoarelor de încălzire din fontă, pierderea de căldură a clădirii și parametrii cazanului.

Pentru selectarea corectă a echipamentului, trebuie să calculați corect parametrii acestuia. Acest lucru se poate face folosind programe specializate sau independent, folosind anumite formule.

În plus, experții recomandă calcularea puterii cazanului de încălzire și a altor componente ale sistemului pentru următoarele:

• Planificarea costurilor de achiziție a echipamentelor... Cu cât este mai mare puterea nominală a cazanului sau disiparea căldurii bateriei, cu atât costul acestora este mai mare. Ca urmare, acest lucru va afecta bugetul întregului eveniment pentru amenajarea furnizării de căldură;
• Programarea corectă a încărcării sistemului... Calculul corect al puterii pompei pentru încălzire vă va permite să aflați sarcina maximă și minimă a echipamentului atunci când se schimbă factorii externi - temperatura din exterior, în camerele casei;
• Modernizarea sistemului... Dacă costurile de încălzire sunt mari, scăderea acestora este o prioritate pentru a minimiza întreținerea. Pentru a face acest lucru, calculați puterea bateriei de încălzire și a altor componente.

După ce am decis că, fără a calcula datele de bază, este imposibil să începeți achiziționarea de materiale și componente pentru aranjarea alimentării cu căldură, ar trebui să alegeți metode de calcul. În primul rând, caracteristicile fiecărei componente sunt recunoscute separat - cazanul, pompa radiatorului. Apoi parametrii lor sunt introduși în programul de încălzire și verificați din nou. Aceeași metodologie este utilizată pentru a calcula încălzirea serii.

Tipul de purtător de energie utilizat afectează calculul puterii unui cazan de încălzire pe gaz. Este necesar să se decidă în prealabil ce tip de gaz va fi utilizat - principal sau lichefiat.

Determinarea pierderii de căldură la domiciliu

În prima etapă, este necesar să se calculeze corect cantitatea de căldură care va trece prin pereții exteriori, ferestrele și ușile clădirii. Funcționarea alimentării cu căldură trebuie să compenseze aceste pierderi și, pe baza datelor obținute, se va efectua un calcul suplimentar al capacității pompei de circulație pentru încălzire, cazan și baterii.

Parametrul definitoriu este rezistența la transferul de căldură al pereților și structurilor ferestrelor. Acesta este indicatorul invers al conductivității termice a materialelor. Este imposibil să selectați puterea cazanului de încălzire fără a cunoaște aceste valori. Prin urmare, înainte de a începe calculele, ar trebui să aflați grosimea pereților și materialul din care sunt confecționați.

Este recomandat să vă familiarizați cu conținutul SNiP II-3-79, precum și cu SNiP 23-02-2003.Aceste documente indică valorile standard ale rezistenței la transferul de căldură pentru diferite regiuni din Rusia. Cunoscându-le, puteți rezolva problema cum se calculează puterea unui radiator de încălzire. Fiecare material are o valoare specifică de transfer termic. Datele privind cele mai comune pentru construcția de clădiri rezidențiale pot fi preluate din tabelele standard.

Dar acest lucru nu este suficient pentru a calcula în continuare puterea caloriferelor de încălzire din oțel. În plus, va trebui să cunoașteți grosimea fiecărui tip de material utilizat pentru construirea pereților. Raportul dintre această valoare și coeficientul de transfer de căldură va fi valoarea dorită:

R = D / λ

Unde R - rezistenta la transferul de caldura;D - Grosimea materialului;Λ - rezistenta la transferul de caldura.

În viitor, aceasta va fi utilizată pentru a calcula puterea necesară a cazanului de încălzire. Este recomandat acest pas de calcul. Doar cunoașterea rezistenței efective a pereților puteți determina puterea nominală a întregului sistem de încălzire.

Calculul nu ia în considerare caracteristica trandafirului vântului pentru fiecare regiune specifică. Datele despre aceasta afectează calculul numai pentru clădirile cu mai multe etaje.

Caracteristici de calcul al puterii diferitelor cazane de încălzire

Pentru selectarea corectă a puterii cazanului de încălzire, acestea sunt determinate în prealabil cu locul de instalare al acestuia, tipul sistemului de încălzire (deschis, închis) și tipul de combustibil utilizat. În plus, se ia în considerare suprafața totală a casei și volumul acesteia. Aceste date vă vor permite să efectuați calculele în mai multe moduri.

Cea mai ușoară metodă pentru a calcula puterea echipamentului dvs. de încălzire este să utilizați doar suprafața casei. Pentru aceasta, se ia raportul standard, pentru încălzirea a 10 m² a camerei, trebuie consumat 1 kW de energie termică. Această metodă va funcționa numai pentru clădiri cu izolație termică bună și înălțimi standard ale tavanului. Dezavantajul său este eroarea sa mare. Deci, pentru o casă cu o suprafață de 150 m², conform calculului puterii cazanului de încălzire, va trebui să alegeți un model de 15 kW.

În plus, se aplică un factor de corecție, care depinde de locația clădirii. Apoi formula finală pentru calcularea puterii unui cazan de încălzire pe gaz va arăta astfel:

W = (S / 10) * K

Unde W - puterea nominală a cazanului;S - zona casei;K - factor de corectie.

Pentru regiunile centrale ale Rusiei K = 0,13; pentru latitudinile nordice, valoarea variază de la 0,15 la 0,2. La selectarea puterii cazanului de alimentare cu căldură pentru regiunile sudice, K = 0,08.

Calcule precise pot fi făcute numai după o determinare preliminară a coeficientului de transfer de căldură al pereților. Această tehnică a fost descrisă mai sus. Pentru început, găsim diferența de temperatură între aerul încălzit din exterior și din casă - Δt. Apoi, este necesar să se determine pierderea de căldură. Se găsesc după formula:

P = Δt / R

Unde R - pierderi de căldură acasă;Δt - diferența de temperatură;R - coeficientul de rezistență la transferul de căldură.

Mai mult, pentru a calcula puterea unui cazan de încălzire pe gaz, este necesar să se înmulțească aria pereților exteriori cu pierderi de căldură. De exemplu, să luăm o casă cu o suprafață de perete de 127 m², coeficientul rezistenței la transferul de căldură este de 0,502. Valoarea optimă a Δt ar trebui să fie 55. În acest caz, pierderea de căldură per m2 va fi egală cu:

P = 55 / 0,505 = 108 W / m2

Pe baza acestui fapt, puterea cazanului de alimentare cu căldură poate fi calculată:

L = 127 * 108 = 13,7 kW

În cele ce urmează, sarcina sistemului de încălzire este determinată la diferite valori de Δt. Se recomandă alegerea unui model de echipament cu o rezervă de putere mică - 10-15%. Acest lucru va permite extinderea sursei de căldură fără a înlocui cazanul și radiatoarele.

Pentru apartamentele cu izolație normală, puteți lua raportul de 41 W de căldură pe 1 m³ de volum al camerei într-o clădire cu panouri și 38 W într-o clădire din cărămidă. Dacă pereții au fost izolați, va trebui să faceți calculul de mai sus.

Calculul puterii radiatoarelor și bateriilor de încălzire

Dar, pe lângă cazan, caracteristicile tehnice ale altor componente afectează funcționarea sursei de căldură. Prin urmare, trebuie să știți cum să calculați puterea bateriei de încălzire. De fapt, transferul de căldură al energiei din apa fierbinte în aerul interior are loc în ea.

Pentru a calcula puterea bateriilor de încălzire, este necesar să se determine efectiv transferul lor de căldură. Acesta este numele procesului de transfer al căldurii dintr-un corp încălzit în aer în cameră. Există mai mulți factori care afectează această cifră. Principalul este materialul de fabricație. Cu cât rezistența la transferul de căldură a bateriei este mai mică, cu atât pierderile de căldură sunt mai mici. Totuși, odată cu aceasta, trebuie luat în considerare efectul stocării energiei. Acest lucru este observat în structurile din fontă. Deoarece pentru a calcula puterea bateriei de încălzire, este necesar să se cunoască nivelul de umplere cu apă fierbinte, ar trebui calculată suprafața totală a structurii. De aceasta depinde și transferul total de căldură.

Pentru calcule, este necesar să se determine Δt conform următoarei formule:

Δt = ((Tpod-Tobr) / 2) -Tpom

Unde Tpod, Tobr și TPom - temperaturi în debit, conducte de retur și în cameră.

Pentru a calcula puterea radiatoarelor de încălzire din fontă, veți avea nevoie de coeficientul de conductivitate termică al unui material specific și de suprafața totală a structurilor. Primul poate fi preluat din tabelele standard. Pentru modelele bimetalice, miezurile de oțel ale conductelor și suprafața de încălzire din aluminiu sunt luate în considerare la calcularea puterii radiatorului de încălzire.

Calculul se efectuează conform următoarei formule:

Q = Δt * k * S

Unde Î - capacitatea termică specifică a radiatorului;LA - coeficientul de conductivitate termică;S - aria totală a structurii.

Astfel, puteți calcula puterea bateriei de încălzire. Cu toate acestea, în practică, acest lucru este dificil, deoarece mai mulți factori rămân necunoscuți - grosimea reală a peretelui, elemente suplimentare utilizate la fabricare. De asemenea, la calcularea puterii bateriei de alimentare cu căldură, pierderile de căldură din cameră nu sunt luate în considerare.

Majoritatea producătorilor indică puterea nominală în pașaportul radiatorului. Dar acest lucru se face numai pentru un singur mod termic de operare de încălzire. Prin urmare, luând ca bază datele pașaportului produsului, puteți calcula cu precizie puterea radiatorului de alimentare cu căldură.

Disiparea efectivă a căldurii bateriei depinde de instalarea corectă. La calcularea puterii radiatoarelor de încălzire din oțel, nu se ia în considerare amplasarea lor în raport cu pervazul, podeaua și pereții din cameră.

Calculul puterii pompei de circulație

În sistemele închise de alimentare cu căldură, circulația fluidului este forțată. Înainte de a calcula puterea pompei pentru încălzire, este necesar să întocmiți o diagramă de alimentare cu căldură. Abia atunci puteți începe să calculați.

Există mai mulți parametri care determină principalele caracteristici ale acestei componente de încălzire. Funcționarea pompei vizează creșterea vitezei de mișcare a lichidului de răcire din sistem. În plus, nu ar trebui să creeze sarcini hidraulice excesive și să crească zgomotul. De aceea este atât de important să calculați corect puterea pompei pentru încălzire.

Pentru a efectua calcule, va trebui să cunoașteți următoarele caracteristici ale echipamentului:

• Performanţă... Caracterizează cantitatea de căldură transferată pe unitate de timp prin conducte folosind o pompă de circulație;
• Rezistența hidraulică... Aceasta este pierderea de presiune în conducte datorită frecării apei pe suprafața interioară a componentelor de alimentare cu căldură. La calcularea puterii unei pompe pentru încălzire, acest indicator este unul dintre cei determinanți, deoarece debitul de lichid de răcire depinde de acesta;
• Consum de energie... Specificat de producător în pașaportul dispozitivului. Este determinat de caracteristicile motorului electric conectat la rotorul pompei.

La prima etapă de calcul a puterii pompei de circulație pentru încălzire, capacitatea ar trebui calculată.Pentru a face acest lucru, va trebui să aflați puterea termică necesară a sistemului de alimentare cu căldură. Calculele de performanță se efectuează folosind următoarea formulă:

Q = (0,86 * R) / (Tpod-Tob)

Unde Î - performanța dispozitivului;R - puterea termică calculată, W;Tpod și Tob - temperatura apei din conductele de curgere și retur ale încălzirii.

Principalul factor care afectează performanța pompei este capacitatea termică a sistemului. Cel mai bine este să-l calculați cât mai exact posibil pentru a evita cumpărarea unui dispozitiv cu parametri nepotrivi. De asemenea, caracteristicile purtătorului de căldură afectează calculul puterii pompei pentru alimentarea cu căldură. În cazul utilizării antigelurilor, indicatorul nominal trebuie crescut cu 10-15%, deoarece densitatea acestora este mult mai mare decât cea a apei distilate.

Rezistența hidraulică a pompei de circulație este determinată de următoarea formulă:

H = 1,3 * (R1 * L1 + R2 * L2 + ... Z1 + Z2) / 10000

Unde R1 șiR2 - pierderea presiunii în secțiunile de alimentare și retur ale liniei;L1 și L2 - lungimea conductelor;Z1 și Z2 - rezistența hidraulică a componentelor sistemului.

Ultimul indicator pentru calcularea puterii pompei pentru alimentarea cu căldură poate fi preluat din pașaportul dispozitivului. Dacă nu există, se recomandă utilizarea datelor din tabel.

Producătorii indică rezistența hidraulică în ceea ce privește valoarea coloanei de apă. Acestea. acesta este un indicator al puterii care este capabilă să ridice apa într-o conductă verticală la un anumit nivel.

La calcularea puterii unei pompe de circulație pentru alimentarea cu căldură, prezența mai multor moduri de viteză nu este luată în considerare. Deși, în practică, folosind această funcție a dispozitivului, este posibilă optimizarea vitezei de mișcare a lichidului de răcire, echilibrând astfel întregul sistem.

Este dificil să faci singur un calcul precis al încălzirii unei case sau a unei sere? În plus față de metodele de mai sus, se recomandă utilizarea programelor specializate pentru alimentarea cu căldură. Acest lucru vă va permite să verificați rezultatele și să obțineți precizia maximă a calculelor.

Materialul video prezintă un exemplu de calcul al puterii de încălzire utilizând un program specializat: