Quina és la càrrega de calor per escalfar un edifici

Per escalfar l’habitació cal disposar de dispositius de calefacció de la potència adequada. El càlcul de la càrrega de calor de la calefacció d’un edifici permet determinar amb precisió la quantitat de potència de la caldera que es necessita, la mida dels radiadors que s’han d’instal·lar i quin sistema de calefacció serà més eficaç. En els càlculs es tenen en compte molts factors.

Conceptes de càrrega tèrmica

Escalfar una habitació és una compensació per la pèrdua de calor. La calor s’allibera gradualment a través de parets, fonaments, finestres i portes. Com més baixa sigui la temperatura exterior, més ràpidament es produeix la transferència de calor a l’exterior. Per mantenir una temperatura confortable a l’interior de l’edifici, s’instal·len escalfadors. El seu rendiment ha de ser prou elevat per cobrir la pèrdua de calor.

La càrrega de calor es defineix com la suma de la pèrdua de calor de l’edifici, igual a la potència de calefacció requerida. Després d’haver calculat quant i com la casa perd calor, descobreixen la potència del sistema de calefacció. El total no és suficient. Una habitació amb 1 finestra perd menys calor que una habitació amb 2 finestres i balcó, de manera que l’indicador es calcula per a cada habitació per separat.

A l’hora de calcular, assegureu-vos de tenir en compte l’alçada del sostre. Si no supera els 3 m, el càlcul es realitza segons la mida de la superfície. Si l’alçada és de 3 a 4 m, el cabal es calcula per volum.

Factors que afecten el TN

Molts factors afecten la pèrdua de calor:

• Fonament: la versió aïllada reté la calor a la casa, la no aïllada permet passar fins al 20%.
• El formigó cel·lulat o el formigó de fusta té un rendiment molt inferior al d’un mur de maó. Els maons d’argila vermella conserven millor la calor que els maons de silicat. El gruix de la mampara també és important: una paret de maó de 65 cm de gruix i formigó espumós de 25 cm de gruix té el mateix nivell de pèrdua de calor.
• Aïllament tèrmic: l'aïllament tèrmic canvia significativament la imatge. L’aïllament extern amb escuma de poliuretà (una làmina de 25 mm de gruix) és igual d’eficient que la segona paret de maó de 65 cm de gruix. L’acabat amb un tap de suro (una làmina de 70 mm) substitueix 25 cm de formigó espumós. No en va els experts diuen que un escalfament efectiu comença amb un aïllament adequat.
• L'estructura inclinada al terrat i les golfes aïllades redueixen les pèrdues. Una coberta plana de lloses de formigó armat permet passar fins a un 15% de calor.
• Zona de vidre: la conductivitat tèrmica del vidre és molt elevada. Per molt hermètics que siguin els marcs, la calor s’escapa pel vidre. Com més finestres i més gran sigui la seva superfície, major serà la càrrega tèrmica de l’edifici.
• Ventilació: el nivell de pèrdua de calor depèn del rendiment del dispositiu i de la freqüència d’ús. El sistema de recuperació permet reduir una mica les pèrdues.
• La diferència entre la temperatura exterior i interior de la casa: com més gran sigui, major serà la càrrega.
• La distribució de la calor a l’interior de l’edifici afecta el rendiment de cada habitació. Les habitacions de l’interior de l’edifici es refreden menys: quan es calcula la temperatura agradable aquí, el valor és de +20 C. Les habitacions finals es refreden més ràpidament: la temperatura normal aquí serà de +22 C.A la cuina, n’hi ha prou amb escalfar l’aire fins a +18 C, ja que hi ha moltes altres fonts de calor: estufa, forn, nevera.

A l’hora de calcular la càrrega tèrmica d’un edifici d’apartaments, es té en compte el material, el gruix i l’aïllament de les mampares i sostres.

Característiques dels objectes per al càlcul

La càrrega de calor per la calefacció i la pèrdua de calor a casa no són el mateix. No cal escalfar un edifici tècnic de manera tan intensa com els habitatges. Abans de continuar amb els càlculs, s’estableix el següent:

• L’objectiu de l’objecte és un edifici residencial, apartament, escola, gimnàs, botiga. Les necessitats de calefacció són diferents.
• Les característiques de l’arquitectura són la mida de les obertures de finestres i balcons, la disposició del sostre, la presència de golfes i soterranis, el nombre de plantes de l’edifici, etc.
• Normes de temperatura: són diferents per a les sales d'estar i l'oficina.
• Propòsit del local: aquest paràmetre és important per a les instal·lacions de producció, ja que cada taller o fins i tot un lloc requereix un règim de temperatura diferent.
• Construcció de tanques exteriors: parets i sostres exteriors.
• Nivell de manteniment: el subministrament d’aigua calenta redueix la pèrdua de calor i augmenta la ventilació intensiva.
• El nombre de persones que estan constantment a la casa, per exemple, afecta els indicadors de temperatura i humitat.
• El nombre de punts d’admissió del refrigerant: com més hi hagi, més gran serà la pèrdua de calor.
• Altres característiques: per exemple, la presència d’una piscina, sauna, hivernacle o el nombre d’hores que hi ha a l’edifici.

Quan es calcula la pèrdua de calor en una botiga o en un centre de restauració, es té en compte la quantitat d'equips que generen calor: aparadors, neveres, electrodomèstics.

Tipus de càrregues de calor

Les càrregues tèrmiques tenen una naturalesa diferent. Hi ha un nivell constant de pèrdua de calor associada amb el gruix de la paret i l'estructura del sostre. N’hi ha de temporals, amb una forta baixada de temperatura, amb ventilació intensiva. El càlcul de tota la càrrega de calor ho té en compte.

Càrregues estacionals

Aquest és el nom de la pèrdua de calor associada al clima. Això inclou:

• la diferència entre la temperatura exterior i interior de l'habitació;
• velocitat i direcció del vent;
• la quantitat de radiació solar: amb una alta insolació de l'edifici i un gran nombre de dies assolellats, fins i tot a l'hivern, la casa es refreda menys;
• humitat de l’aire.

La càrrega estacional es distingeix per un horari anual variable i un horari diari constant. La demanda estacional de calor és la calefacció, ventilació i aire condicionat. Les primeres 2 espècies es refereixen a les d’hivern.

Les fórmules no utilitzen canvis bruscos de temperatura i humitat a curt termini: màxim, sinó de mitjana: els valors observats durant els 5 dies més freds dels 5 hiverns més freds dels 50 anys.

Tèrmica permanent

El subministrament d’aigua calenta i els dispositius tecnològics es refereixen a tot l’any. Això últim és important per a les empreses industrials: els digestors, els refrigeradors industrials i les cambres de vapor emeten una quantitat gegantina de calor.

En edificis d’habitatges, la càrrega d’aigua calenta es torna comparable a la de calefacció. Aquest valor canvia poc durant l'any, però varia molt segons l'hora del dia i el dia de la setmana. A l’estiu, el consum de FGP es redueix un 30%, ja que la temperatura de l’aigua al sistema de subministrament d’aigua freda és 12 graus més alta que a l’hivern. Durant la temporada de fred, el consum d’aigua calenta augmenta, sobretot els caps de setmana.

Calor seca

El mode confort està determinat per la temperatura i la humitat de l’aire. Aquests paràmetres es calculen a partir dels conceptes de calor seca i latent. Sec és un valor mesurat amb un termòmetre de bombeta seca especial. Es veu afectat per:

• envidraments i portes d’entrada;
• sol i calor per a la calefacció de l’hivern;
• envans entre habitacions amb diferents temperatures, pisos sobre espais buits, sostres sota golfes;
• esquerdes, escletxes, buits a les parets i les portes;
• conductes d’aire fora de zones climatitzades i ventilació;
• equipament;
• gent.

Els pisos sobre una base de formigó, les parets subterrànies no es tenen en compte en els càlculs.

Calidesa latent

Aquest paràmetre determina la humitat de l’aire. La font és:

• equipament: escalfa l'aire, redueix la humitat;
• les persones són una font d’humitat;
• corrents d’aire que passen per esquerdes i escletxes de les parets.

Normalment, la ventilació no afecta la sequedat de l’habitació, però hi ha excepcions.

Mètodes per calcular la càrrega de calor en escalfar un edifici

Per calcular la càrrega de calor necessària, es prenen dades sobre les normes de temperatura i humitat de GOST i SNiP. També hi ha informació sobre els coeficients de transferència de calor de diferents materials i dissenys. A l’hora de calcular, s’han de tenir en compte les dades del passaport de radiadors, caldera de calefacció i altres equips.

Els càlculs inclouen:

• flux de calor del radiador: valor màxim;
• consum màxim durant 1 hora quan el sistema de calefacció funciona;
• costos de calor per a la temporada.

El valor aproximat dóna la proporció de les dades calculades a la superfície de la casa o de les habitacions. Tot i això, aquest enfocament no té en compte les característiques estructurals de l’edifici.

Càlcul de pèrdues de calor mitjançant indicadors agregats

El mètode s’utilitza quan no es poden determinar les característiques exactes de l’edifici. Per calcular la càrrega de calor, utilitzeu la fórmula.

Qfrom = α * qо * V * (tv-tn.r); On:

• q ° - índex tèrmic específic de l’edifici segons el projecte o la taula estàndard. Per a edificis amb finalitats diferents: un edifici d’apartaments residencials, un garatge, un laboratori, és diferent.
• a és un factor de correcció diferent per a les diferents zones climàtiques.
• VN - volum extern de l'edifici, m³.
• TVn i Tnro - temperatura dins i fora de la casa.

El mètode permet calcular indicadors per a tot l'edifici i per a cada zona o habitació. Tot i això, la fórmula no inclou dades sobre la conductivitat tèrmica dels materials a partir dels quals es construeix la casa i els indicadors de fusta, formigó espumós i pedra són molt diferents.

Determinació de la transferència de calor dels equips de calefacció i ventilació

Per obtenir un resultat més fiable, utilitzeu el càlcul per a parets i finestres i, a més, calculeu la càrrega de calor de la ventilació. Els càlculs es realitzen en diverses etapes:

• calculeu la superfície de les parets i els vidres;
• calcular la resistència a la transferència de calor mitjançant les dades del directori;
• el coeficient es calcula pel tipus d’aïllament: les dades també es troben al llibre de referència de l’edifici; es poden especificar al passaport del producte;
• calcula el nivell de pèrdua de calor a través de les finestres;
• els valors calculats es multipliquen per la suma de les temperatures (dins i fora de l’edifici) i s’obté el consum total de calor.

El càlcul de la càrrega de ventilació tèrmica es realitza segons la fórmula Qv = c * m * (Tv-Tn)on:

• Qv - consum de calor per ventilació;
• des de - capacitat calorífica de l’aire;
• m - massa d'aire: per a una ventilació normal, es requereix de mitjana un volum d'aire igual a tres vegades la quadratura de l'habitació; la massa s’obté multiplicant el valor per la densitat de l’aire;
• Tv-Tn - la diferència entre la temperatura exterior i la temperatura interior.

L'indicador global s'obté sumant la pèrdua de calor calculada de l'edifici i la pèrdua per ventilació.

Càlcul de valors tenint en compte diversos elements de l’embolcall de l’edifici

Si utilitzeu dades teòriques per als càlculs (indicadors de pèrdua de calor de cada material), el resultat encara no serà del tot precís. Als càlculs, és impossible tenir en compte el nombre i la mida de les esquerdes i els buits, el treball de la il·luminació, etc.

El resultat més precís el proporciona un estudi per imatge tèrmica de l’edifici. El procediment es realitza a les fosques, amb els llums apagats.Es recomana retirar les catifes i els mobles durant un temps per no distorsionar les lectures.

L'enquesta es realitza en 3 etapes:

• mitjançant un termògraf, estudien l’habitació des de l’interior, examinen detingudament les cantonades i les articulacions;
• mesurar les pèrdues de l'exterior: així es tenen en compte totes les característiques dels materials i l'arquitectura;
• les dades del dispositiu es transfereixen a un ordinador i es calcula el resultat.

En funció dels resultats de l'enquesta, es fan recomanacions: per a l'aïllament, la reconstrucció i l'elecció dels dispositius de calefacció.

Les calderes modernes estan equipades amb reguladors de potència. Es tracta de dispositius que mantenen el rendiment a un nivell determinat, però que eviten sobretensions i caigudes durant el funcionament. Hi ha límits en l’ús dels recursos energètics: si se supera el valor establert, augmenta el pagament del gas o de l’electricitat. El PTH limita el consum d'energia del combustible.