Paràmetres i mètodes bàsics de càlcul de la calefacció

GOST R 54860-2011 regula la necessitat de càlculs a l’hora d’organitzar les comunicacions de subministrament de calor. Abans d’organitzar la línia, el propietari ha de determinar els paràmetres necessaris de la caldera i les bateries. També es realitzen càlculs de calefacció per establir l’eficiència energètica de l’equip i la probable pèrdua de calor.

Paràmetres de disseny

La tecnologia de càlcul us permet seleccionar un sistema de calefacció adequat en termes de potència i longitud per a una casa o apartament. El càlcul es realitza a partir de diversos valors inicials:

• zona d’edifici, la seva alçada del sostre al terra, volum intern;
• el tipus d’objecte i la presència d’altres edificis al costat;
• materials per a la construcció del sostre, del terra i del sostre;
• el nombre d'obertures de finestres i portes;
• ús previst de parts de la casa;
• la durada de la temporada de calefacció i la temperatura mitjana en un període determinat;
• característiques de la rosa dels vents i la geografia de la zona;
• temperatura ambient probable;
• especificacions dels punts de connexió al subministrament de gas, electricitat i aigua.

Cal tenir en compte l’aïllament de portes, finestres i parets.

Càlculs per volum d’habitacions

El càlcul de la calefacció, fet pel volum de l’espai habitable, es distingeix per la precisió de les dades. És recomanable considerar-la amb un exemple: una casa de 80 m2 a la regió de Moscou amb una alçada del sostre de 3 m, 6 finestres i 2 portes que s’obren cap a l’exterior. L'algoritme d'accions serà el següent:

1. Càlcul del volum total de l'edifici. Es resumeixen els paràmetres de cada habitació o s’utilitza el principi general: 80x3 = 240 m3.
2. Comptant el nombre d'obertures que surten: 6 finestres + 2 portes = 8.
3. Determinació del coeficient regional per a la regió de Moscou, que pertany a la zona mitjana de la Federació Russa. Serà 1.2. El valor per a altres regions es pot trobar a la taula.

4. Comptant per a una casa rural. El primer valor obtingut es multiplica per 60: 240x60 = 14.400.
5. Multiplicació per correcció regional. 14 400x1,2 = 17 280.
6. Multiplicant el nombre de finestres per 100, portes per 200 i resumint el resultat: 6x100 + 2x200 = 1000.
7. Afegint les dades obtingudes a les etapes núm. 5 i núm. 6: 17 280 + 1000 = 18 280.

La potència del sistema de calefacció serà igual a 18.280 W sense tenir en compte els materials de les parets portants, el terra i les característiques d'aïllament tèrmic de la casa. No hi ha cap correcció per a la ventilació natural en els càlculs, de manera que el resultat serà aproximat.

Càlculs per nombre de plantes

Els residents d’un edifici d’apartaments paguen els serveis públics en funció del nombre de plantes. Com més alta és la casa, més barat és escalfar-la. Per aquest motiu, el càlcul del sistema de calefacció està lligat a l’alçada dels sostres:

• no més de 2,5 m - coeficient 1;
• de 3 a 3,5 m - coeficient 1,05;
• de 3,5 a 4,5 - coeficient 1,1;
• a partir de 4,5 - coeficient 2.

Podeu calcular les comunicacions mitjançant la fórmula N = (S * H ​​* 41) / Con:

• N - el nombre de seccions del radiador;
• S és la zona de la casa;
• C - Potència calorífica d’una bateria, indicada al passaport;
• H - l'alçada de l'habitació;
• 41 watts - calor consumida per escalfar 1 m3 (valor empíric).

Els càlculs també tenen en compte el pis de residència, la ubicació de les habitacions, la presència de les golfes i el seu aïllament tèrmic.

Per als locals de la primera planta d’un edifici de tres plantes, s’estableix un coeficient de 0,82.

Selecció d'una caldera de calefacció

Les unitats de calefacció, segons la finalitat prevista, són de circuit únic i doble circuit, es poden instal·lar a la paret i a terra. Les calderes també difereixen pel tipus de combustible.

Modificacions de gasos

Els fabricants produeixen diversos dispositius, de manera que a l’hora de triar cal parar atenció als factors següents:

• La finalitat de la instal·lació de comunicacions de calefacció. Les opcions de circuit únic s’utilitzen per a la calefacció, les opcions de doble circuit amb una caldera incorporada de 150 a 180 litres poden proporcionar una casa amb aigua calenta i escalfar-la.
• Nombre d’intercanviadors de calor en un model de doble circuit. L’únic element bitèrmic escalfa l’aigua alhora com a transportador de calor i com a recurs d’abastiment d’aigua calenta. En les versions amb dues, la calefacció primària s’utilitza per escalfar, la secundària s’utilitza per escalfar el sistema d’ACS.
• Material d'intercanviador de calor. El ferro colat acumula calor durant molt de temps i no es corroix, l’acer és pràcticament insensible a les fluctuacions de temperatura.
• Tipus de cambra de combustió. La cambra oberta funciona amb corrent natural, per tant, la caldera necessita una habitació independent i amb bona ventilació. La unitat tancada elimina els productes de combustió a través d'una xemeneia horitzontal coaxial.
• Característiques de l’encesa. En mode d'encesa elèctrica, la metxa cremarà contínuament, però l'equip necessita electricitat per funcionar. Els models amb encès piezoelèctric són independents, però estan activats manualment.

Les unitats de gas condensat amb un economitzador d’aigua difereixen en el rendiment, però la taxa de combustible gairebé es duplica.

Models elèctrics

Els dispositius es distingeixen per un funcionament gairebé silenciós, compacitat i un funcionament segur. Els propietaris de cases i cases rurals poden adquirir modificacions:

• Sobre elements calefactors tubulars. Els dispositius amb elements calefactors són adequats per al muntatge a la paret, automatitzats, però sovint es descomponen a causa de l’escala.
• Als elèctrodes. Dispositius petits connectats a un circuit de dues o més bateries. La caldera és eficient, està equipada amb temperatura, però és sensible al refrigerant.
• Inducció. Equipats amb un sistema de protecció contra el sobreescalfament, escalfen ràpidament el refrigerant i tenen una eficiència del 97%.

Les calderes d’inducció són equips cars.

Unitats combinades

Escalfen qualsevol àrea, poden funcionar de manera universal i amb dos o tres tipus de combustible. L'usuari selecciona el tipus de font d'alimentació:

• combustible sòlid + gas;
• combustible sòlid + electricitat;
• gas + electricitat;
• gas + gasoil.

Un tipus de recursos de combustible és el principal, el segon és auxiliar, que no escalfa la casa, sinó que només manté un règim de temperatura normal.

Calderes de combustible sòlid

Treballen sobre fusta, serradures, carbó, coc, briquetes especials, es distingeixen per la seguretat i la facilitat d’ús. Per a una casa privada, podeu recollir unitats:

• Clàssic. Funcionen segons el principi de combustió directa; el forn s’ha d’omplir cada 5-6 hores.
• Piròlisi. Funcionen sobre el principi de la postquema de gasos residuals en una cambra especial. El combustible es carrega cada 12-14 hores.

Els dispositius requereixen una xemeneia amb bon tiratge i s’instal·len en una habitació independent. L'usuari ha de netejar periòdicament la cambra de combustió de sutge i quitrà.

Dispositius de combustible líquid

Funcionen amb gasoil i, per tant, es col·loquen en una habitació independent. La sala de calderes està equipada amb una campana d’escapament i un sistema de ventilació d’alta qualitat. L’oli pesat s’emmagatzema en recipients tancats en una habitació independent. Tots els dispositius de combustible líquid són automatitzats, productius i tenen una gran potència.

Característiques del càlcul de les pèrdues de calor

Molt sovint, la calor depèn del material del terra, la superfície del sostre, les parets, el nombre d'obertures i les característiques d'aïllament. És possible calcular la calefacció autònoma tenint en compte la pèrdua de calor en una casa particular mitjançant l'exemple d'una habitació cantonada amb una superfície de 18 m2 i un volum de 24,3 m3. Es troba a la primera planta, té sostres de 2,75 m, així com 2 parets exteriors de fusta de 18 cm de gruix amb revestiment de pladur i paper pintat. L'habitació té 2 finestres amb dimensions de 1,6x1,1 m. El terra és de fusta, aïllat, amb un terra subterrani.

Càlcul de la superfície:

• Paret exterior sense finestres - S1 = (6 + 3) x 2,7 - 2 × 1,1 × 1,6 = 20,78 m2.
• Finestres: S2 = 2 × 1,1 × 1,6 = 3,52 m2.
• Pis - S3 = 6 × 3 = 18 m2.
• Sostre - S4 = 6 × 3 = 18 m2.

Càlcul de la pèrdua de calor de les superfícies, Q1:

• Paret exterior: S1 x 62 = 20,78 x 62 = 1289 W.
• Finestres: S2 x 135 = 3 × 135 = 405 W.
• Sostre: Q4 = S4 x 27 = 18 × 27 = 486 W.

Càlcul de la pèrdua de calor total sumant les dades. Q5 = Q + Q2 + Q3 + Q4 = 2810 W.

La pèrdua total de calor d'una habitació en un dia fred és de -2,81 kW, és a dir, es subministra la mateixa quantitat de calor addicionalment.

Càlcul hidràulic

Podeu calcular la hidràulica de calefacció instal·lada en una casa particular si sabeu:

• configuració de la línia, tipus de canonada i accessoris;
• el diàmetre de les canonades de les seccions principals;
• paràmetres de pressió en diferents zones;
• pèrdua de pressió per part del transportador de calor;
• mètode de connexió hidràulica dels elements de la xarxa de calefacció.

Per exemple, podeu utilitzar una línia gravitacional de dos tubs amb els paràmetres següents:

• càrrega de calor calculada: 133 kW;
• temperatures - tg = 750 graus, tо = 600 graus;
• cabal de disseny del refrigerant: 7,6 metres cúbics per hora;
• mètode de connexió a la caldera: distribuïdor horitzontal hidràulic;
• temperatura constant mantinguda per automatització durant tot l'any: 800 graus;
• la presència d'un regulador de pressió: a l'entrada de cadascun dels distribuïdors;
• tipus de canonada: distribució metall-plàstic, acer per al subministrament de calor.

Per comoditat dels càlculs, podeu utilitzar diversos programes en línia o una calculadora especial. HERZ C.O. 3,5 punts segons el mètode de pèrdua de pressió lineal, DanfossCO és adequat per a sistemes de circulació natural. A l’hora de calcular, heu de triar els paràmetres de la temperatura: graus Kelvin o Celsius.

Diàmetre de la canonada

La diferència entre la temperatura del refrigerant fred i el calent en un sistema de dues canonades és de 20 graus. La superfície de la sala és de 18 places, els sostres tenen una alçada de 2,7 m, la circulació de la xarxa de calefacció de tipus forçat. Els càlculs es fan així:

1. Determinació de les dades mitjanes. El consum d'energia és d'1 kW per 30 m3, la reserva de potència tèrmica és del 20%.
2. Càlcul del volum de la sala. 18 x 2,7 = 48,6 m³.
3. Determinació dels costos d’energia. 48,6 / 30 = 1,62 kW.
4. Trobar reserves d’energia en temps fred. 1,62x20% = 0,324 kW.
5. Càlcul de la potència total. 1,62 + 0,324 = 1,944 kW.

El diàmetre adequat de la canonada es troba a la taula.

El valor de la potència total s’ha d’escollir el més a prop possible del resultat del càlcul.

Paràmetres de pressió

La pèrdua de pressió total és la pèrdua de pressió de cada secció. Aquest valor es calcula com la suma de les pèrdues per fricció del portador de calor en moviment i de la resistència local. Algorisme de recompte:

1. Cerqueu pressió local al lloc mitjançant la fórmula de Darcy-Weisbach.
2. Cerqueu el coeficient de fregament hidràulic mitjançant la fórmula Alshutl.
3. Utilització de dades tabulars tenint en compte el material de la canonada.

Els quilograms per hora es poden convertir en litres per minut.

Equilibri hidràulic

L’equilibri hidràulic és un pas necessari per equilibrar les pèrdues d’aigua. Els càlculs es fan en funció de la càrrega de disseny, la resistivitat i els paràmetres tècnics de les canonades, la resistència local de les seccions. També haureu de tenir en compte les característiques d’instal·lació de les vàlvules.

Algorisme per al càlcul de la tecnologia de característiques de resistència:

1. Càlcul de pèrdues de pressió per 1 kg / h de refrigerant. Es mesuren en ∆P, Pa i són proporcionals al quadrat del cabal d’aigua de la secció G, kg / h.
2. Utilitzant el coeficient de resistència local i la suma de tots els paràmetres.

La informació i la pressió dinàmica de les canonades es poden trobar a les instruccions del fabricant.

Característiques del recompte del nombre de radiadors

Per calcular el nombre d’elements del radiador, cal tenir en compte el volum de l’edifici, les seves característiques de disseny, el material de la paret i el tipus de bateries. Per exemple: una casa de panells amb un flux de calor de 0,041 kW. Cal calcular el nombre de bateries d’una habitació de 6x4x2,5 m.

Algorisme de càlcul:

1. Determinació del volum de la sala. 6x4x2,5 = 60 m3.
2. Multiplicant l'àrea de l'habitació pel flux de calor per calcular la quantitat òptima d'energia calorífica Q. 60 × 0, 041 = 2,46 kW.
3. Cerqueu el nombre de seccions N. El resultat de l'etapa 2 es divideix pel flux de calor d'un radiador. 2,46 / 0,16 = 15,375 = 16 seccions.
4. Selecció dels paràmetres del radiador de la taula.

La vida útil més llarga d'una línia de ferro colat és de 10 anys.

Càlcul de la potència de la caldera

El càlcul de la calor útil per escalfar cada habitació implica el càlcul de la potència de la instal·lació de calefacció. Després d’haver-ho après, podeu crear un règim de temperatura òptim. La potència de la caldera es calcula mitjançant la fórmula W = S x Wud / 10on:

• S - indicador de la zona de l'habitació;
• Fusta - paràmetres de potència específica per cada 10 metres cúbics d'habitació.

L'indicador de potència específic depèn de la regió de residència. Es pot trobar a la taula:

Un exemple de càlcul de la potència calorífica d’una caldera connectada al sistema de calefacció per a una habitació de 100 metres quadrats a la regió central serà el següent: 100x1,25 / 10 = 12 kW.

Sovint s’utilitza un càlcul aproximat: una caldera de 10 kW escalfarà 100 m2.

Com triar els dispositius de calefacció

Pel que fa al disseny extern, els dispositius de calefacció són similars, però durant la selecció s’han de tenir en compte les característiques del disseny.

Dispositius de convecció

Els escalfadors generen ràpidament calor fent circular els corrents d’aire. A la part inferior dels convectors hi ha obertures per a la presa d’aire, a l’interior del cos hi ha un element calefactor que escalfa els corrents. L’equip de convecció és:

• Gas: connectat a la xarxa elèctrica de la casa o a una bombona. Les unitats són energèticament eficients, però la seva instal·lació s’ha de coordinar amb les autoritats reguladores.
• L’aigua, connectada per la part inferior o lateral, s’escalfa ràpidament. Els dispositius no són adequats per a habitacions amb sostres alts.
• Elèctric: connectat a la xarxa, té una eficiència de fins al 95%, amb poc soroll. L'inconvenient és l'elevat consum d'energia.

La calefacció de 10 m2 de superfície amb convectors requereix 1 kWh d’energia.

Sistemes de radiadors

Es connecten a la xarxa elèctrica de calefacció de manera inferior, lateral o universal. Fabricat amb els següents materials:

• L’alumini és lleuger, s’escalfa ràpidament i consumeix calor.La connexió roscada de la vàlvula d’entrada superior és de mala qualitat.
• Bimetal: equipat amb un nucli d’acer i un cos d’alumini. Resisteixen l’alta pressió, però són cars.
• Ferro colat: té una gran capacitat calorífica i un refredament llarg. Els desavantatges dels dispositius són la calefacció lenta i el pes pesat.

Les bateries d'alumini no suporten fluctuacions de pressió i no són adequades per a apartaments.

Instal·lacions de radiadors convectius

S’implementen connectant un sòl escalfat per aigua i radiadors, i s’utilitzen a cases rurals en regions de servidors. Eficient per escalfar racons o habitacions acristalades. Sota les finestres es poden instal·lar bateries seccionals (de 4 a 16 cel·les) o de panell (d’una sola peça). Els pisos càlids del primer pis estan coberts amb rajoles de ceràmica, al segon, amb qualsevol material.

Normes d’instal·lació d’aparells de calefacció

Els requisits regulatoris per a la instal·lació s’expliquen en diversos SNiPs i proporcionen:

1. Control de seguretat de la temperatura del radiador: no més de 70 graus.
2. Extracció de les piles a 10 cm del costat de la paret, a 6 cm del terra, a 5 cm del fons de la paret i a 2,5 cm del revestiment de guix.
3. La presència d’un flux de calor nominal és 60 W inferior a la calculada.
4. Establir connexions a la mateixa sala.
5. Disponibilitat de vàlvules d’ajust automàtic als habitatges i ajustaments manuals als banys, banys, vestidors, armaris.
6. Compliment de la inclinació del revestiment al llarg del moviment del refrigerant entre 5 i 10 mm.
7. Connexió roscada de dispositius d'alumini i coure.
8. Ompliment constant del sistema amb un refrigerant.

Els documents també assenyalaven la necessitat d'una inspecció preventiva i neteja de dispositius de la pols abans de començar el període de calefacció i un cop cada 3-4 mesos durant el funcionament.

El càlcul tèrmic de les comunicacions de calefacció es realitza de manera individual. L'eficiència energètica, la seguretat i la facilitat d'ús del sistema depenen de la precisió i precisió dels càlculs.