Càlcul independent de la càrrega de calor per a la calefacció: indicadors horaris i anuals

Com optimitzar els costos de calefacció? Aquesta tasca només es resol mitjançant un enfocament integrat que té en compte tots els paràmetres del sistema, els edificis i les característiques climàtiques de la regió. En aquest cas, el component més important és la càrrega de calor en calefacció: el càlcul d’indicadors horaris i anuals s’inclou al sistema de càlcul de l’eficiència del sistema.

Per què necessiteu conèixer aquest paràmetre?

Quin és el càlcul de la càrrega de calor per escalfar? Determina la quantitat òptima d’energia calorífica per a cada habitació i l’edifici en general. Les variables són la potència dels equips de calefacció: caldera, radiadors i canonades. També es tenen en compte les pèrdues de calor de la casa.

Idealment, la producció de calor del sistema de calefacció hauria de compensar totes les pèrdues de calor i, alhora, mantenir un nivell de temperatura confortable. Per tant, abans de calcular la càrrega de calefacció anual, heu de determinar els principals factors que l’afecten:

• Característiques dels elements estructurals de la casa. Les parets externes, les finestres, les portes i el sistema de ventilació afecten el nivell de pèrdues de calor;
• Dimensions de la casa. És lògic suposar que, com més gran sigui l’habitació, més intensament hauria de funcionar el sistema de calefacció. Un factor important en això no és només el volum total de cada habitació, sinó també l'àrea de les parets exteriors i les estructures de les finestres;
• El clima a la regió. Amb baixades de temperatura relativament petites a l’exterior, es necessita una petita quantitat d’energia per compensar les pèrdues de calor. Aquells. la càrrega horària màxima de calefacció depèn directament del grau de caiguda de temperatura en un determinat període de temps i del valor mitjà anual de la temporada de calefacció.

Tenint en compte aquests factors, es compila el mode òptim de funcionament tèrmic del sistema de calefacció. Resumint tot l’anterior, podem dir que la determinació de la càrrega de calor de la calefacció és necessària per reduir el consum d’energia i mantenir el nivell òptim de calefacció als locals de la casa.

Per calcular la càrrega de calefacció òptima a partir d’indicadors agregats, heu de conèixer el volum exacte de l’edifici. És important recordar que aquesta tècnica es va desenvolupar per a estructures grans, de manera que l’error de càlcul serà gran.

Elecció del mètode de càlcul

Abans de calcular la càrrega de calefacció segons indicadors ampliats o amb una precisió superior, cal conèixer les condicions de temperatura recomanades per a un edifici residencial.

Quan es calculen les característiques de la calefacció, cal guiar-se per les normes de SanPiN 2.1.2.2645-10. A partir de les dades de la taula, a cada habitació de la casa cal garantir el mode de temperatura òptima de la calefacció.

Els mètodes mitjançant els quals es realitza el càlcul de la càrrega horària de calefacció poden tenir diferents graus de precisió. En alguns casos, es recomana utilitzar càlculs força complexos, per la qual cosa l’error serà mínim. Si l'optimització dels costos energètics no és una prioritat en el disseny de la calefacció, es poden utilitzar esquemes menys precisos.

A l’hora de calcular la càrrega de calefacció per hora, s’ha de tenir en compte el canvi diari de temperatura exterior. Per millorar la precisió del càlcul, cal conèixer les característiques tècniques de l’edifici.

Formes senzilles de calcular la càrrega de calor

Cal calcular la càrrega de calor per optimitzar els paràmetres del sistema de calefacció o millorar les característiques d’aïllament tèrmic de la casa. Després de la seva finalització, es seleccionen certs mètodes per regular la càrrega de calor de la calefacció. Penseu en els mètodes fàcils d’utilitzar per calcular aquest paràmetre del sistema de calefacció.

Dependència de la potència de calefacció de la zona

Per a una casa amb mides d’habitació estàndard, alçades del sostre i un bon aïllament tèrmic, es pot aplicar una relació coneguda entre la superfície de l’habitació i la producció de calor necessària. En aquest cas, 10 m² hauran de generar 1 kW de calor. Al resultat obtingut, cal aplicar un factor de correcció en funció de la zona climàtica.

Suposem que la casa es troba a la regió de Moscou. La seva superfície total és de 150 m². En aquest cas, la càrrega horària de calor per escalfar serà igual a:

15 * 1 = 15 kW / hora

El principal desavantatge d’aquest mètode és el seu gran error. El càlcul no té en compte els canvis en els factors meteorològics, així com les característiques de l'edifici: resistència a la transferència de calor de les parets, les finestres. Per tant, no es recomana utilitzar-lo a la pràctica.

Càlcul agregat de la càrrega tèrmica d’un edifici

El càlcul ampliat de la càrrega de calefacció es caracteritza per obtenir resultats més precisos. Inicialment, es va utilitzar per calcular preliminarment aquest paràmetre quan era impossible determinar les característiques exactes de l’edifici. A continuació es presenta la fórmula general per determinar la càrrega de calor per escalfar:

On q ° - característiques tèrmiques específiques de l’estructura. Els valors s’han d’extreure de la taula corresponent,però - el factor de correcció esmentat anteriorment,VN - el volum exterior de l'edifici, m³,TVn i Tnro - valors de temperatura dins i fora de la casa.

Suposem que voleu calcular la càrrega màxima de calefacció horària en una casa amb un volum de 480 m³ al llarg de les parets exteriors (superfície 160 m², casa de dos pisos). En aquest cas, la característica tèrmica serà igual a 0,49 W / m³ * C. Factor de correcció a = 1 (per a la regió de Moscou). La temperatura òptima a l’interior de l’habitatge (Tvn) ha de ser de + 22 ° C. La temperatura exterior serà de -15 ° C. Utilitzem la fórmula per calcular la càrrega de calefacció horària:

Q = 0,49 * 1 * 480 (22 + 15) = 9,408 kW

En comparació amb el càlcul anterior, el valor resultant és menor. No obstant això, té en compte factors importants: la temperatura a l’habitació, a l’exterior, el volum total de l’edifici. Es poden fer càlculs similars per a cada habitació. El mètode de càlcul de la càrrega de calefacció segons els indicadors ampliats permet determinar la potència òptima de cada radiador en una habitació independent. Per fer un càlcul més precís, heu de conèixer els valors de temperatura mitjans d’una regió concreta.

Aquest mètode de càlcul es pot utilitzar per calcular la càrrega horària de calor per escalfar. No obstant això, els resultats obtinguts no donaran un valor òptimament precís de la pèrdua de calor de l'edifici.

Càlculs precisos de càrrega de calor

Tot i això, aquest càlcul de la càrrega de calor òptima per escalfar no dóna la precisió de càlcul necessària. No té en compte el paràmetre més important: les característiques de l’edifici. El principal és la resistència a la transferència de calor, el material per a la fabricació d’elements individuals de la casa: parets, finestres, sostre i terra. Són ells els que determinen el grau de conservació de l’energia tèrmica rebuda del transportador de calor del sistema de calefacció.

Què és la resistència a la transferència de calor (R)? Aquest és el recíproc de la conductivitat tèrmica (λ) - la capacitat de l'estructura del material per transferir energia tèrmica. Aquells. com més gran sigui el valor de la conductivitat tèrmica, més gran serà la pèrdua de calor. Per calcular la càrrega de calefacció anual, no podeu utilitzar aquest valor, ja que no té en compte el gruix del material (d). Per tant, els experts utilitzen el paràmetre resistència a la transferència de calor, que es calcula amb la fórmula següent:

R = d / λ

Càlcul de parets i finestres

Hi ha valors normalitzats de la resistència a la transferència de calor de les parets, que depenen directament de la regió on es troba la casa.

A diferència del càlcul de la càrrega de calefacció agregada, primer cal calcular la resistència a la transferència de calor de les parets exteriors, les finestres, la planta baixa i el pis de les golfes. Prenem com a base les següents característiques de la casa:

• Zona de la paret - 280 m²... Inclou finestres - 40 m²;
• Material de la paret: maó massís (λ = 0,56). Gruix de paret exterior - 0,36 m... Basant-nos en això, calculem la resistència de la transmissió de TV: R = 0,36 / 0,56 = 0,64 m2 * С / W;
• Per millorar les propietats d'aïllament tèrmic, es va instal·lar un aïllament extern: poliestirè expandit amb un gruix 100 mm... Per ell λ = 0,036... Respectivament R = 0,1 / 0,036 = 2,72 m2 * C / W;
• Valor total R per a parets exteriors és 0,64+2,72= 3,36 que és un indicador molt bo de l’aïllament tèrmic d’una casa;
• Resistència a la transferència de calor de les finestres - 0,75 m² * С / W (doble vidre amb farciment d’argó).

De fet, les pèrdues de calor a través de les parets seran:

(1 / 3,36) * 240 + (1 / 0,75) * 40 = 124 W a una diferència de temperatura d'1 ° C

Prenem els indicadors de temperatura de la mateixa manera que per al càlcul agregat de la càrrega de calefacció + 22 ° С en interiors i -15 ° С en exteriors. Cal fer un càlcul addicional segons la fórmula següent:

124 * (22 + 15) = 4,96 kWh

Càlcul de ventilació

Després cal calcular les pèrdues de ventilació. El volum total d'aire a l'edifici és de 480 m³. A més, la seva densitat és aproximadament igual a 1,24 kg / m³. Aquells. la seva massa és de 595 kg. De mitjana, l’aire es renova cinc vegades al dia (24 hores). En aquest cas, per calcular la càrrega horària màxima de calefacció, cal calcular les pèrdues de calor per ventilació:

(480 * 40 * 5) / 24 = 4000 kJ o 1,11 kW / hora

Resumint tots els indicadors obtinguts, es pot trobar la pèrdua total de calor de la casa:

4,96 + 1,11 = 6,07 kWh

D'aquesta manera, es determina la càrrega de calefacció màxima exacta. El valor resultant depèn directament de la temperatura exterior. Per tant, per calcular la càrrega anual del sistema de calefacció, cal tenir en compte els canvis en les condicions meteorològiques. Si la temperatura mitjana durant la temporada de calefacció és de -7 ° C, la càrrega total de calefacció serà igual a:

(124 * (22 + 7) + ((480 * (22 + 7) * 5) / 24)) / 3600) * 24 * 150 (dies de la temporada de calefacció) = 15843 kW

Si canvieu els valors de temperatura, podeu fer un càlcul precís de la càrrega de calor de qualsevol sistema de calefacció.

Als resultats obtinguts, cal afegir el valor de la pèrdua de calor a través del terrat i el terrat. Això es pot fer amb un factor de correcció d’1,2 - 6,07 * 1,2 = 7,3 kWh.

El valor resultant indica els costos reals del transportador d’energia durant el funcionament del sistema. Hi ha diverses maneres de regular la càrrega de calefacció. El més eficaç és reduir la temperatura a les habitacions on no hi ha presència constant de residents. Això es pot fer mitjançant termòstats i sensors de temperatura instal·lats. Però, al mateix temps, cal instal·lar un sistema de calefacció de dues canonades a l'edifici.

Per calcular el valor exacte de la pèrdua de calor, podeu utilitzar el programari especialitzat de Valtec. El material del vídeo mostra un exemple de treball amb ell.