Calcolo indipendente del carico termico per il riscaldamento: indicatori orari e annuali

Come ottimizzare i costi di riscaldamento? Questo compito è risolto solo da un approccio integrato che tenga conto di tutti i parametri del sistema, degli edifici e delle caratteristiche climatiche della regione. In questo caso, il componente più importante è il carico termico sul riscaldamento: il calcolo degli indicatori orari e annuali è incluso nel sistema per il calcolo dell'efficienza del sistema.

Perché è necessario conoscere questo parametro

Qual è il calcolo del carico termico per il riscaldamento? Determina la quantità ottimale di energia termica per ogni stanza e l'edificio nel suo insieme. Le variabili sono la potenza delle apparecchiature di riscaldamento: caldaia, radiatori e tubazioni. Si tiene conto anche delle dispersioni termiche della casa.

Idealmente, la potenza termica dell'impianto di riscaldamento dovrebbe compensare tutte le perdite di calore e allo stesso tempo mantenere un livello di temperatura confortevole. Pertanto, prima di calcolare il carico di riscaldamento annuale, è necessario determinare i principali fattori che lo influenzano:

• Caratteristiche degli elementi strutturali della casa. Pareti esterne, finestre, porte, sistema di ventilazione influiscono sul livello delle dispersioni termiche;
• Dimensioni della casa. È logico supporre che più grande è la stanza, più intensamente dovrebbe funzionare il sistema di riscaldamento. Un fattore importante in questo non è solo il volume totale di ogni stanza, ma anche l'area delle pareti esterne e delle strutture delle finestre;
• Il clima della regione. Con cali relativamente piccoli della temperatura esterna, è necessaria una piccola quantità di energia per compensare le perdite di calore. quelli. il carico orario massimo di riscaldamento dipende direttamente dal grado di caduta di temperatura in un certo periodo di tempo e dal valore medio annuo della stagione di riscaldamento.

Tenendo conto di questi fattori, viene compilata la modalità di funzionamento termica ottimale dell'impianto di riscaldamento. Riassumendo tutto quanto sopra, possiamo dire che la determinazione del carico termico sul riscaldamento è necessaria per ridurre il consumo energetico e mantenere il livello ottimale di riscaldamento nei locali della casa.

Per calcolare il carico di riscaldamento ottimale in base a indicatori aggregati, è necessario conoscere il volume esatto dell'edificio. È importante ricordare che questa tecnica è stata sviluppata per strutture di grandi dimensioni, quindi l'errore di calcolo sarà grande.

Scelta del metodo di calcolo

Prima di calcolare il carico di riscaldamento secondo indicatori ingranditi o con una maggiore precisione, è necessario scoprire le condizioni di temperatura consigliate per un edificio residenziale.

Nel calcolo delle caratteristiche di riscaldamento, è necessario essere guidati dalle norme di SanPiN 2.1.2.2645-10. Sulla base dei dati nella tabella, in ogni stanza della casa è necessario garantire la modalità di riscaldamento ottimale della temperatura.

I metodi con cui viene effettuato il calcolo del carico di riscaldamento orario possono avere diversi gradi di precisione. In alcuni casi, si consiglia di utilizzare calcoli piuttosto complessi, in conseguenza dei quali l'errore sarà minimo. Se l'ottimizzazione dei costi energetici non è una priorità nella progettazione del riscaldamento, è possibile utilizzare schemi meno accurati.

Quando si calcola il carico orario di riscaldamento, si deve tener conto della variazione giornaliera della temperatura esterna. Per migliorare l'accuratezza del calcolo, è necessario conoscere le caratteristiche tecniche dell'edificio.

Modi semplici per calcolare il carico termico Heat

Qualsiasi calcolo del carico termico è necessario per ottimizzare i parametri dell'impianto di riscaldamento o migliorare le caratteristiche di isolamento termico della casa. Dopo il suo completamento, vengono selezionati alcuni metodi per regolare il carico termico del riscaldamento. Considera i metodi facili da usare per calcolare questo parametro del sistema di riscaldamento.

Dipendenza della potenza termica dall'area

Per una casa con dimensioni della stanza standard, altezze del soffitto e un buon isolamento termico, è possibile applicare un rapporto noto tra superficie della stanza e potenza termica richiesta. In questo caso, 10 m² dovranno generare 1 kW di calore. Al risultato ottenuto è necessario applicare un fattore di correzione in base alla zona climatica.

Supponiamo che la casa si trovi nella regione di Mosca. La sua superficie totale è di 150 m². In questo caso il carico termico orario per il riscaldamento sarà pari a:

15 * 1 = 15 kW/ora

Il principale svantaggio di questo metodo è il suo grande errore. Il calcolo non tiene conto dei cambiamenti nei fattori meteorologici, nonché delle caratteristiche dell'edificio: resistenza al trasferimento di calore di pareti, finestre. Pertanto, non è consigliabile utilizzarlo nella pratica.

Calcolo aggregato del carico termico di un edificio

Il calcolo ingrandito del carico di riscaldamento è caratterizzato da risultati più accurati. Inizialmente, è stato utilizzato per calcolare in via preliminare questo parametro quando era impossibile determinare le caratteristiche esatte dell'edificio. La formula generale per determinare il carico termico per il riscaldamento è presentata di seguito:

Dove q ° - caratteristiche termiche specifiche della struttura. I valori devono essere presi dalla tabella corrispondente,ma - il fattore di correzione sopra menzionato,Vн - il volume esterno dell'edificio, m³,TVn e Tnro - valori di temperatura all'interno della casa e all'esterno.

Supponiamo di voler calcolare il carico massimo orario di riscaldamento in una casa con un volume di 480 m³ lungo le pareti esterne (area 160 m², casa a due piani). In questo caso la caratteristica termica sarà pari a 0,49 W/m³ * C. Fattore di correzione a = 1 (per la regione di Mosca). La temperatura ottimale all'interno dell'abitazione (Tvn) dovrebbe essere di + 22 ° C. La temperatura esterna sarà di -15°C. Utilizziamo la formula per calcolare il carico orario di riscaldamento:

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

Rispetto al calcolo precedente, il valore risultante è inferiore. Tuttavia, tiene conto di fattori importanti: la temperatura all'interno della stanza, all'esterno, il volume totale dell'edificio. Calcoli simili possono essere fatti per ogni stanza. Il metodo di calcolo del carico di riscaldamento secondo gli indicatori ingranditi consente di determinare la potenza ottimale per ciascun radiatore in una stanza separata. Per un calcolo più accurato, è necessario conoscere i valori medi della temperatura per una determinata regione.

Questo metodo di calcolo può essere utilizzato per calcolare il carico termico orario per il riscaldamento. Tuttavia, i risultati ottenuti non forniranno un valore ottimale accurato della perdita di calore dell'edificio.

Calcoli accurati del carico termico

Tuttavia, questo calcolo del carico termico ottimale per il riscaldamento non fornisce la precisione di calcolo richiesta. Non tiene conto del parametro più importante: le caratteristiche dell'edificio. Il principale è la resistenza al trasferimento di calore, il materiale per la fabbricazione dei singoli elementi della casa: pareti, finestre, soffitto e pavimento. Sono loro che determinano il grado di conservazione dell'energia termica ricevuta dal vettore di calore del sistema di riscaldamento.

Che cos'è la resistenza al trasferimento di calore (R)? Questo è il reciproco della conducibilità termica (λ) - la capacità della struttura del materiale di trasferire energia termica. quelli. maggiore è il valore della conducibilità termica, maggiore è la perdita di calore. Per calcolare il carico termico annuo non è possibile utilizzare questo valore, poiché non tiene conto dello spessore del materiale (d). Pertanto, gli esperti utilizzano il parametro resistenza al trasferimento di calore, che viene calcolato utilizzando la seguente formula:

R = d / λ

Calcolo per pareti e finestre

Esistono valori normalizzati della resistenza al trasferimento di calore delle pareti, che dipendono direttamente dalla regione in cui si trova la casa.

Contrariamente al calcolo del carico di riscaldamento aggregato, è necessario prima calcolare la resistenza al trasferimento di calore per le pareti esterne, le finestre, il piano terra e il sottotetto. Prendiamo come base le seguenti caratteristiche della casa:

• Zona parete - 280 m²... Include finestre - 40 m²;
• Materiale della parete - mattone pieno (= 0,56). Spessore parete esterna - 0,36 m... Sulla base di questo, calcoliamo la resistenza della trasmissione TV - R = 0,36 / 0,56 = 0,64 m2 * / W;
• Per migliorare le proprietà di isolamento termico, è stato installato un isolamento esterno - polistirene espanso con uno spessore 100 mm... Per lui = 0,036... Rispettivamente R = 0,1 / 0,036 = 2,72 m2 * C / W;
• Valore complessivo R per pareti esterne è 0,64+2,72= 3,36 che è un ottimo indicatore dell'isolamento termico di una casa;
• Resistenza al trasferimento di calore delle finestre - 0,75 m² * / W (doppi vetri con riempimento di argon).

Infatti le dispersioni termiche attraverso le pareti saranno:

(1 / 3,36) * 240 + (1 / 0,75) * 40 = 124 W con una differenza di temperatura di 1 ° C

Prendiamo gli indicatori di temperatura come per il calcolo aggregato del carico di riscaldamento + 22 ° all'interno e -15 ° С all'aperto. Ulteriori calcoli devono essere effettuati secondo la seguente formula:

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

Calcolo della ventilazione

Quindi è necessario calcolare le perdite di ventilazione. Il volume d'aria totale nell'edificio è di 480 m³. Inoltre, la sua densità è approssimativamente pari a 1,24 kg/m. quelli. la sua massa è di 595 kg. In media, l'aria viene rinnovata cinque volte al giorno (24 ore). In questo caso, per calcolare il carico orario massimo per riscaldamento, è necessario calcolare le dispersioni termiche per ventilazione:

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

Riassumendo tutti gli indicatori ottenuti, puoi trovare la dispersione termica totale della casa:

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

In questo modo viene determinato l'esatto carico di riscaldamento massimo. Il valore risultante dipende direttamente dalla temperatura esterna. Pertanto, per calcolare il carico annuale sull'impianto di riscaldamento, è necessario tenere conto delle variazioni delle condizioni meteorologiche. Se la temperatura media durante la stagione di riscaldamento è -7 ° C, il carico di riscaldamento totale sarà uguale a:

(124 * (22 + 7) + ((480 * (22 + 7) * 5) / 24)) / 3600) * 24 * 150 (giorni della stagione di riscaldamento) = 15843 kW

Modificando i valori di temperatura, è possibile effettuare un calcolo accurato del carico termico per qualsiasi impianto di riscaldamento.

Ai risultati ottenuti, è necessario aggiungere il valore della dispersione termica attraverso il tetto e il pavimento. Questo può essere fatto con un fattore di correzione di 1,2 - 6,07 * 1,2 = 7,3 kWh.

Il valore risultante indica i costi effettivi del vettore energetico durante il funzionamento del sistema. Esistono diversi modi per regolare il carico di riscaldamento. Il più efficace di questi è ridurre la temperatura nei locali dove non c'è presenza costante di residenti. Questo può essere fatto utilizzando termostati e sensori di temperatura installati. Ma allo stesso tempo, nell'edificio deve essere installato un sistema di riscaldamento a due tubi.

Per calcolare il valore esatto della perdita di calore, è possibile utilizzare il software specializzato Valtec. Il materiale video mostra un esempio di come lavorare con esso.