II.1. Výpočet spotreby tepla na vykurovanie. Výpočet vykurovania podľa plochy miestnosti Spotreba tepelnej energie na vykurovanie objektu

Pri určovaní tepelného zaťaženia vykurovacieho systému sa berú do úvahy zvláštnosti tepelného režimu priestorov. V miestnostiach so stálym tepelným režimom, medzi ktoré patria priemyselné budovy s nepretržitým technologickým procesom, poľnohospodárske priestory a verejné budovy, sa tepelné zaťaženie vykurovacej sústavy určuje z tepelná bilancia priestorov. Tepelná bilancia stanovuje rovnováhu medzi tepelnými stratami objektu a tepelným prílevom, z ktorej sa bude spotreba tepla na vykurovanie rovnať

Q o = Q t + Q m – Q in (1,1)

kde Q o - spotreba tepla na vykurovanie, kW;

Q t - tepelné straty objektu prestupom tepla cez vonkajšie obvodové konštrukcie a infiltráciou v dôsledku vstupu studeného vzduchu do miestnosti netesnosťami, kW

Q m - spotreba tepla na vykurovacie materiály vstupujúce do miestnosti, kW;

Q int - vnútorný odvod tepla, kW.

Odhadované (maximálne) tepelné straty priemyselných budov vonkajšími plotmi a infiltráciou sú určené vzorcom

Q t max = (1+μ)(t in – t but) q o V 10 -3 (1,2)

kde μ je koeficient infiltrácie;

t, ale je návrhová teplota vonkajšieho vzduchu pre výpočty vykurovania v závislosti od klimatickej oblasti (príloha B), °C;

t in - priemerná vnútorná teplota vzduchu samostatné izby budovy, je akceptovaný v závislosti od účelu priestorov (Príloha D), C;

q o - merná vykurovacia charakteristika budovy v závislosti od stavebného objemu budovy a jej účelu (Príloha D), J/(s.m 3 .K);

V - stavebný objem samostatná budova podľa vonkajšieho merania, m 3.

Pri výbere vnútornej teploty vzduchu pre priemyselné budovy treba brať do úvahy intenzitu prácnosti. Podľa náročnosti práce sú všetky druhy práce rozdelené do troch kategórií: ľahké, stredné a ťažké. Ľahká práca zahŕňa prácu vykonávanú v sede a v stoji, ktorá si nevyžaduje systematickú fyzickú námahu (procesy výroby presných prístrojov, kancelárske práce a pod.) Do kategórie stredne náročných prác patria práce spojené s neustálou chôdzou, nosením závažia do 10 kg (mechanické montážne dielne spracovanie dreva, textilná výroba a pod.). Prejdite do kategórie ťažká práca zahŕňajú prácu so systematickým fyzickým stresom (kovárne, zlievarne atď.).

Koeficient infiltrácie je určený výrazom

kde b je infiltračná konštanta, pre samostatné priemyselné budovy sa berie b = 0,035 - 0,040 c/m,

g - zrýchlenie voľného pádu, m/s;

L - voľná výška budovy, m Pre verejné a administratívne budovy je akceptovaná rovnakú výšku podlahy. Pre priemyselné budovy je možné vziať hodnoty L = 5-25 m.

w in - priemerná rýchlosť vetra za najchladnejší mesiac (príloha B), m/s.

Spotreba tepla na ohrev rôznych materiálov vstupujúcich do výrobného zariadenia v chladnom období, kW

Q m max = ∑G m i · c i (t in – t m), (1,4)

kde i je počet názvov materiálov;

с і - merná tepelná kapacita materiálu (tabuľka I), kJ/(kg.deg)

t m - teplota materiálu, o C. Približne akceptovaná; pre kovy a kovové výrobky t m = t ale, pre ostatné nesypké materiály t m = t ale +10 o C pre sypké materiály t m = t ale +20 o C

G mi je hmotnosť homogénneho materiálu vstupujúceho do dielne, kg/s.

Celková spotreba materiály priemyselného podniku, úlohy v prílohe B, musia byť rozdelené medzi dielne v súlade s účelom dielní. Zoznam odporúčaných materiálov je uvedený v tabuľke I.

Tabuľka 1 - Špecifická tepelná kapacita niektorých materiálov

Vnútorné emisie tepla priemyselných podnikov sú pomerne stabilné a tvoria významný podiel vypočítaných vykurovacie zaťaženie, preto ich treba brať do úvahy pri vývoji režimu zásobovania teplom. Zdroje vnútornej výroby tepla v priemyselných priestoroch sú: mechanické a elektrické zariadenia, vyhrievané povrchy prístrojov, inštalácií a potrubí, povrchy vyhrievaných vaní, elektrické osvetlenie, pracujúci ľudia, chladiace materiály a produkty spaľovania atď. Nižšie je uvedený spôsob približného výpočtu uvoľňovania tepla z technologických zariadení, elektrického osvetlenia a pracujúcich ľudí.

Celkové množstvo vnútorného tepla vytvoreného v jednotlivých priemyselné budovy, kW

V prípade, že neexistujú žiadne skutočné údaje alebo projekty technologických procesov, vnútorná produkcia tepla zo zariadení sa vypočítava pomocou analógov. Pre teplárne, výdaj tepla z výrobných zariadení a technologických procesov, kW

kde q n je merná tepelná intenzita miestnosti (tabuľka 2), kW/m 3 ;

V - stavebný objem miestnosti, m 3.

Tabuľka 2 - Merná tepelná intenzita horúcich dielní /18/, kW/m 3

V dielňach, ktoré nie sú horúce, bude jedným z hlavných typov vnútorného uvoľňovania tepla teplo z technologické vybavenie vybavené elektrickým pohonom. Tepelný príkon elektromotorov mechanických zariadení a nimi poháňaných strojov, kW.

kde k sp je koeficient spotreby elektriny (tabuľka 3);

k p - koeficient zohľadňujúci úplné zaťaženie elektromotorov k p =0,9-1;

k T - koeficient prestupu tepla do miestnosti pre kovoobrábacie stroje k T = 0,9-1; pre ventilátory a čerpadlá

η - účinnosť elektromotora pri plnom zaťažení η=0,85-0,9;

q el - špecifická hmotnosť elektrické výkonové zaťaženie (tabuľka 4), kW/m 2 ;

F je podlahová plocha dielne, m2.

Tabuľka 3 - Koeficient potreby elektriny

Tabuľka 4 - Špecifické hustoty elektrického zaťaženia na 1m2 úžitkovej plochy priemyselných budov

Množstvo tepla vstupujúceho do miestnosti zo zdrojov umelého osvetlenia sa vypočítava pomocou špecifických indikátorov

kde F je podlahová plocha miestnosti, m2;

q os - merná hustota elektrického zaťaženia osvetlenia (tabuľka 4), kW/m2.
Emisie tepla z ľudí sa určujú v závislosti od ich energetického výdaja a teploty vnútorného vzduchu. Celkové množstvo tepla, kW

kde m" je počet osôb v miestnosti;

q l je merné množstvo celkového tepla uvoľneného jedným pracovníkom (tabuľka 5), kW.

Tabuľka 5 - Špecifické celkové množstvo tepla uvoľneného dospelými /1/, kW

Na výpočet počtu pracovníkov v budove môžete použiť približné vzorce. Pre výrobné dielne počet pracovníkov v jednej zmene sa približne rovná

Pre administratívne budovy

kde V je stavebný objem dielne alebo budovy, m3.

Odhadovaná spotreba tepla na vykurovanie obytnej oblasti sa pri absencii údajov o type zástavby a vonkajšom objeme obytných a verejných budov podľa SNiP P-Z6-73 odporúča určiť pomocou vzorca

kde qf je agregovaný ukazovateľ maximálnej spotreby tepla na vykurovanie 1 m 2 obytnej plochy (tabuľka 6), kJ/(s.m 2);

Ff - obytná plocha, určená na základe 12 m2 na obyvateľa oblasti, m2;

k 0 - koeficient zohľadňujúci spotrebu tepla na vykurovanie verejných budov pri absencii skutočných údajov sa odporúča vziať k 0 = 0,25

Tabuľka 6 - Integrovaný ukazovateľ maximálnej spotreby tepla na vykurovanie bytových domov

Súkromný dom možno považovať za termodynamický systém, ktorý má vnútornú energiu a vedie výmenu tepla s prostredím. Energia, ktorú dom pri výmene tepla získa alebo stratí, sa nazýva teplo. Zdrojom tepla v súkromnom dome je generátor tepla: kotol, konvektor, sporák, vykurovacie teleso atď.

Čím intenzívnejšia je výmena tepla medzi domom a okolím, tým rýchlejšie teplo z domu „odíde“ a tým intenzívnejšie musí zdroj tepelnej energie pracovať na kompenzáciu strát. Je zrejmé, že intenzívna prevádzka kotla je spojená s vysokou spotrebou paliva, čo vedie k zvýšeným nákladom na vykurovanie.

Ale to nie je to hlavné: pojem komfort v domácnosti v chladnom období je neoddeliteľne spojený s teplom v dome, čo je možné len pri rovnováhe medzi stratou tepelnej energie a jej výrobou.

Schopnosti každého generátora tepla sú však obmedzené dizajnové prvky. To znamená, že na zabezpečenie tepla a pohody v dome je potrebné zvoliť kotol alebo iný zdroj tepelnej energie v súlade s tepelnými stratami objektu, pričom treba urobiť určitú rezervu (zvyčajne 20%) pre prípad veterného počasia alebo prudkého počasia. mrazy.

Takže sme sa rozhodli: pred výberom kotla na vykurovanie domu musíme určiť jeho (domu) tepelné straty.

Stanovenie tepelných strát

Tepelnú stratu budovy je možné vypočítať samostatne pre každú miestnosť, ktorá má vonkajšiu časť v kontakte s okolím. Potom sa získané údaje zosumarizujú. Pre súkromný dom je vhodnejšie určiť tepelné straty celej budovy ako celku, pričom tepelné straty sa počítajú oddelene cez steny, strechu a povrch podlahy.

Treba si uvedomiť, že postačí výpočet tepelných strát domu náročný proces vyžadujúce špeciálne znalosti. Menej presný, ale stále celkom spoľahlivý výsledok možno získať na základe online kalkulačka výpočet tepelných strát.

Pri výbere online kalkulačky je lepšie uprednostniť modely, ktoré zohľadňujú všetko možné možnosti Tepelné straty. Tu je ich zoznam:

povrch vonkajších stien

povrch strechy

povrch podlahy

ventilačný systém

Keď sa rozhodnete použiť kalkulačku, musíte poznať geometrické rozmery budovy, vlastnosti materiálov, z ktorých je dom vyrobený, ako aj ich hrúbku. Samostatne sa berie do úvahy prítomnosť tepelnoizolačnej vrstvy a jej hrúbka.

Na základe uvedených počiatočných údajov poskytuje online kalkulačka všeobecný význam tepelné straty v dome. Presnosť výsledkov určíte tak, že výsledok vydelíte celkovým objemom budovy a získate špecifické tepelné straty, ktorých hodnota by sa mala pohybovať v rozmedzí od 30 do 100 W.

Ak čísla získané pomocou online kalkulačky ďaleko presahujú stanovené hodnoty, možno predpokladať, že sa do výpočtu vkradla chyba. Najčastejšie je príčinou chýb vo výpočtoch nesúlad medzi rozmermi veličín použitých pri výpočte.

Dôležitý fakt: údaje z online kalkulačky sú relevantné len pre domy a budovy s kvalitnými oknami a dobre fungujúcim vetracím systémom, v ktorých nie je priestor na prievan a iné tepelné straty.

Ak chcete znížiť tepelné straty, môžete vykonať ďalšie tepelná izolácia budovy, a tiež použiť ohrev vzduchu vstupujúceho do miestnosti.

Tepelné straty vieme, čo ďalej?

V ďalšej fáze sa vyberie vykurovacia jednotka (kotol). Jeho tepelný výkon musí prekročiť hodnotu tepelných strát minimálne o 20 %. Ak sa kotol používa aj na zásobovanie teplou vodou, zvolí sa vykurovacia jednotka s dodatočnou výkonovou rezervou. K tomu je potrebné vykonať dodatočný výpočet, ktorý zohľadňuje potreby dodávky teplej vody.

Potom sa vyberú vykurovacie zariadenia, ktorých celkový výkon musí zodpovedať výkonu vykurovacieho kotla bez zohľadnenia dodávky teplej vody.

Hydraulický výpočet vykurovacieho systému

Po výbere zariadenia je potrebné zabezpečiť jeho prevádzku. To si vyžaduje potrubia obehové čerpadlo A expanzná nádoba kúrenie.

Ak sa majiteľ domu rozhodne vybrať vykurovacie potrubia samostatne, môžete použiť referenčné knihy a vybrať požadovaný priemer podľa tabuliek. Dĺžka rúr sa vypočíta podľa projektovej dokumentácie. Za týmto účelom jednoducho rozložte dodatočnú schému zapojenia vykurovacieho systému na schému budovy a vypočítajte dĺžku potrubia.

Ak z nejakého dôvodu neexistuje schéma domu, budete si ho musieť nakresliť sami a potom s jeho pomocou vypočítať dĺžku potrubia.

Pri znalosti dĺžky potrubia, priemeru potrubia a technických údajov vykurovacích zariadení sa vypočíta vnútorný objem vykurovacieho systému, podľa ktorého sa vyberá expanzná nádrž a obehové čerpadlo.

Správny hydraulický výpočet je tiež potrebný, aby sa zabezpečilo, že všetko teplo generované kotlom je rovnomerne rozložené po celom dome a dostane sa k spotrebiteľovi v plnom rozsahu.

Poďme si to zhrnúť

Množstvo tepla potrebného na vykurovanie domu priamo závisí od jeho tepelných strát. Tepelné straty je možné znížiť použitím dodatočnej tepelnej izolácie, inštaláciou kvalitných okien a zateplených dverí, ako aj využitím rekuperácie tepla vo vetracom systéme.

Množstvo tepelných strát určuje výkon vykurovacieho kotla. Celkový výkon vykurovacích zariadení sa musí rovnať výkonu kotla. Poskytnúť kvalitná práca kotla a radiátorov sa vykoná hydraulický výpočet vykurovania, pri ktorom sa určí priemer rúrok, ich dĺžka, vnútorný objem vykurovania. Na základe týchto údajov sa vyberie obehové čerpadlo a expanzná nádrž kúrenia.

V prípade veľkých mrazov kúpte kotol s výkonovou rezervou aspoň 20 %.

K tepelným stratám dochádza v dôsledku:

prenikanie chladu z vonkajších stien miestnosti cez okenné štrbiny,
zlé tesnenie okenných rámov.

Pri inštalácii vykurovacích systémov musíte brať do úvahy regionálnu teplotu mimo okna a na základe získaných parametrov zvoliť jeden alebo iný typ vykurovacieho zariadenia. Ale ani najefektívnejšia vykurovacia technika neprinesie požadovaný výsledok, ak sa nezbavíte takzvaných „miest úniku tepla“. Pri montáži okenných rámov by ste mali raz investovať do kvalitných, ktoré majú vysoký koeficient udržania tepla. Na efektívne vykonávanie izolačných prác na stenách ponúka trh s tepelnoizolačnými materiálmi veľký výber.

Spotreba tepla na vykurovanie sa výrazne zníži, ak sa práca na utesnení miestnosti vykonáva efektívne. Akékoľvek moderné vykurovacie zariadenie je možné nastaviť riadením prúdenia teplého vzduchu do miestnosti. Moc vykurovacie zariadenia sa zväčšuje so znižovaním prívodu studeného vzduchu.

Pre úplné pohodlie musia byť splnené dve podmienky:

zabezpečiť optimálnu teplotu v miestnosti 20-22 stupňov;
rozdiel teploty vnútorného vzduchu a vonkajšia stena by nemala byť väčšia ako 4 stupne, pričom teplota steny by mala byť nad teplotou rosného bodu.

Rosný bod je ochladzovanie vonkajšieho vzduchu pred začiatkom kondenzácie a jeho para sa mení na rosu. To sa dá ľahko dosiahnuť, ak máte výkonný kotol. Dôležité je ale znížiť náklady na vykurovanie.

Spotreba tepla na vykurovanie má dve možnosti miery spotreby:

Prvým je zavedený štandard pre odpor prestupu tepla vonkajších stien, okenných rámov atď.
Po druhé, určuje sa norma spotreby energie na vykurovanie domu. Druhá metóda vám umožňuje znížiť odpor proti dodávke tepla obvodových konštrukcií. Môžete si teda vybrať optimálna hrúbka steny miestnosti.

Profesionálni stavitelia často používajú prvú možnosť. Vztyčovanie betónové steny, vykonávajú na nich práce dodatočná izolácia rôzne tepelne izolačné materiály. Táto metóda výrazne komplikuje proces a zvyšuje náklady na prácu.

Pri výstavbe súkromných domov nie je potrebné izolovať vonkajšie steny, stačí vytvoriť viac izolovanú vrstvu v podkroví a podzemí. Tiež by ste mali dať domu tvar, ktorý je energeticky efektívny vzhľadom na kompaktnosť konštrukcie. Pre väčšiu izoláciu, verandy, lodžie, okenné rámy zmenšiť ich atď. Spotreba tepla na vykurovanie sa tak mnohonásobne zníži.

Po odstránení všetkých nedostatkov môžete začať vyberať vykurovacie zariadenia. Stojí za to venovať pozornosť parametrom vykurovacieho systému, ktorý bude inštalovaný v miestnosti. Teplota v dome závisí aj od kvality materiálov, z ktorých sú vyrobené chladiace kvapaliny, radiátory a kotly vykurovacích zariadení. Moderné systémy vykurovacie systémy majú v zálohe veľký zoznam nových technologicky vybavených zariadení na úsporu tepla. Hlavnými pomocníkmi z hľadiska spotreby tepelnej energie na vykurovanie budú automatické regulátory na udržiavanie optimálnej teploty v miestnosti.

Pri stavbe energeticky úsporného domu alebo už pri objednávke hotový projekt Stojí za to starostlivo zvážiť otázky izolácie budov so zapojením skúsených odborníkov. Práca si vyžaduje integrovaný prístup a iba v tomto prípade si môžete vybudovať pohodlný, teplý a útulný domov.

Vykurovanie radiátormi a termostatmi

V radiátoroch by teplota chladiacej kvapaliny nemala presiahnuť 90 stupňov. Pri výbere výkonných a odolných radiátorov je táto teplota celkom vhodná pre chladné zimy. Aby bola atmosféra v miestnosti prijateľná pre každého, musíte nainštalovať termostaty. Sú dva druhy - mechanické a automatické. Mechanický sa musí neustále nastavovať ručne, bez toho, aby sa premeškal moment zmeny tepelných hodnôt. Otvorená poloha regulátora poskytuje maximálny režim, zatvorená poloha poskytuje minimum. Pri strate krmiva horúca voda Batéria sa rýchlo ochladí.

Menej pozornosti si zasa vyžaduje automatický termostat. Stačí zafixovať požadovanú značku na stupnici a stroj sám upraví úroveň teploty. Použitie termostatu je možné len vtedy, keď sú potrubia v paralelnej polohe, použitie regulátorov inštalovaných za sebou blokuje cirkuláciu chladiacej kvapaliny v potrubiach.

Spotreba tepelnej energie na vykurovanie spôsobuje značné náklady, ak je vykurovací systém inštalovaný bez zohľadnenia iných nákladov, napríklad kotol, kuchyňa, kúpeľňa.

Nájsť "únik"

Aby ste ušetrili viac, pri inštalácii vykurovacieho systému musíte vziať do úvahy všetky „choré“ oblasti úniku tepla. Nebolo by na škodu povedať, že okná musia byť utesnené. Hrúbka stien vám umožňuje udržať teplo, teplé podlahy udržiavajú teplotné pozadie na pozitívnej úrovni. Spotreba tepelnej energie na vykurovanie v interiéri závisí od výšky stropov, typu vetracieho systému a stavebných materiálov pri výstavbe budovy.

Po odpočítaní všetkých tepelných strát musíte vážne pristupovať k výberu vykurovací kotol. Hlavná vec je tu rozpočtová časť problému. Cena zariadenia sa líši v závislosti od výkonu a všestrannosti. Ak je v dome už zavedený plyn, ušetríte na elektrine (náklady na ňu sú značné) a popri varení, napríklad večere, sa systém zároveň zahrieva.

Ďalším bodom pri udržiavaní tepla je typ ohrievača - konvektor, radiátor, batéria atď. Najvhodnejšie riešenie problému je radiátor, ktorých počet sekcií sa vypočíta pomocou jednoduchého vzorca. Jedna sekcia (plutva) radiátora má výkon 150 W pre miestnosť 10 metrov stačí 1700 W; Delením získame 13 sekcií potrebných na pohodlné vykurovanie miestnosti.

Inštalácia vyhrievaných podláh vyrieši polovicu problému úspory energie. Podľa odborníkov sa množstvo spotrebovanej tepelnej energie zníži 2-3 krát. Ekonomická spotreba tepelnej energie na vykurovanie je zrejmá.

Pri inštalácii vykurovacieho systému umiestnením radiátorov môžete okamžite pripojiť systém podlahového vykurovania. Neustála cirkulácia chladiacej kvapaliny vytvára rovnomernú teplotu v celej miestnosti.

Ako optimalizovať náklady na vykurovanie? Tento problém možno vyriešiť iba integrovaným prístupom, ktorý zohľadňuje všetky parametre systému, stavebné a klimatické vlastnosti regiónu. V tomto prípade je najdôležitejšou zložkou tepelné zaťaženie vykurovania: výpočet hodinových a ročných ukazovateľov je zahrnutý v systéme na výpočet účinnosti systému.

Prečo potrebujete poznať tento parameter?

Aký je výpočet tepelného zaťaženia na vykurovanie? Určuje optimálne množstvo tepelnej energie pre každú miestnosť a budovu ako celok. Variabilné veličiny sú výkon vykurovacích zariadení - kotla, radiátorov a potrubí. Zohľadňuje sa aj tepelná strata domu.

V ideálnom prípade by tepelný výkon vykurovacieho systému mal kompenzovať všetky tepelné straty a zároveň udržiavať komfortnú úroveň teploty. Preto pred výpočtom ročného vykurovacieho zaťaženia musíte určiť hlavné faktory, ktoré ho ovplyvňujú:

Charakteristický konštrukčné prvky Domy. Vonkajšie steny, okná, dvere, ventilačné systémy ovplyvňujú úroveň tepelných strát;
Rozmery domu. Je logické predpokladať, že čím väčšia je miestnosť, tým intenzívnejšie by mal vykurovací systém fungovať. Dôležitým faktorom v tomto prípade nie je len celkový objem každej miestnosti, ale aj plocha vonkajších stien a okenných konštrukcií;
Klíma v regióne. Pri relatívne malých poklesoch vonkajšej teploty je potrebné malé množstvo energie na kompenzáciu tepelných strát. Tie. Maximálne hodinové zaťaženie vykurovania priamo závisí od stupňa poklesu teploty v určitom časovom období a priemernej ročnej hodnoty za vykurovaciu sezónu.

S prihliadnutím na tieto faktory sa zostavia optimálne teplotné prevádzkové podmienky vykurovacieho systému. Zhrnutím vyššie uvedeného môžeme konštatovať, že stanovenie tepelnej záťaže na vykurovanie je nevyhnutné na zníženie spotreby energie a udržanie optimálnej úrovne vykurovania v priestoroch domu.

Na výpočet optimálneho vykurovacieho zaťaženia pomocou agregovaných indikátorov potrebujete poznať presný objem budovy. Je dôležité mať na pamäti, že táto technika bola vyvinutá pre veľké konštrukcie, takže chyba výpočtu bude veľká.

Výber metódy výpočtu

Pred výpočtom vykurovacieho zaťaženia pomocou agregovaných indikátorov alebo viacerých vysoká presnosť musíte zistiť odporúčané teplotné podmienky pre obytný dom.

Pri výpočte vykurovacích charakteristík sa musíte riadiť SanPiN 2.1.2.2645-10. Na základe údajov v tabuľke je v každej miestnosti domu potrebné zabezpečiť optimálne teplotný režim prevádzka vykurovania.

Metódy používané na výpočet hodinového vykurovacieho zaťaženia môžu mať rôzny stupeň presnosti. V niektorých prípadoch sa odporúča použiť pomerne zložité výpočty, v dôsledku čoho bude chyba minimálna. Ak pri navrhovaní vykurovania nie je prioritou optimalizácia nákladov na energiu, možno použiť menej presné schémy.

Pri výpočte hodinovej vykurovacej záťaže je potrebné brať do úvahy dennú zmenu vonkajšej teploty. Ak chcete zlepšiť presnosť výpočtu, musíte vedieť technické údaje budova.

Jednoduché spôsoby výpočtu tepelného zaťaženia

Akýkoľvek výpočet tepelného zaťaženia je potrebný na optimalizáciu parametrov vykurovacieho systému alebo zlepšenie tepelnoizolačných charakteristík domu. Po jeho realizácii sa vyberú určité spôsoby regulácie tepelnej záťaže vykurovania. Zvážme metódy výpočtu tohto parametra vykurovacieho systému, ktoré nie sú náročné na prácu.

Závislosť vykurovacieho výkonu od plochy

Pre domov s štandardné veľkosti miestnostiach, výškach stropov a dobrej tepelnej izolácii, môžete použiť známy pomer plochy miestnosti k požadovanému tepelnému výkonu. V tomto prípade bude potrebné vyrobiť 1 kW tepla na 10 m². Na získaný výsledok sa musí použiť korekčný faktor v závislosti od klimatickej zóny.

Predpokladajme, že dom sa nachádza v regióne Moskva. Jeho celková rozloha je 150 m². V tomto prípade sa hodinové tepelné zaťaženie na vykurovanie bude rovnať:

15*1=15 kW/hod

Hlavnou nevýhodou tejto metódy je veľká chyba. Výpočet nezohľadňuje zmeny poveternostných faktorov, ako aj vlastnosti budovy - odpor stien a okien pri prestupe tepla. Preto sa v praxi neodporúča používať.

Integrovaný výpočet tepelného zaťaženia budovy

Väčší výpočet vykurovacieho zaťaženia sa vyznačuje presnejšími výsledkami. Spočiatku sa používal na predbežný výpočet tohto parametra, keď nebolo možné určiť presnú charakteristiku budovy. Všeobecný vzorec na určenie tepelného zaťaženia na vykurovanie je uvedené nižšie:

Kde q°– špecifické tepelné vlastnosti konštrukcie. Hodnoty sa musia prevziať z príslušnej tabuľky, A– korekčný faktor uvedený vyššie, Vn– vonkajší objem budovy, m³, Tvn A Tnro- teplotné hodnoty v dome a vonku.

Predpokladajme, že je potrebné vypočítať maximálne hodinové zaťaženie vykurovania v dome s objemom pozdĺž obvodových stien 480 m³ (plocha 160 m², dvojposchodový dom). V tomto prípade sa tepelná charakteristika bude rovnať 0,49 W/m³*C. Korekčný faktor a = 1 (pre moskovský región). Optimálna teplota v obytnom priestore (TV) by mala byť +22°C. Vonkajšia teplota bude -15°C. Na výpočet hodinového vykurovacieho zaťaženia použijeme vzorec:

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

V porovnaní s predchádzajúcim výpočtom je výsledná hodnota menšia. Zohľadňuje však dôležité faktory – teplotu v interiéri, exteriéri a celkový objem budovy. Podobné výpočty je možné vykonať pre každú miestnosť. Metóda výpočtu vykurovacieho zaťaženia pomocou agregovaných indikátorov umožňuje určiť optimálny výkon pre každý radiátor v samostatnej miestnosti. Pre presnejší výpočet potrebujete poznať priemer hodnoty teploty pre konkrétny región.

Táto metóda výpočtu sa môže použiť na výpočet hodinovej tepelnej záťaže na vykurovanie. Získané výsledky však neposkytnú optimálne presnú hodnotu tepelných strát budovy.

Presné výpočty tepelnej záťaže

Tento výpočet optimálneho tepelného zaťaženia na vykurovanie však stále neposkytuje požadovanú presnosť výpočtu. Neberie do úvahy najdôležitejší parameter– vlastnosti budovy. Hlavným je tepelný odpor materiálu použitého na výrobu jednotlivých prvkov domu – stien, okien, stropov a podláh. Určujú stupeň zachovania tepelnej energie prijatej z chladiacej kvapaliny vykurovacieho systému.

Čo je odpor prenosu tepla ( R)? Toto je prevrátená hodnota tepelnej vodivosti ( λ ) – schopnosť štruktúry materiálu prenášať tepelnú energiu. Tie. ako väčšiu hodnotu tepelná vodivosť - tým vyššie sú tepelné straty. Túto hodnotu nemožno použiť na výpočet ročného vykurovacieho zaťaženia, pretože nezohľadňuje hrúbku materiálu ( d). Preto odborníci používajú parameter odporu prenosu tepla, ktorý sa vypočíta podľa nasledujúceho vzorca:

Výpočet stien a okien

Existujú štandardizované hodnoty pre odpor stien pri prestupe tepla, ktoré priamo závisia od regiónu, kde sa dom nachádza.

Na rozdiel od zväčšeného výpočtu vykurovacieho zaťaženia je potrebné najskôr vypočítať odpor prestupu tepla pre vonkajšie steny, okná, prízemie a podkrovie. Zoberme si nasledujúce vlastnosti domu ako základ:

Oblasť steny - 280 m². Obsahuje okná - 40 m²;
Materiál steny je plná tehla ( A = 0,56). Hrúbka vonkajších stien - 0,36 m. Na základe toho vypočítame odpor TV prenosu - R = 0,36/0,56 = 0,64 m2*C/W;
Pre zlepšenie tepelnoizolačných vlastností bola inštalovaná vonkajšia izolácia- hustá polystyrénová pena 100 mm. Pre neho A = 0,036. Respektíve R=0,1/0,036= 2,72 m2*C/W;
Všeobecná hodnota R pre vonkajšie steny je to rovnaké 0,64+2,72= 3,36 čo je veľmi dobrý ukazovateľ tepelnej izolácie domu;
Odolnosť prestupu tepla oknami - 0,75 m²*S/W(dvojité sklo s argónovou náplňou).

V skutočnosti budú tepelné straty cez steny:

(1/3,36)*240+(1/0,75)*40= 124 W pri rozdiele teplôt 1°C

Vezmeme rovnaké teplotné ukazovatele ako pri súhrnnom výpočte vykurovacej záťaže +22°C v interiéri a -15°C v exteriéri. Ďalšie výpočty sa musia vykonať pomocou nasledujúceho vzorca:

124*(22+15)= 4,96 kW/hod

Výpočet vetrania

Potom je potrebné vypočítať straty vetraním. Celkový objem vzduchu v budove je 480 m³. Navyše jeho hustota je približne 1,24 kg/m³. Tie. jeho hmotnosť je 595 kg. V priemere sa vzduch obnovuje päťkrát denne (24 hodín). V tomto prípade na výpočet maximálneho hodinového vykurovacieho zaťaženia musíte vypočítať tepelné straty na vetranie:

(480*40*5)/24= 4000 kJ alebo 1,11 kW/hod.

Zhrnutím všetkých získaných ukazovateľov môžete zistiť celkovú tepelnú stratu domu:

4,96 + 1,11 = 6,07 kW/hod

Týmto spôsobom sa určí presná maximálna vykurovacia záťaž. Výsledná hodnota priamo závisí od vonkajšej teploty. Preto pre výpočet ročného zaťaženia na vykurovací systém treba brať do úvahy meniace sa poveternostné podmienky. Ak je priemerná teplota počas vykurovacieho obdobia -7°C, potom sa celkové vykurovacie zaťaženie bude rovnať:

(124*(22+7)+((480*(22+7)*5)/24))/3600)*24*150(dni vykurovacej sezóny)=15843 kW

Zmenou hodnôt teploty môžete urobiť presný výpočet tepelného zaťaženia pre akýkoľvek vykurovací systém.

K získaným výsledkom je potrebné pripočítať hodnotu tepelných strát cez strechu a podlahu. Dá sa to urobiť korekčným faktorom 1,2 - 6,07 * 1,2 = 7,3 kW/h.

Výsledná hodnota udáva skutočné náklady na energiu počas prevádzky systému. Existuje niekoľko spôsobov regulácie vykurovacej záťaže. Najúčinnejším z nich je zníženie teploty v miestnostiach, kde nie je stála prítomnosť obyvateľov. To je možné vykonať pomocou termostatov a inštalovaných snímačov teploty. Zároveň však musí byť v budove inštalovaný dvojrúrkový vykurovací systém.

Kalkulovať presná hodnota tepelných strát, môžete využiť špecializovaný program Valtec. Video ukazuje príklad práce s ním.

1.1.1 Predpokladaná maximálna spotreba tepla (W) na vykurovanie bytových, verejných a administratívnych budov je určená agregovanými ukazovateľmi

= q o ∙ V (t v t n.r.),

=1.07∙0.38∙19008(16-(-25))=239588.2

Kde q o je špecifická vykurovacia charakteristika budovy pri t n.r. = 25С (W/m  С);

  korekčný faktor, ktorý zohľadňuje klimatické podmienky územia a používa sa v prípadoch, keď sa návrhová teplota vonkajšieho vzduchu líši od  25С, V objem budovy podľa vonkajšieho merania, m 3; t in je odhadovaná teplota vzduchu vo vnútri vykurovanej budovy, t n.r.  návrhová teplota vonkajšieho vzduchu pre návrh vykurovania, C, pozri prílohu 2.

Výpočet bol urobený pre predplatiteľa č. 1, školu. Pre všetky ostatné sa výpočet vykonal pomocou vyššie navrhnutého vzorca, výsledky sú uvedené v tabuľke 2.2.

1.1.2.Priemerný tepelný tok (W) na vykurovanie



Výpočet bol urobený pre predplatiteľa č. 1, školu. Pre všetky ostatné sa výpočet vykonal pomocou vyššie navrhnutého vzorca, výsledky sú uvedené v tabuľke 2.2.

Kde t n.r.s.  vypočítaná priemerná teplota vonkajšieho vzduchu pre návrh vykurovania, C (príloha 2).

1.2 Stanovenie spotreby tepla na vetranie.

1.2.1 Maximálna spotreba tepla na vetranie, Q v max, W

Q v max = q v  V   (t v  t n.v.)

Q v max =1,07190080,29(16-(-14))

Kde q in je špecifická charakteristika budovy pre návrh ventilačného systému.

1.2.2.Priemerná spotreba tepla na vetranie, Q v priem., W

Q v av = Q v max 

Q v av =176945,5 

Výpočet bol urobený pre predplatiteľa č. 1, školu. Pre všetky ostatné sa výpočet vykonal pomocou vyššie navrhnutého vzorca, výsledky sú uvedené v tabuľke 2.2.

1.3. Stanovenie spotreby tepla na dodávku teplej vody.

1.3.1 Priemerná spotreba tepla na zásobovanie teplou vodou priemyselných objektov, Q avg.w.s., W

Q g.w.s. priemer =

kde  je miera spotreby teplej vody (l/deň) na jednotku merania (SNiP 2.04.01.85),

m – počet merných jednotiek;

c  tepelná kapacita vody С = 4187 J/kg  С;

t g, t x  teplota teplej vody, respektíve dodávanej do systému zásobovania teplou vodou a studená voda, С;

h je predpokladaná doba dodávky tepla na dodávku teplej vody, C/deň, h/deň.

1.3.2 Priemerná spotreba tepla na zásobovanie teplou vodou bytových a verejných budov, Q g.w.s., W

Výpočet bol urobený pre predplatiteľa č. 1, školu. Pre všetky ostatné sa výpočet vykonal pomocou vyššie navrhnutého vzorca, výsledky sú uvedené v tabuľke 2.2.

kde m je počet ľudí,

  miera spotreby vody na teplú vodu. pri teplote 55 °C na osobu a deň (SNiP 2.04.0185, príloha 3)

c  spotreba vody na dodávku teplej vody sa predpokladá na 25 l/deň na osobu;

t x  teplota studenej vody (kohútik) počas vykurovacieho obdobia (pri absencii údajov sa rovná 5С)

с  tepelná kapacita vody, C = 4,187 kJ/(kgС)

1.3.3.Maximálna spotreba tepla na dodávku teplej vody,
,W

134332,9

Výpočet bol urobený pre predplatiteľa č. 1, školu. Pre všetky ostatné sa výpočet vykonal pomocou vyššie navrhnutého vzorca, výsledky sú uvedené v tabuľke 2.2.

Tabuľka 2.1

Meno spotrebiteľov

Objem, V, tisíc m3

Počet obyvateľov m, ľudí

Špecifické vlastnosti budovy, W/m C

Miera spotreby teplej vody, a, l/deň.

3. Kotolňa

4. Internát

5. 9 poschodová budova 1

6. 9 poschodová budova 2

7. Lekáreň

8. Klinika

Vnútorná teplota, t in	Návrhová teplota		Spotreba tepla		Celková spotreba tepla, Q, W.
	na vykurovanie	na vetranie	na vykurovanie	na vetranie	Celková spotreba tepla, Q, W.
	na vykurovanie	na vetranie

1. Škola +16
2.Det. záhrada +20
3. Kotolňa +16
4. Internát +18
5. 9 poschodová budova 1 +18
6. 9 poschodová budova 2 +18
7. Lekáreň +15
8. Klinika +20