Kategorie

Týdenní Aktuality

1 Radiátory
Jak nainstalovat termostat na chladič
2 Krby
Měřítko v topném systému, než aby se odstranil?
3 Kotle
Pak spalovat chladič
4 Radiátory
Tepelné generátory: jak "vařit" elektřinu na plynovém sporáku
Hlavní / Čerpadla

Výpočet topení agregátů


Předpokládejme, že chcete nezávisle zvolit kotel, radiátory a potrubí topného systému soukromého domu. Úkolem č. 1 je provést výpočet tepelného zatížení vytápění, a to jednoduše za účelem stanovení celkové spotřeby tepla potřebné k ohřevu budovy na komfortní vnitřní teplotu. Navrhujeme studovat 3 výpočtové metody - různé v složitosti a přesnosti výsledků.

Metody určování zatížení

Nejprve vysvětlete význam tohoto výrazu. Tepelné zatížení je celkové množství tepla spotřebovaného topným systémem pro topení prostorů na standardní teplotu v nejchladnější době. Hodnota je vypočítána v jednotkách energie - kilowatty, kilokalory (méně často - kilojouly) a je označena ve vzorcích latinským písmem Q.

Znalost zatížení vytápění soukromého domu jako celku a zejména potřeby každého pokoje je snadné zvolit kotel, ohřívače a baterie vodního systému podle kapacity. Jak můžete tento parametr vypočítat:

  1. Pokud výška stropů nedosahuje 3 m, zvětší se výpočet plochy vyhřívaných místností.
  2. Při výšce překryvu 3 m nebo více je spotřeba tepla zohledněna z hlediska objemu prostor.
  3. Vypočítejte tepelné ztráty pomocí vnějších plotů a náklady na ohřev ventilačního vzduchu podle stavebních předpisů.

Poznámka: V posledních letech získaly populární kalkulačky, které byly umístěny na stránkách různých internetových zdrojů, širokou popularitu. S jejich pomocí se stanovení množství tepelné energie provádí rychle a nevyžaduje další pokyny. Mínus - přesnost výsledků musí být kontrolována - protože programy jsou napsány osobami, které nejsou tepelnými techniky.

Fotografie budovy pořízené tepelným snímačem

První dvě metody výpočtu vycházejí z použití specifických tepelných charakteristik s ohledem na vytápěnou plochu nebo na objem budovy. Algoritmus je jednoduchý, používá se všude, ale dává velmi přibližné výsledky a nezohledňuje stupeň izolace chaty.

Je mnohem obtížnější zvážit spotřebu tepelné energie podle SNiP, jak to dělají projektanti. Budeme muset shromáždit mnoho referenčních údajů a pracovat na výpočtech, ale konečné údaje budou odrážet skutečný obraz s přesností 95%. Pokusíme se zjednodušit metodiku a co nejvíce zpřístupnit výpočet zatížení vytápění.

Například jednopodlažní dům o rozloze 100 m²

Abychom mohli jasně vysvětlit všechny metody pro stanovení množství tepelné energie, doporučujeme uvést jako příklad jednopatrový dům o celkové ploše 100 čtverečních metrů (vnějším měřením), který je uveden na obrázku. Uvádíme technické charakteristiky budovy:

  • oblast výstavby - pás mírného podnebí (Minsk, Moskva);
  • vnější tloušťka oplocení - 38 cm, materiál - křemičitá cihla;
  • vnější izolace stěn - tloušťka pěny 100 mm, hustota - 25 kg / m³;
  • podlahy - beton na zemi, suterén chybí;
  • překrývání - železobetonové desky izolované ze studené podkroví s 10 cm pěnovou pěnou;
  • okna - standardní kovový plast pro 2 sklenice, velikost - 1500 x 1570 mm (h);
  • vstupní dveře - kov 100 x 200 cm, zateplené 20 mm extrudovanou pěnou z polystyrenu uvnitř.

V chalupě uspořádaných vnitřních přepážkách v polovině cihel (12 cm) se nachází kotelna v samostatné budově. Oblasti místností jsou vyznačeny na výkrese, výšku stropů budeme vycházet podle vysvětlení způsobu výpočtu 2,8 nebo 3 m.

Považujeme spotřebu tepla za kvadraturu

Pro přibližný odhad vytápěcího zatížení se nejčastěji používá nejjednodušší výpočet tepla: plocha budovy se odebírá z vnějšího měření a vynásobí se 100 wattů. Proto spotřeba tepla venkovského domu o rozloze 100 m² činí 10 000 W nebo 10 kW. Výsledek vám umožňuje vybrat kotel s bezpečnostním faktorem 1,2-1,3, v tomto případě se předpokládá, že výkon jednotky je 12,5 kW.

Navrhujeme provést přesnější výpočty s ohledem na umístění místností, počet oken a oblast vývoje. Takže při výšce stropu až 3 m se doporučuje použít následující vzorec:

Výpočet se provádí pro každou místnost samostatně, pak jsou výsledky shrnuty a vynásobeny regionálním koeficientem. Výklad zápisu vzorce:

  • Q je požadovaná hodnota zatížení W;
  • Spom - čtvercová místnost, m²;
  • q je ukazatel specifických tepelných charakteristik, vztažený na plochu místnosti, W / m²;
  • k - koeficient zohledňující klima v oblasti bydliště.

Pro referenci. Pokud je soukromý dům umístěn v mírné zóně, je koeficient k považován za jednotku. V jižních oblastech, k = 0,7, v severních oblastech jsou použity hodnoty 1,5-2.

Při přibližném výpočtu celkového kvadraturního indexu q = 100 W / m². Tento přístup nezohledňuje umístění místností a rozdílný počet světelných otvorů. Chodba uvnitř chatky ztratí mnohem méně tepla než rohová ložnice s okny stejné oblasti. Navrhujeme využít hodnotu specifických tepelných charakteristik q takto:

  • pro místnosti s jednou vnější stěnou a oknem (nebo dveřmi) q = 100 W / m²;
  • rohové místnosti s jedním světelným otvorem - 120 W / m²;
  • stejná, se dvěma okny - 130 W / m².

Jak zvolit správnou hodnotu q je jasně zobrazena v půdorysu. Pro náš příklad je výpočet následující:

Q = (15,75 x 130 + 21 x 120 + 5 x 100 + 7 x 100 + 6 x 100 + 15,75 x 130 + 21 x 120) x 1 = 10935 W = 11 kW.

Jak můžete vidět, rafinované výpočty přinesly další výsledek - ve skutečnosti vytápění konkrétního domu o rozloze 100 m² spotřebuje 1 kW více tepelné energie. Tento údaj zohledňuje spotřebu tepla pro vytápění venkovního vzduchu vstupujícího do bytu přes otvory a stěny (infiltrace).

Výpočet tepelného zatížení podle objemu místnosti

Pokud vzdálenost mezi podlahou a stropem dosáhne 3 m nebo více, nelze použít předchozí verzi výpočtu - výsledek bude nesprávný. V takových případech je zatížení topení považováno za založené na specifických rozšířených indikátorech spotřeby tepla na 1 m3 objemu místnosti.

Vzorec a algoritmus výpočtů zůstanou stejné, změní se pouze parametr oblasti S podle objemu - V:

Proto je přijat další ukazatel specifické spotřeby q, vztahující se k objemové kapacitě každé místnosti:

  • pokoj uvnitř budovy nebo s jednou vnější stěnou a oknem - 35 W / m³;
  • rohová místnost s jedním oknem - 40 W / m³;
  • stejný, se dvěma světlými otvory - 45 W / m³.

Poznámka: Zvýšení a snižování regionálních koeficientů k se ve vzorci použije bez změn.

Nyní například definujeme zátěž na vytápění naší chaty s ohledem na výšku stropů 3 m:

Q = (47,25 x 45 + 63 x 40 + 15 x 35 + 21 x 35 + 18 x 35 + 47,25 x 45 + 63 x 40) x 1 = 11 182 W = 11,2 kW.

Je zřejmé, že požadovaný tepelný výkon topného systému se v porovnání s předchozím výpočtem zvýšil o 200 W. Pokud vezmeme výšku místností 2,7 - 2,8 m a počítáme náklady na energii v objemu kubických, pak budou čísla přibližně stejné. To znamená, že metoda je docela vhodná pro rozšířené výpočty tepelných ztrát v místnostech jakékoliv výšky.

Výpočetní algoritmus podle SNiP

Tato metoda je nejpřesnější ze všech. Pokud používáte naše pokyny a správně provádíme výpočet, můžete si být jisti výsledkem 100% a klidně vyzvednout topné zařízení. Postup je následující:

  1. Změřte čtverec vnějších stěn, podlah a podlah zvlášť v každé místnosti. Určete prostor oken a vchodových dveří.
  2. Vypočítat tepelné ztráty přes všechny vnější ploty.
  3. Zjistěte tok tepelné energie, která jde k předehřívání ventilace (infiltrace) vzduchu.
  4. Shrnout výsledky a získat skutečnou hodnotu tepelného zatížení.
Měření obytných místností zevnitř

Důležitý bod. Ve dvoupodlažní chalupě nejsou vnitřní stropy zohledněny, protože nepřekračují životní prostředí.

Podstata výpočtu tepelných ztrát je poměrně jednoduchá: potřebujete zjistit, kolik energie ztratí každá stavba, protože okna, stěny a podlahy jsou vyrobeny z různých materiálů. Při určení čtverce vnějších stěn odečtěte prostor zasklených otvorů - tyto procházejí větším tepelným tokem a považují se proto za samostatné.

Když měříte šířku místností, přidejte k němu polovinu tloušťky vnitřní přepážky a uchopte vnější roh podle obrázku. Cílem je zohlednit úplné rozdělení vnějšího plotu na ztrátu tepla po celém povrchu.

Při měření je třeba zachytit roh budovy a polovinu vnitřního oddílu

Určete tepelné ztráty stěn a střechy

Vzorec pro výpočet toku tepla procházející strukturou stejného typu (například stěny) je následující:

  • hodnota tepelných ztrát prostřednictvím jednoho plotu označujeme Qi, W;
  • A - čtvercová zeď ve stejné místnosti, m²;
  • tv - pohodlná teplota uvnitř místnosti, obvykle předpokládaná být + 22 ° С;
  • tn - minimální teplota venkovního vzduchu, která trvá 5 nejchladnějších zimních dnů (vezměte skutečnou hodnotu pro vaši oblast);
  • R je odpor vnějšího plotu k přenosu tepla, m² ° C / W.
Koeficienty tepelné vodivosti pro některé běžné stavební materiály

V seznamu výše je jeden nedefinovaný parametr - R. Jeho hodnota závisí na materiálu stěnové struktury a tloušťce plotu. Pro výpočet odolnosti proti přenosu tepla postupujte v tomto pořadí:

  1. Určete tloušťku nosné části vnější stěny a odděleně - vrstvu izolace. Označení písmen ve vzorcích - δ se vypočte v metrech.
  2. Z referenčních tabulek zjistěte tepelnou vodivost konstrukčních materiálů λ, měrné jednotky - W / (mºС).
  3. Střídavě nahradit hodnoty nalezené ve vzorci:
  4. Určete R pro každou vrstvu stěny samostatně, přidejte výsledky a použijte ji v prvním vzorci.

Opakujte výpočty zvlášť pro okna, stěny a podlahy ve stejné místnosti, poté přesuňte do další místnosti. Ztráty tepla podlahami jsou považovány za samostatné, jak je uvedeno níže.

Rada Správné koeficienty tepelné vodivosti různých materiálů jsou specifikovány v regulační dokumentaci. Pro Rusko je to Pravidlo SP 50.13330.2012, pro Ukrajinu - DBN B.2.6-31

2006. Pozor! Při výpočtech použijte hodnotu λ, zapsanou ve sloupci "B" pro provozní podmínky.

Tato tabulka je přílohou společného podniku 50.13330.2012 "Tepelná izolace budov", publikovaná na specializovaném zdroji

Příklad výpočtu pro obývací pokoj našeho jednopatrového domu (výška stropu 3 m):

  1. Plocha vnějších zdí s okny: (5,04 + 4,04) х 3 = 27,24 m². Okno čtverce je 1,5 x 1,57 x 2 = 4,71 m². Čistá plocha plotu: 27,24 - 4,71 = 22,53 m².
  2. Tepelná vodivost λ pro zdivo z křemičitých cihel je 0,87 W / (mºС), pěnový plast 25 kg / m³ - 0,044 W / (mºС). Tloušťka - 0,38 a 0,1 m považujeme za odolnost proti přenosu tepla: R = 0,38 / 0,87 + 0,1 / 0,044 = 2,71 m² ° C / W.
  3. Venkovní teplota je minus 25 ° С, uvnitř obývacího pokoje - plus 22 ° С. Rozdíl bude 25 + 22 = 47 ° С.
  4. Určete tepelné ztráty stěnami obývacího pokoje: Q = 1 / 2.71 x 47 x 22.53 = 391 wattů.
Stěna chaty v řezu

Podobně je zohledněn průtok tepla okny a překrývání. Tepelná odolnost průsvitných konstrukcí obvykle udává výrobce, charakteristiky železobetonových podlah o tloušťce 22 cm se nacházejí v regulační nebo referenční literatuře:

  1. R ohřáté podlahy = 0,22 / 2,04 + 0,1 / 0,044 = 2,38 m² ° C / W, ztráty tepla střechou jsou 1 / 2,38 x 47 x 5,04 x 4,04 = 402 W.
  2. Ztráty z okenních otvorů: Q = 0,32 x 47 x71 = 70,8 W.

Tabulka koeficientů tepelné vodivosti plastových oken. Vzali jsme nejmodernější jednokomorovou skleněnou jednotku

Celkové ztráty tepla v obývacím pokoji (bez podlahy) budou 391 + 402 + 70,8 = 863,8 wattů. Podobné výpočty se provádějí pro zbývající místnosti, výsledky jsou shrnuty.

Upozornění: chodba uvnitř budovy se nedotýká vnějšího pláště a ztrácí teplo pouze přes střechu a podlahy. Jaké ploty je třeba vzít v úvahu při výpočtu, podívejte se na video.

Rozdělení podlahy do zón

Chcete-li zjistit množství ztraceného tepla na podlažích na zemi, budova v plánu je rozdělena na zóny o šířce 2 m, jak je znázorněno na obrázku. První pruh začíná od vnějšího povrchu stavební konstrukce.

Při označování začíná odpočítávání od vnější strany budovy.

Výpočetní algoritmus je následující:

  1. Nakreslete plán chaty, rozdělte na pásy o šířce 2 m. Maximální počet zón je 4.
  2. Vypočítat plochu podlahy, která se odděluje odděleně do každé zóny, přičemž zanedbává vnitřek přepážky. Upozornění: kvadratura v rohu je dvakrát počítána (ve výkresu je stínovaná).
  3. Použijeme výpočtový vzorec (pro pohodlí přineseme to znovu), určíme tepelné ztráty ve všech oblastech, sumarizujeme získané hodnoty.
  4. Odpor pro přenos tepla R pro zónu I se předpokládá, že je 2,1 m² ° C / W, II - 4,3, III - 8,6, zbytek podlahy - 14,2 m² ° C / W.

Poznámka: Pokud mluvíme o vyhřívaném suterénu, první pás je umístěn na podzemní části stěny, a to od úrovně země.

Uspořádání stěn suterénu na úrovni terénu

Podlahy izolované minerální vlnou nebo polystyrénovou pěnou se vypočítají stejným způsobem, pouze tepelné odolnosti vrstvy izolace, kterou určuje vzorec δ / λ, se přidávají pouze k pevným hodnotám R.

Příklad výpočtů v obývacím pokoji venkovského domu:

  1. Kvadratura zóny I je (5.04 + 4.04) х 2 = 18.16 m², oddíl II - 3.04 x 2 = 6.08 m². Zbývající zóny nespadají do obývacího pokoje.
  2. Spotřeba energie pro 1. zónu bude 1 / 2,1 x 47 x 18,16 = 406,4 W, pro druhou - 1 / 4,3 x 47 x 6,08 = 66,5 W.
  3. Tepelný tok v podlaze obývacího pokoje je 406,4 + 66,5 = 473 W.

Nyní není obtížné porazit celkové tepelné ztráty v dotyčné místnosti: 863,8 + 473 = 1336,8 W, zaokrouhleno - 1,34 kW.

Ohřev ventilačního vzduchu

V převážnou většině soukromých domů a bytů je uspořádáno přirozené větrání, vnější vzduch proniká skrz vestibule oken a dveří, stejně jako přívody vzduchu. Ohříváním příchozího studeného množství se zapíná topná soustava a spotřebovává dodatečnou energii. Jak zjistit jeho množství:

  1. Vzhledem k tomu, že výpočet infiltrace je příliš komplikovaný, regulační dokumenty umožňují přidělit 3 m³ vzduchu za hodinu na čtvereční metr plochy bydlení. Celkový průtok přiváděného vzduchu L je považován za jednoduchý: kvadratura místnosti se vynásobí číslem 3.
  2. L je objem a potřebujeme hmotnost m průtoku vzduchu. Naučte se vynásobením hustotou plynu odebraného ze stolu.
  3. Hmotnost vzduchu m je nahrazena vzorkem kurzu školní fyziky, který umožňuje určit množství vynaložené energie.

Na příkladu dlouhotrvajícího obývacího pokoje 15,75 m² vypočteme požadované množství tepla. Objem přítoku je L = 15,75 x 3 = 47,25 m3 / h, hmotnost je 47,25 x 1,422 = 67,2 kg. Vzhledem k tepelné kapacitě vzduchu (označené písmenem C), která se rovná 0,28 W / (kg ºС), zjistíme spotřebu energie: Qvent = 0,28 x 67,2 x 47 = 884 W. Jak vidíte, je to docela působivé číslo, a proto je třeba vzít v úvahu ohřev vzduchu.

Konečný výpočet tepelné ztráty budovy plus náklady na ventilaci je určen součtem všech dříve získaných výsledků. Zejména zatížení topení v obývacím pokoji bude mít hodnotu 0,88 + 1,34 = 2,22 kW. Podobně se počítají všechny prostory chaty, na konci jsou náklady na energii přidány na jednu číslici.

Konečné vypořádání

Pokud se váš mozek ještě nezačal vařit od množství vzorců, pak je jistě zajímavé vidět výsledek jednopatrového domu. V předchozích příkladech jsme udělali hlavní práci, zůstává pouze projít jinými místnostmi a naučit se tepelné ztráty celého vnějšího pláště budovy. Nalezeno zdrojové údaje:

  • tepelný odpor stěn - 2,71, okna - 0,32, podlahy - 2,38 m² ° C / W;
  • výška stropu - 3 m;
  • R pro vstupní dveře izolované z extrudované pěny z polystyrenu, rovnající se 0,65 m² ° C / W;
  • vnitřní teplota - 22, venkovní - minus 25 ° С.

Pro zjednodušení výpočtů nabízíme tabulku ve společnosti Exel, abychom dosáhli průběžných a konečných výsledků.

Příklad výpočtové tabulky v Exelu

Na konci výpočtů a vyplnění tabulky byly získány následující hodnoty spotřeby tepelné energie v prostorách:

  • obývací pokoj - 2,22 kW;
  • kuchyň - 2,536 kW;
  • vstupní hala - 745 W;
  • chodba - 586 W;
  • koupelna - 676 ​​W;
  • ložnice - 2,22 kW;
  • dětské - 2.536 kW.

Konečné zatížení topného systému soukromého domu o rozloze 100 m² bylo 11.518 kW, zaokrouhleno - 11.6 kW. Je pozoruhodné, že výsledek se liší od přibližných metod výpočtu doslova o 5%.

Podle regulačních dokumentů by však konečná hodnota měla být vynásobena koeficientem 1,1 nezohledněných tepelných ztrát vyplývajících z orientace budovy na kardinální body, zatížení větrem a tak dále. Konečný výsledek je tedy 12,76 kW. Podrobné a dostupné informace o inženýrské metodologii popsané ve videu:

Jak používat výsledky výpočtů

Znát potřebu tepla v budově může majitel domu:

  • jasně zvolit výkon tepelného zařízení pro vytápění chaty;
  • vytočí požadovaný počet sekcí radiátorů;
  • určení požadované tloušťky izolace a provedení izolace budovy;
  • zjistěte průtok chladicí kapaliny v jakékoli části systému a v případě potřeby proveďte hydraulický výpočet potrubí;
  • zjistěte průměrnou denní a měsíční spotřebu tepla.

Poslední bod je zvláště zajímavý. Tepelné zatížení bylo zjištěno po dobu 1 hodiny, ale lze ji přepočítat na delší dobu a vypočítat odhadovanou spotřebu paliva - plyn, dřevo nebo pelety.

Top