Bir ısıtma sisteminin tasarımı ve termal hesaplaması, bir evin ısıtılmasının düzenlenmesinde zorunlu bir aşamadır. Hesaplama faaliyetlerinin ana görevi, kazanın ve radyatör sisteminin optimum parametrelerini belirlemektir.
İlk bakışta sadece bir mühendisin bir ısı mühendisliği hesaplaması yapabileceğini kabul etmelisiniz. Ancak, her şey o kadar karmaşık değil. Eylemlerin algoritmasını bilmek, gerekli hesaplamaları bağımsız olarak gerçekleştirecektir.
Makale, hesaplama prosedürünü ayrıntılı olarak açıklar ve gerekli tüm formülleri sağlar. Daha iyi bir anlayış için, özel bir ev için bir termal hesaplama örneği hazırladık.
Tesislerin sıcaklık rejimlerinin normları
Sistemin parametrelerinin herhangi bir hesaplamasını yapmadan önce, en azından beklenen sonuçların sırasını bilmek ve formüllerde ikame edilmesi gereken bazı tablo değerlerinin mevcut standartlaştırılmış özelliklerine sahip olmak gerekir ya da onlar tarafından yönlendirileceksiniz.
Bu tür sabitlerle parametrelerin hesaplamalarını yaptıktan sonra, sistemin aranan dinamik veya sabit parametresinin güvenilirliğinden emin olabilirsiniz.
Çeşitli amaçlara yönelik tesisler için, konut ve konut dışı binaların sıcaklık rejimleri için referans standartlar vardır. Bu normlar, sözde GOST'lerde yer almaktadır.
Bir ısıtma sistemi için bu genel parametrelerden biri, mevsim ve ortam koşullarından bağımsız olarak sabit olması gereken oda sıcaklığıdır.
Sıhhi standartlar ve kurallar yönetmeliğine göre yaz ve kış mevsimlerine göre sıcaklık farklılıkları vardır. Klima sistemi, yaz mevsiminde odanın sıcaklık rejiminden sorumludur, hesaplama prensibi bu makalede ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
Ancak kışın oda sıcaklığı ısıtma sistemi ile sağlanmaktadır. Bu nedenle, kış mevsimi için sıcaklık aralıkları ve sapmalara karşı toleransları ile ilgileniyoruz.
Çoğu düzenleyici belge, bir kişinin bir odada rahat olmasını sağlayan aşağıdaki sıcaklık aralıklarını şart koşar.
100 m2'ye kadar alana sahip ofis tipi konut dışı binalar için:
- 22-24 ° C - optimum hava sıcaklığı;
- 1 ° C - izin verilen dalgalanma.
100 m2'den fazla alana sahip ofis tipi binalar için sıcaklık 21-23 ° C'dir. Endüstriyel tipte konut dışı tesisler için, sıcaklık aralıkları, tesislerin amacına ve belirlenmiş işçi koruma standartlarına bağlı olarak büyük ölçüde değişir.
Her kişinin kendi konforlu oda sıcaklığı vardır. Birisi odanın çok sıcak olmasını sever, oda serin olduğunda birisi rahattır - bunların hepsi oldukça bireyseldir
Konut binalarına gelince: apartmanlar, özel evler, mülkler vb. Sakinlerin isteklerine bağlı olarak ayarlanabilen belirli sıcaklık aralıkları vardır.
Yine de, bir apartman dairesi ve bir evin belirli binaları için elimizde:
- 20-22 ° C - çocuk odası dahil oturma odası, tolerans ± 2 ° С -
- 19-21 ° C - mutfak, tuvalet, tolerans ± 2 ° С;
- 24-26 ° C - banyo, duş, yüzme havuzu, tolerans ± 1 ° С;
- 16-18 ° C - koridorlar, koridorlar, merdivenler, depolar, tolerans + 3 ° С
Odadaki sıcaklığı etkileyen ve ısıtma sistemini hesaplarken odaklanmanız gereken birkaç temel parametre daha olduğuna dikkat etmek önemlidir: nem (% 40-60), havadaki oksijen ve karbondioksit konsantrasyonu (250: 1), hava kütlesinin hareket hızı (0.13-0.25 m / s), vb.
Alana göre ısıtma radyatörlerinin hesaplanması
En kolay yol. Radyatörlerin kurulacağı odanın alanına bağlı olarak ısıtma için gereken ısı miktarını hesaplayın. Her odanın alanını biliyorsunuz ve ısı talebi SNiP bina kodlarına göre belirlenebilir:
- orta iklim bölgesi için 1 m2 yaşam alanını ısıtmak için 60-100 W gereklidir;
- 60o üzerindeki alanlar için 150-200W gereklidir.
Bu normlara göre odanızın ne kadar ısıya ihtiyaç duyacağını hesaplayabilirsiniz. Daire / ev orta iklim bölgesinde bulunuyorsa, 16 m2'lik bir alanı ısıtmak için 1600W ısı gerekecektir (16 * 100 = 1600). Normlar ortalama olduğundan ve hava sürekliliği sağlamadığından, 100W'ın gerekli olduğuna inanıyoruz. Orta iklim bölgesinin güneyinde yaşıyorsanız ve kışlarınız ılıksa, 60W sayın.
Isıtma radyatörlerinin hesaplanması SNiP normlarına göre yapılabilir.
Isıtmada bir güç rezervine ihtiyaç vardır, ancak çok büyük değildir: gerekli güç miktarının artmasıyla radyatör sayısı artar. Ve daha fazla radyatör, sistemdeki daha fazla soğutucu. Merkezi ısıtmaya bağlı olanlar için bu kritik değilse, o zaman bireysel ısıtmaya sahip olanlar veya planlayanlar için, büyük bir sistem hacmi, soğutucuyu ısıtmak için büyük (ekstra) maliyetler ve sistemin daha büyük bir ataleti anlamına gelir (ayarlanan sıcaklık daha az doğru şekilde korunur). Ve mantıklı bir soru ortaya çıkıyor: "Neden daha fazla ödeyesiniz?"
Odanın ısı talebini hesapladıktan sonra kaç bölümün gerekli olduğunu bulabiliriz. Isıtma cihazlarının her biri, pasaportta belirtilen belirli bir miktarda ısı yayabilir. Bulunan ısı talebini alır ve bunu radyatör gücüne bölerler. Sonuç, kayıpları telafi etmek için gereken bölüm sayısıdır.
Aynı oda için radyatör sayısını hesaplayalım. 1600W gerektiğini belirledik. Bir bölümün gücü 170W olsun. 1600/170 = 9.411 adet çıkıyor. İsteğinize göre yukarı veya aşağı yuvarlayabilirsiniz. Örneğin bir mutfakta daha küçük olana yuvarlanabilir - yeterli ek ısı kaynağı vardır ve daha büyük olanı - balkonlu, büyük pencereli veya köşe odadaki bir odada daha iyidir.
Sistem basittir, ancak dezavantajları açıktır: tavanların yüksekliği farklı olabilir, duvarların malzemesi, pencereler, yalıtım ve diğer bazı faktörler dikkate alınmaz. Dolayısıyla, SNiP'ye göre ısıtma radyatörü bölümlerinin sayısının hesaplanması yaklaşıktır. Doğru bir sonuç için ayarlamalar yapmanız gerekir.
Evdeki ısı kaybının hesaplanması
Termodinamiğin ikinci yasasına (okul fiziği) göre, daha az ısınan mini veya makro nesnelere kendiliğinden enerji transferi yoktur. Bu yasanın özel bir durumu, iki termodinamik sistem arasında sıcaklık dengesi yaratma "çabası" dır.
Örneğin ilk sistem -20 ° C sıcaklıkta bir ortam, ikinci sistem iç sıcaklığı + 20 ° C olan bir binadır. Yukarıdaki yasaya göre, bu iki sistem enerji alışverişi yoluyla dengelenmeye çalışacaktır. Bu, ikinci sistemden ısı kayıpları ve ilk sistemdeki soğutma yardımı ile gerçekleşecektir.
Açıkça, ortam sıcaklığının özel evin bulunduğu enleme bağlı olduğu söylenebilir. Ve sıcaklık farkı binadan kaçan ısı miktarını etkiler (+)
Isı kaybı, bir nesneden (ev, apartman) istem dışı ısı (enerji) salınımı anlamına gelir. Sıradan bir apartman dairesi için, daire binanın içinde yer aldığından ve diğer dairelere "bitişik" olduğundan, bu süreç özel bir eve kıyasla çok "farkedilir" değildir.
Özel bir evde ısı, dış duvarlardan, zeminden, çatıdan, pencerelerden ve kapılardan bir dereceye kadar “kaçar”.
En olumsuz hava koşulları için ısı kaybı miktarını ve bu koşulların özelliklerini bilerek, ısıtma sisteminin gücünü yüksek doğrulukla hesaplamak mümkündür.
Bu nedenle, binadan kaynaklanan ısı sızıntılarının hacmi aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:
Q = Qfloor + Qwall + Qwindow + Qroof + Qdoor +… + Qinerede
Qi - bina zarfının tek tip görünümünden kaynaklanan ısı kaybı hacmi.
Formülün her bileşeni aşağıdaki formülle hesaplanır:
Q = S * ∆T / Rnerede
- Q - termal sızıntılar, V;
- S - belirli bir yapı türünün alanı, sq. m;
- ∆T - ortam ve iç hava arasındaki sıcaklık farkı, ° C;
- R - belirli bir yapının ısıl direnci, m2 * ° C / W.
Gerçekte mevcut malzemeler için termal direncin çok değerinin yardımcı tablolardan alınması tavsiye edilir.
Ek olarak, aşağıdaki oran kullanılarak ısıl direnç elde edilebilir:
R = d / knerede
- R - termal direnç, (m2 * K) / W;
- k - malzemenin ısıl iletkenlik katsayısı, W / (m2 * K);
- d Bu malzemenin kalınlığı m.
Nemli çatı yapısına sahip eski evlerde, binanın tepesinden, yani çatıdan ve çatı katından ısı sızıntısı meydana gelir. Tavanı ısıtmak veya tavan çatısının ısı yalıtımı için önlemler almak bu sorunu çözer.
Tavan aralığını ve çatıyı yalıtırsanız, evdeki toplam ısı kaybı önemli ölçüde azaltılabilir.
Evdeki yapılardaki çatlaklar, havalandırma sistemi, mutfak davlumbazı, açılan pencereler ve kapılar nedeniyle başka birkaç tür ısı kaybı vardır. Ancak, toplam ana ısı sızıntısı sayısının% 5'inden fazlasını oluşturmadıkları için hacimlerini hesaba katmanın bir anlamı yoktur.
Isıtma şebekelerindeki gerçek ısı kayıplarını belirliyoruz
Isıtma şebekelerindeki ısı kayıplarının boru hattındaki su hareketinin hızına bağlı olmadığı, ancak buna bağlı olduğu varsayımından hareket ediyoruz.
- boru çapı,
- soğutma suyu sıcaklığı,
- ısı yalıtım malzemesi ve
- ısı yalıtımı durumları.
Silindirik bir duvarın sabit termal iletkenliği - hesaplama yönteminin açıklaması
Silindirik bir duvarın, bir iç yarıçapı R1 (çap D1) ve bir dış yarıçapı R2 (çap D2) olan sonsuz uzunlukta bir boru anlamına geldiği anlaşılır.
Duvar yüzeylerinde sabit sıcaklıklar t1 ve t2 ayarlanır. Isı transferi yalnızca ısıl iletkenlik ile gerçekleştirilir, dış yüzeyler izotermaldir (eşpotansiyel) ve sıcaklık alanı yalnızca yarıçap yönünde boru et kalınlığı boyunca değişir.
Birim uzunluktaki silindirik bir duvardan geçen ısı akısı, ql ile gösterilir ve doğrusal ısı akısı, W / m olarak adlandırılır:
λ, incelenen malzemenin ısıl iletkenlik katsayısıdır, W / (m ∙ K);
D1, D2 - sırasıyla, malzemenin silindirik tabakasının iç ve dış çapları;
t1, t2 - malzemenin silindirik tabakasının iç ve dış yüzeylerinin ortalama sıcaklıkları.
Isı akışı, W:
borunun uzunluğu nerede, m.
Sabit bir ısıl iletkenlik katsayısına sahip homojen ve eşmerkezli silindirik tabakalardan oluşan çok tabakalı silindirik bir duvarın ısıl iletkenliğini göz önünde bulundurun ve her bir tabakada, birinci tabakanın iç yüzeyinin sıcaklığı ve çapı t1 ve R1'e eşittir. son n'inci katmanın dış yüzeyi - tn + 1 ve Rn + bir.
Silindirik çeper ql'nin doğrusal ısı akışı, tüm katmanlar için sabit bir değerdir ve örneğin iç katmandan dış katmana sıcaklığın düşürülmesine yöneliktir.
Her keyfi i-inci katman için ql değerini yazıp bu denklemi dönüştürerek,
Isıtma şebekesi üç farklı tipte yalıtıma sahip olduğundan, ısıtma şebekesinin hasarlı bölümlerindeki ısı kayıplarını değerlendirmek için boru hatlarının ısı kayıplarını her bir tip için ayrı ayrı ve boru hattı yalıtımı olmayan durumu da hesaplıyoruz.
Daha sonra, farklı ısı yalıtımı türlerine sahip ısıtma şebekelerindeki ısı kayıplarını hesapladık.
Aşağıdaki örnekte, polietilen köpük yalıtımlı bir ısıtma şebekesinde ısı kayıplarının hesaplanması.
Kazan gücünün belirlenmesi
Ortam ile evin içindeki sıcaklık arasındaki sıcaklık farkını korumak için, özel bir evin her odasında istenen sıcaklığı koruyan bağımsız bir ısıtma sistemine ihtiyaç vardır.
Isıtma sisteminin temeli farklı kazan türleridir: sıvı veya katı yakıt, elektrik veya gaz.
Kazan, ısı üreten ısıtma sisteminin merkezi birimidir.Kazanın temel özelliği gücü, yani zaman birimi başına ısı miktarının dönüşüm oranıdır.
Isıtma için ısı yükünü hesapladıktan sonra, kazanın gerekli anma gücünü elde ederiz.
Sıradan çok odalı bir daire için, kazan gücü alan ve belirli güç üzerinden hesaplanır:
Рkotla = (Sroom * Rudelnaya) / 10nerede
- S odaları- ısıtmalı odanın toplam alanı;
- Rudellnaya- iklim koşullarına göre güç yoğunluğu.
Ancak bu formül, özel bir evde yeterli olan ısı kayıplarını hesaba katmaz.
Bu parametreyi dikkate alan başka bir ilişki daha var:
Рboiler = (Qloss * S) / 100nerede
- Rkotla- kazan gücü;
- Qloss- ısı kaybı;
- S - ısıtmalı alan.
Kazanın anma gücü artırılmalıdır. Kazanı banyo ve mutfak için su ısıtmak için kullanmayı planlıyorsanız, stok gereklidir.
Özel evler için çoğu ısıtma sisteminde, bir soğutma sıvısının depolanacağı bir genleşme tankı kullanılması tavsiye edilir. Her özel evin sıcak su kaynağına ihtiyacı vardır
Kazanın güç rezervini sağlamak için son formüle K güvenlik katsayısı eklenmelidir:
Rboiler = (Qloss * S * K) / 100nerede
KİME - 1.25'e eşit olacak, yani tahmini kazan gücü% 25 artacak.
Böylece, kazanın gücü, bina odalarında standart hava sıcaklığını korumanın yanı sıra evde ilk ve ek bir sıcak su hacmine sahip olmayı mümkün kılar.
Genel hesaplamalar
Isıtma kazanının gücünün tüm odaların yüksek kalitede ısıtılması için yeterli olması için toplam ısıtma kapasitesinin belirlenmesi gerekir. İzin verilen hacmin aşılması, ısıtıcıda daha fazla aşınmaya ve önemli enerji tüketimine neden olabilir.
Kazan
Isıtma ünitesinin gücünün hesaplanması, kazan kapasitesinin göstergesini belirlemenizi sağlar. Bunu yapmak için, 10 m2 yaşam alanını etkin bir şekilde ısıtmak için 1 kW termal enerjinin yeterli olduğu oranı esas almak yeterlidir. Bu oran, yüksekliği 3 metreden fazla olmayan tavanlarda geçerlidir.
Kazan güç göstergesi öğrenilir öğrenilmez, uzman bir mağazada uygun bir ünite bulmak yeterlidir. Her üretici pasaport verilerinde ekipman miktarını belirtir.
Bu nedenle, doğru güç hesaplaması yapılırsa, gerekli hacmi belirlemede sorunlar ortaya çıkmayacaktır.
Borular
Borulardaki yeterli su hacmini belirlemek için, boru hattının kesitini - S = π × R2 formülüne göre hesaplamak gerekir, burada:
- S - kesit;
- π - sabit sabit 3.14'e eşittir;
- R, boruların iç yarıçapıdır.
Genleşme tankı
Soğutucunun ısıl genleşme katsayısı hakkında verilere sahip olarak genleşme tankının hangi kapasiteye sahip olması gerektiğini belirlemek mümkündür. Su için bu rakam 85 ° C'ye ısıtıldığında 0,034'tür.
Hesaplamayı yaparken, aşağıdaki formülü kullanmak yeterlidir: V-tank = (V sistemi × K) / D, burada:
- V tankı - genleşme deposunun gerekli hacmi;
- V sistemi - ısıtma sisteminin kalan elemanlarındaki toplam sıvı hacmi;
- K, genişleme katsayısıdır;
- D - genleşme deposunun verimliliği (teknik belgelerde belirtilmiştir).
Radyatörler
Şu anda, ısıtma sistemleri için çok çeşitli bireysel radyatör türleri bulunmaktadır. İşlevsel farklılıkların yanı sıra hepsinin farklı yükseklikleri vardır.
Radyatörlerde çalışma sıvısının hacmini hesaplamak için önce sayılarını hesaplamalısınız. Sonra bu miktarı bir bölümün hacmi ile çarpın.
Ürünün teknik veri sayfasındaki verileri kullanarak bir radyatörün hacmini öğrenebilirsiniz. Bu tür bilgilerin yokluğunda, ortalama parametrelere göre gezinebilirsiniz:
- dökme demir - bölüm başına 1,5 litre;
- bimetalik - bölüm başına 0.2-0.3 litre;
- alüminyum - bölüm başına 0,4 litre.
Aşağıdaki örnek, değeri doğru bir şekilde nasıl hesaplayacağınızı anlamanıza yardımcı olacaktır. Diyelim ki alüminyumdan yapılmış 5 radyatör var. Her ısıtma elemanı 6 bölüm içerir. Bir hesaplama yapıyoruz: 5 × 6 × 0.4 = 12 litre.
Radyatör seçiminin özellikleri
Radyatörler, paneller, yerden ısıtma sistemleri, konvektörler vb. Bir odada ısı sağlamak için standart bileşenlerdir Bir ısıtma sisteminin en yaygın parçaları radyatörlerdir.
Isı emici, yüksek ısı dağılımı alaşımından yapılmış özel içi boş modüler tip bir yapıdır. Çelik, alüminyum, dökme demir, seramik ve diğer alaşımlardan yapılmıştır. Bir ısıtma radyatörünün çalışma prensibi, soğutucudan "yapraklar" yoluyla oda boşluğuna enerji yayılmasına indirgenmiştir.
Alüminyum ve bimetalik bir ısıtma radyatörü, büyük dökme demir radyatörlerin yerini almıştır. Üretim kolaylığı, yüksek ısı dağılımı, iyi yapı ve tasarım, bu ürünü iç mekanlarda ısı yaymak için popüler ve yaygın bir araç haline getirmiştir.
Bir odadaki ısıtma radyatörlerini hesaplamanın birkaç yöntemi vardır. Aşağıdaki yöntemlerin listesi, hesaplama doğruluğunu artırma sırasına göre sıralanmıştır.
Hesaplama seçenekleri:
- Alana göre... N = (S * 100) / C, burada N bölüm sayısıdır, S odanın alanıdır (m2), C radyatörün bir bölümünün ısı transferidir (W, bu pasaporttan alınmış veya ürün sertifikası), 100 W, 1 m2 ısıtma için gerekli olan ısı akışı miktarıdır (ampirik değer). Soru ortaya çıkıyor: odanın tavanının yüksekliği nasıl dikkate alınır?
- Hacimce... N = (S * H * 41) / C, burada N, S, C - benzer şekilde. H, odanın yüksekliğidir, 41 W, 1 m3 ısıtmak için gereken ısı akısı miktarıdır (ampirik değer).
- Orana göre... N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C, burada N, S, C ve 100 benzerdir. k1 - odanın penceresinin cam birimindeki oda sayısını dikkate alarak, k2 - duvarların ısı yalıtımı, k3 - pencere alanının oda alanına oranı, k4 - kışın en soğuk haftasında ortalama sıfır altı sıcaklık, k5 - odanın dış duvarlarının sayısı (sokağa “çıkan”), k6 - üstteki oda tipi, k7 - tavan yüksekliği.
Bu, bölüm sayısını hesaplamanın en doğru yoludur. Doğal olarak, kesirli hesaplama sonuçları her zaman bir sonraki tam sayıya yuvarlanır.
Bir ısıtıcının ısı çıkışı nasıl hesaplanır
Gücü hesaplamanın yolu büyük ölçüde ne tür bir ısıtma cihazından bahsettiğimize bağlıdır.
- İstisnasız tüm elektrikli ısıtma cihazları için etkin termal güç, isim plakasındaki elektrik gücüne tam olarak eşittir..
Okul fiziği dersini hatırlayın: faydalı bir çalışma yapılmazsa (yani sıfır olmayan bir kütleye sahip bir nesnenin yerçekimi vektörüne karşı hareketi), harcanan tüm enerji ortamı ısıtmaya gider.
Cihazın ısı çıkışını ambalajından tahmin edebilir misiniz?
- İyi üreticilerin çoğu ısıtma cihazı için, termal güçleri ekteki belgelerde veya üreticinin web sitesinde belirtilmiştir..
Genellikle orada, belirli bir oda hacmi ve ısıtma sisteminin parametreleri için ısıtma radyatörlerini hesaplamak için bir hesap makinesi bile bulabilirsiniz.
Burada bir incelik var: neredeyse her zaman üretici, soğutma sıvısı ile oda arasındaki 70C'ye eşit çok spesifik bir sıcaklık farkı için radyatörün - ısıtma pilleri, konvektör veya fan coil - ısı transferini hesaplar. Rus gerçekleri için, bu tür parametreler genellikle ulaşılamaz bir idealdir.
Son olarak, bir ısıtma radyatörünün gücünün bölüm sayısına göre basit, ancak yaklaşık olarak hesaplanması mümkündür.
Bimetalik radyatörler
Bimetalik ısıtma radyatörlerinin hesaplanması, bölümün genel boyutlarına dayanmaktadır.
Verileri Bolşevik fabrikasının sahasından alalım:
- Bağlantıların merkezden merkeze mesafesi 500 milimetre olan bir bölüm için ısı transferi 165 watt'tır.
- 400 mm'lik bölüm için 143 watt.
- 300 mm - 120 watt.
- 250 mm - 102 watt.
Bağlantı eksenleri arasında yarım metre olan 10 bölüm bize 1650 watt ısı verecektir.
Alüminyum radyatörler
Alüminyum radyatörlerin hesaplanması aşağıdaki değerlere dayanmaktadır (İtalyan radyatörleri Calidor ve Solar için veriler):
- Merkez mesafesi 500 milimetre olan bölüm 178-182 watt ısı veriyor.
- Merkezden merkeze 350 milimetre mesafe ile bölümün ısı transferi 145-150 watt'a düşüyor.
Çelik levha radyatörler
Ve çelik levha tipi ısıtma radyatörleri nasıl hesaplanır? Sonuçta, hesaplama formülünün dayandırılabileceği sayıdan bölümleri yoktur.
Burada temel parametreler yine radyatörün merkez mesafesi ve uzunluğudur. Ek olarak, üreticiler, radyatörü bağlama yöntemini dikkate almayı önermektedir: ısıtma sistemine farklı yerleştirme yöntemleriyle, ısıtma ve dolayısıyla ısı çıkışı da farklı olabilir.
Okuyucuyu metinde bol miktarda formül varken sıkmamak için, onu sadece Korad radyatör serisinin güç tablosuna atıfta bulunacağız.
Şema, radyatörlerin boyutlarını ve bağlantı türünü dikkate alır.
Dökme demir radyatörler
Ve sadece burada her şey son derece basittir: Rusya'da üretilen tüm dökme demir radyatörler, 500 milimetreye eşit merkezden merkeze bağlantı mesafesine ve bölüm başına 180 watt'a eşit 70C'lik standart bir sıcaklık deltasında ısı transferine sahiptir. .
Savaşın yarısı bitti. Artık, gerekli ısı çıkışı olduğu bilinen bölümlerin veya ısıtma cihazlarının sayısını nasıl hesaplayacağımızı biliyoruz. Ama ihtiyacımız olan termal gücü nereden elde ederiz?
Su temininin hidrolik hesabı
Elbette, ısıtma için ısının hesaplanmasının “resmi”, ısı taşıyıcının hacmi ve hızı gibi özellikler hesaplanmadan tamamlanamaz. Çoğu durumda, soğutucu sıvı veya gaz halindeki kümelenme halindeki normal sudur.
Isıtma sistemindeki tüm boşlukların toplamı yoluyla ısı taşıyıcının gerçek hacminin hesaplanması tavsiye edilir. Tek devreli bir kazan kullanırken, bu en iyi seçenektir. Isıtma sisteminde çift devreli kazanlar kullanılırken, hijyenik ve diğer evsel amaçlar için sıcak su tüketiminin dikkate alınması gerekir.
Konut sakinlerine sıcak su sağlamak ve soğutucuyu ısıtmak için çift devreli bir kazan tarafından ısıtılan su hacminin hesaplanması, ısıtma devresinin iç hacmi ve kullanıcıların ısıtılmış sudaki gerçek ihtiyaçları toplanarak yapılır.
Isıtma sistemindeki sıcak su hacmi aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:
W = k * Pnerede
- W - ısı taşıyıcının hacmi;
- P - ısıtma kazanı gücü;
- k - güç faktörü (güç birimi başına litre sayısı 13,5, aralık - 10-15 litre).
Sonuç olarak, nihai formül şuna benzer:
W = 13,5 * P
Isıtma ortamının akış hızı, sistemdeki sıvının dolaşım oranını karakterize eden ısıtma sisteminin son dinamik değerlendirmesidir.
Bu değer, boru hattının tipini ve çapını tahmin etmeye yardımcı olur:
V = (0,86 * P * μ) / ∆Tnerede
- P - kazan gücü;
- μ - kazan verimliliği;
- ∆T - besleme suyu ve dönüş suyu arasındaki sıcaklık farkı.
Yukarıdaki hidrolik hesaplama yöntemlerini kullanarak, gelecekteki ısıtma sisteminin "temeli" olan gerçek parametreleri elde etmek mümkün olacaktır.
Örnek 1
Üst katta bulunan odaya monte edilecek olan M140-A radyatör için doğru bölme adedinin belirlenmesi gerekmektedir. Aynı zamanda duvar dışarıdadır, pencere pervazının altında niş yoktur. Ve radyatöre olan mesafe sadece 4 cm.Odanın yüksekliği 2.7 m. Qn = 1410 W ve tv = 18 ° C. Radyatörü bağlama koşulları: akış kontrollü tipte tek borulu yükselticiye bağlantı (Dy20, 0,4 m girişli KRT vana); ısıtma sisteminin dağılımı üsttedir, tg = 105 ° C ve soğutucunun yükselticiden akış hızı Gst = 300 kg / saattir. Besleme yükselticisinin soğutucusu ile dikkate alınan arasındaki sıcaklık farkı 2 ° C'dir.
Radyatördeki ortalama sıcaklığı belirleyin:
tav = (105 - 2) - 0.5х1410х1.06х1.02х3.6 / (4.187х300) = 100,8 ° C
Elde edilen verilere dayanarak, ısı akısı yoğunluğunu hesaplıyoruz:
tav = 100,8 - 18 = 82,8 ° С
Su tüketim seviyesinde küçük bir değişiklik olduğu unutulmamalıdır (360 ila 300 kg / saat). Bu parametrenin qnp üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur.
Qpr = 650 (82,8 / 70) 1 + 0,3 = 809 W / m2.
Daha sonra, yatay (1g = 0.8 m) ve dikey (1w = 2.7 - 0.5 = 2.2 m) yerleştirilmiş borularda ısı transferi seviyesini belirliyoruz. Bunu yapmak için Qtr = qwxlw + qgxlg formülünü kullanmalısınız.
Biz alırız:
Qtr = 93x2.2 + 115x0.8 = 296 W.
Gerekli radyatörün alanını Ap = Qnp / qnp ve Qпp = Qп - µ trxQtr formülüyle hesaplıyoruz:
Ap = (1410-0.9x296) / 809 = 1.41m2.
Bir bölümün alanının 0.254 m2 olduğunu dikkate alarak M140-A radyatörün gerekli bölüm sayısını hesaplıyoruz:
m2 (µ4 = 1.05, µ 3 = 0.97 + 0.06 / 1.41 = 1.01, µ 3 = 0.97 + 0.06 / Ap formülünü kullanıyoruz ve şunları belirleriz:
N = (1,41 / 0,254) x (1,05 / 1,01) = 5,8. Yani, ısıtma için ısı tüketiminin hesaplanması, en konforlu sıcaklığı elde etmek için odaya 6 bölümden oluşan bir radyatörün kurulması gerektiğini göstermiştir.
Termal tasarım örneği
Isı hesaplamasına bir örnek olarak, dört oturma odası, bir mutfak, bir banyo, bir “kış bahçesi” ve hizmet odaları bulunan normal 1 katlı bir ev var.
Temel monolitik betonarme döşeme (20 cm), dış duvarlar sıvalı beton (25 cm), çatı ahşap kirişli, çatı metal ve maden yünü (10 cm)
Hesaplamalar için gerekli olan evin ilk parametrelerini belirleyelim.
Bina boyutları:
- zemin yüksekliği - 3 m;
- binanın ön ve arkasındaki küçük pencere 1470 * 1420 mm;
- büyük cephe penceresi 2080 * 1420 mm;
- giriş kapıları 2000 * 900 mm;
- arka kapılar (terasa çıkış) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.
Binanın toplam genişliği 9,5 m2, uzunluğu 16 m2'dir. Sadece salon (4 adet), Bir banyo ve bir mutfak ısıtılacaktır.
Duvarlardaki ısı kaybını dış duvarların alanından doğru bir şekilde hesaplamak için, tüm pencere ve kapıların alanını çıkarmanız gerekir - bu, kendi termal direnci olan tamamen farklı bir malzeme türüdür.
Homojen malzemelerin alanlarını hesaplayarak başlıyoruz:
- taban alanı - 152 m2;
- çatı alanı - 180 m2, tavan yüksekliği 1.3 m ve aşık genişliği dikkate alınarak - 4 m;
- pencere alanı - 3 * 1.47 * 1.42 + 2.08 * 1.42 = 9.22 m2;
- kapı alanı - 2 * 0.9 + 2 * 2 * 1.4 = 7.4 m2.
Dış duvarların alanı 51 * 3-9.22-7.4 = 136.38 m2 olacaktır.
Her malzeme için ısı kaybını hesaplamaya geçelim:
- Qpol = S * ∆T * k / d = 152 * 20 * 0.2 / 1.7 = 357.65 W;
- Qroof = 180 * 40 * 0.1 / 0.05 = 14400 W;
- Qwindow = 9,22 * 40 * 0,36 / 0,5 = 265,54 W;
- Qdoor = 7,4 * 40 * 0,15 / 0,75 = 59,2 W;
Ayrıca Qwall, 136.38 * 40 * 0.25 / 0.3 = 4546'ya eşdeğerdir. Tüm ısı kayıplarının toplamı 19628,4 W olacaktır.
Sonuç olarak, kazan gücünü hesaplıyoruz: Рboiler = Qloss * Sheat_room * К / 100 = 19628.4 * (10.4 + 10.4 + 13.5 + 27.9 + 14.1 + 7.4) * 1.25 / 100 = 19628.4 * 83.7 * 1.25 / 100 = 20536.2 = 21 kW.
Odalardan biri için radyatör bölümlerinin sayısını hesaplayacağız. Diğer herkes için hesaplamalar aynı. Örneğin, bir köşe oda (diyagramın sol alt köşesi) 10,4 m2'dir.
Dolayısıyla, N = (100 * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C = (100 * 10.4 * 1.0 * 1.0 * 0.9 * 1.3 * 1.2 * 1.0 * 1.05) /180=8.5176=9.
Bu oda, 180 W'lık bir ısı çıkışına sahip bir ısıtma radyatörünün 9 bölümünü gerektirir.
Sistemdeki soğutucu miktarını hesaplamaya devam ediyoruz - W = 13,5 * P = 13,5 * 21 = 283,5 litre. Bu, soğutucunun hızının: V = (0.86 * P * μ) / ∆T = (0.86 * 21000 * 0.9) /20=812.7 litre olacağı anlamına gelir.
Sonuç olarak, sistemdeki tüm soğutma sıvısı hacminin tam cirosu saatte 2,87 defaya eşdeğer olacaktır.
Termal hesaplama ile ilgili bir dizi makale, ısıtma sistemi elemanlarının tam parametrelerinin belirlenmesine yardımcı olacaktır:
- Özel bir evin ısıtma sisteminin hesaplanması: kurallar ve hesaplama örnekleri
- Bir binanın termal hesaplaması: hesaplamaları yapmak için özellikler ve formüller + pratik örnekler
Isıtma ağlarında toplam ısı kayıpları
Isıtma şebekesinin incelenmesi sonucunda,
- Isıtma şebekelerinin boru hatlarının% 60'ı% 70 aşınma ile cam yünü ile izole edilmiştir,
- % 30 ekstrüde polistiren köpük tipi TERMOPLEX ve
- % 10 köpüklü polietilen.
| Isı yalıtımı | Kapsama ve aşınma yüzdesi dikkate alınarak ısıtma şebekelerinde toplam ısı enerjisi kaybı, kW | Kapsama ve aşınma yüzdesi, Gcal / saat dikkate alınarak ısıtma şebekelerindeki ısı kayıplarının hesaplanması |
| Cam yünü | 803,589 | 0,69092 |
| TERMOPLEKS | 219,180 | 0,18845 |
| Köpüklü polietilen | 86,468 | 0,07434 |
| Toplam: | 1109,238 | 0,95372 |
Hesaplanacak en iyi formül
Isıtma sistemindeki radyatörlerin suyunu hesaplama örnekleri tablosu.
Ne birinci ne de ikinci formülün, bina içinde kullanılan bina zarfına ve yalıtım yapılarına bağlı olarak bir binanın ısı kayıpları arasındaki farkları hesaplamasına izin vermeyeceği söylenmelidir.Gerekli hesaplamaları en doğru şekilde yapmak için, önemli maliyetlerden kurtulmanın mümkün olacağı için biraz karmaşık bir formül kullanılmalıdır. Bu formül aşağıdaki gibidir: Qt (kW / h) = (100 W / m2 × S (m2) × K1 × K2 × K3 × K4 × K5 × K6 × K7) / 1000 (ısıtma için gaz tüketim miktarı dikkate alınır). Bu durumda, S odanın alanıdır. W / m2, ısı kaybının spesifik değerini temsil eder, bu, tüm ısı tüketimi göstergelerini içerir - duvarlar, pencereler, vb. Her katsayı bir sonrakiyle çarpılır ve bu durumda bir veya daha fazla ısı kaçağı göstergesini gösterir.
K1, kullanılan pencerelerin kalitesine ve yalıtımına bağlı olarak değişecek olan 0.85, 1, 1.27 değerleri olan pencerelerden geçen ısı enerjisi tüketim katsayısıdır. K2 - duvarlardan geçen ısı tüketimi miktarı. Bu katsayı, pencerelerden ısı kaybı durumunda olduğu gibi aynı performansa sahiptir. Duvarların ısı yalıtımına bağlı olarak değişebilir (zayıf ısı yalıtımı - 1.27, ortalama (özel ısıtıcılar kullanıldığında) - 1, yüksek düzeyde ısı yalıtımı 0.854 katsayısına sahiptir). K3, hem pencerelerin hem de döşemelerin alanlarının oranını belirleyen bir göstergedir (% 50 - 1,2,% 40 - 1,1,% 30 - 1,0,% 20 - 0,9,% 10 - 0,8), aşağıdaki katsayı dışarıdaki sıcaklıktır oda (K4 = -35 derece - 1.5; -25 derece - 1.3; -20 derece - 1.1; -15 derece - 0.9; -10 derece - 0.7).
Bu formüldeki K5, dışa bakan duvarların sayısını yansıtan bir katsayıdır (4 duvar - 1,4; 3 duvar - 1,3; 2 duvar - 1,2; 1 duvar - 1,1). K6, bu hesaplamanın yapıldığı odanın üzerindeki oda için yalıtım tipini temsil eder. Isıtılırsa, katsayı 0.8, sıcak bir tavan varsa, o zaman 0.9, bu oda herhangi bir şekilde ısıtılmazsa, katsayı 1 olacaktır. Ve buna göre hesaplanırken kullanılan son katsayı. formül, odadaki tavanların yüksekliğini gösterir. Yükseklik 4,5 metre ise, oran 1,2'dir; 4 metre - 1.15; 3,5 metre - 1,1; 3 metre - 1.05; 2,5 metre - 1.
