Com calcular tu mateix el sistema de calefacció d'una casa privada

Càlcul hidràulic del subministrament d'aigua

Per descomptat, la "imatge" del càlcul de la calor per a la calefacció no es pot completar sense calcular característiques com el volum i la velocitat del refrigerant. En la majoria dels casos, el refrigerant és aigua normal en estat d'agregació líquid o gasós.

Es recomana calcular el volum real del refrigerant sumant totes les cavitats del sistema de calefacció. Quan s'utilitza una caldera d'un sol circuit, aquesta és la millor opció. Quan s'utilitzen calderes de doble circuit al sistema de calefacció, cal tenir en compte el consum d'aigua calenta per a finalitats higièniques i altres usos domèstics.

El càlcul del volum d'aigua escalfada per una caldera de doble circuit per proporcionar aigua calenta als residents i escalfar el refrigerant es fa sumant el volum intern del circuit de calefacció i les necessitats reals dels usuaris en aigua calenta.

El volum d'aigua calenta al sistema de calefacció es calcula amb la fórmula:

W=k*P, on

• W és el volum del portador de calor;
• P és la potència de la caldera de calefacció;
• k és el factor de potència (el nombre de litres per unitat de potència és de 13,5, el rang és de 10-15 litres).

Com a resultat, la fórmula final té aquest aspecte:

W=13,5*P

La velocitat del refrigerant és l'avaluació dinàmica final del sistema de calefacció, que caracteritza la velocitat de circulació del fluid al sistema.

Aquest valor ajuda a avaluar el tipus i el diàmetre de la canonada:

V=(0,86*P*μ)/∆T, on

• P - potència de la caldera;
• μ - eficiència de la caldera;
• ∆T és la diferència de temperatura entre l'aigua de subministrament i l'aigua de retorn.

Mitjançant els mètodes de càlcul hidràulic anteriors, serà possible obtenir paràmetres reals que són la "fonamentació" del futur sistema de calefacció.

Determinació de la potència de la caldera

Per mantenir la diferència de temperatura entre l'ambient i la temperatura de l'interior de la casa, cal un sistema de calefacció autònom que mantingui la temperatura desitjada a cada habitació d'una casa particular.

La base del sistema de calefacció són diferents tipus de calderes: de combustible líquid o sòlid, elèctriques o de gas.

La caldera és el node central del sistema de calefacció que genera calor. La característica principal de la caldera és la seva potència, és a dir, la velocitat de conversió de la quantitat de calor per unitat de temps.

Un cop calculada la càrrega tèrmica per a la calefacció, obtenim la potència nominal requerida de la caldera.

Per a un apartament normal de diverses habitacions, la potència de la caldera es calcula mitjançant l'àrea i la potència específica:

R_caldera=(S_locals*R_específic)/10, on

• S_locals- la superfície total de l'habitació climatitzada;
• R_específic– Potència específica relativa a les condicions climàtiques.

Però aquesta fórmula no té en compte les pèrdues de calor, que són suficients en una casa particular.

Hi ha una altra relació que té en compte aquest paràmetre:

R_caldera=(Q_pèrdues*S)/100, on

• R_caldera- potència de la caldera;
• Q_pèrdues- Pèrdua de calor;
• S - zona climatitzada.

S'ha d'augmentar la potència nominal de la caldera. La reserva és necessària si es preveu utilitzar la caldera per escalfar aigua per al bany i la cuina.

A la majoria dels sistemes de calefacció de cases particulars, es recomana utilitzar un dipòsit d'expansió, en el qual s'emmagatzemarà el subministrament de refrigerant. Cada casa particular necessita subministrament d'aigua calenta

Per tal de proporcionar una reserva de potència de la caldera, cal afegir el factor de seguretat K a l'última fórmula:

R_caldera=(Q_pèrdues*S*K)/100, on

K - serà igual a 1,25, és a dir, la potència de disseny de la caldera augmentarà un 25%.

Així, la potència de la caldera permet mantenir la temperatura estàndard de l'aire a les habitacions de l'edifici, així com tenir un volum inicial i addicional d'aigua calenta a la casa.

Càlcul de la potència tèrmica del sistema de calefacció

La potència tèrmica del sistema de calefacció és la quantitat de calor que cal generar a la casa per a una vida còmoda durant l'estació freda.

Càlcul tèrmic de la casa

Hi ha una relació entre la superfície total de calefacció i la potència de la caldera.Al mateix temps, la potència de la caldera ha de ser superior o igual a la potència de tots els dispositius de calefacció (radiadors). El càlcul estàndard d'enginyeria tèrmica per a locals residencials és el següent: 100 W de potència per 1 m² d'àrea climatitzada més el 15-20% del marge.

El càlcul del nombre i la potència dels dispositius de calefacció (radiadors) s'ha de fer individualment per a cada habitació. Cada radiador té una determinada potència de calor. En els radiadors seccionals, la potència total és la suma de la potència de totes les seccions utilitzades.

En sistemes de calefacció senzills, els mètodes anteriors per calcular la potència són suficients. L'excepció són els edificis amb una arquitectura no estàndard que tenen grans zones de vidre, sostres alts i altres fonts de pèrdua de calor addicional. En aquest cas, caldrà una anàlisi i un càlcul més detallats mitjançant factors multiplicadors.

Càlcul termotècnic tenint en compte les pèrdues de calor de l'habitatge

El càlcul de les pèrdues de calor a casa s'ha de fer per a cada habitació per separat, tenint en compte finestres, portes i parets exteriors.

Amb més detall, s'utilitzen les dades següents per a les dades de pèrdua de calor:

• Gruix i material de parets, revestiments.
• Estructura i material de la coberta.
• Tipus i material de fonamentació.
• Tipus de vidre.
• Tipus de paviment.

Per determinar la potència mínima requerida del sistema de calefacció, tenint en compte les pèrdues de calor, podeu utilitzar la fórmula següent:

Qt (kWh) = V × ΔT × K ⁄ 860, on:

Qt és la càrrega de calor de l'habitació.

V és el volum de l'habitació climatitzada (amplada × llargada × alçada), m³.

ΔT és la diferència entre la temperatura de l'aire exterior i la temperatura interior requerida, °C.

K és el coeficient de pèrdua de calor de l'edifici.

860 - conversió del coeficient a kWh.

El coeficient de pèrdua de calor de l'edifici K depèn del tipus de construcció i de l'aïllament de l'habitació:

La diferència entre la temperatura de l'aire exterior i la temperatura interior requerida ΔT es determina en funció de les condicions meteorològiques específiques i del nivell de confort requerit a la casa. Per exemple, si la temperatura exterior és de -20 °C i es preveu +20 °C a l'interior, aleshores ΔT = 40 °C.

Càlcul de la pèrdua de calor a casa

Aquestes dades seran necessàries per determinar la potència necessària del sistema de calefacció, és a dir, la caldera, i la potència calorífica de cada radiador per separat. Per fer-ho, podeu utilitzar la nostra calculadora de pèrdues de calor en línia. S'han de calcular per a cada habitació de la casa que té una paret exterior.

Examen. La pèrdua de calor calculada de cada habitació es divideix per la seva quadratura i obtenim la pèrdua de calor específica en W/m². Normalment oscil·len entre 50 i 150 W/sq. m. Si les vostres xifres són molt diferents de les que es donen, potser s'ha comès un error. Les pèrdues de calor de les habitacions de la planta superior són les més grans, seguides de les pèrdues de calor de la primera planta i les mínimes són a les habitacions de les plantes mitjanes.

Visió general dels programes per a càlculs hidràulics

En essència, qualsevol càlcul hidràulic dels sistemes de calefacció d'aigua es considera una tasca d'enginyeria difícil. Per solucionar-ho, s'han desenvolupat una sèrie de paquets de programari que faciliten la implementació d'aquest procediment.

Podeu provar de realitzar un càlcul hidràulic del sistema de calefacció a la carcassa d'Excel, utilitzant fórmules ja fetes. Tanmateix, es poden produir els problemes següents:

• Gran error. En molts casos, es prenen un o dos esquemes de canonades com a exemple de càlcul hidràulic per a sistemes de calefacció. Trobar els mateixos càlculs per al col·lector és problemàtic;
• Per tenir en compte correctament la resistència en termes de hidràulica de la canonada, calen dades de referència, que no estan disponibles en el formulari. Cal cercar-los i introduir-los addicionalment.

Oventrop CO

El programa més senzill i clar per al càlcul hidràulic de la xarxa de calor. Una interfície intuïtiva i una configuració flexible us poden ajudar a afrontar ràpidament els moments invisibles de l'entrada de dades. Petits problemes poden aparèixer durant la primera configuració del complex. Haureu d'introduir tots els paràmetres del sistema, començant pel propi material de la canonada i acabant amb la col·locació dels elements de calefacció.

Es distingeix per la flexibilitat de la configuració, la capacitat de fer el càlcul hidràulic més senzill del subministrament de calor tant per a una xarxa de calefacció nova com per actualitzar-ne una antiga. Destaca dels substituts amb una bona interfície gràfica.

Instal-Therm HCR

El paquet de programari està calculat per a la resistència professional pel que fa a la hidràulica del sistema de calefacció. La versió gratuïta té moltes contraindicacions. L'àmbit d'aplicació és el disseny de subministrament de calor en grans edificis públics i industrials.

En condicions pràctiques, per al subministrament de calor autònom d'apartaments i cases particulars, no sempre es fa el càlcul hidràulic. Tanmateix, això pot provocar un deteriorament del funcionament del sistema de calefacció i una ràpida ruptura dels seus components: escalfadors, canonades i caldera. Per evitar-ho, cal calcular a temps els paràmetres del sistema i comparar-los amb els reals per a la posterior optimització de l'operació de subministrament de calor.

HERZ C.O.

Es caracteritza per la flexibilitat de la configuració, la capacitat de fer un càlcul hidràulic simplificat de la calefacció tant per a un nou sistema de subministrament de calor com per actualitzar un d'antic. Es diferencia dels analògics en una interfície gràfica convenient.

Característiques de la selecció d'una bomba de circulació

La bomba es selecciona segons dos criteris:

1. La quantitat de líquid bombejada, expressada en metres cúbics per hora (m³/h).
2. Cap expressat en metres (m).

Amb la pressió, tot queda més o menys clar: aquesta és l'altura a la qual s'ha d'elevar el líquid i es mesura des del punt més baix fins al més alt o fins a la següent bomba, si el projecte preveu més d'una.

Volum del dipòsit d'expansió

Tothom sap que un líquid tendeix a augmentar de volum quan s'escalfa. Perquè el sistema de calefacció no sembli una bomba i no flueixi en totes les costures, hi ha un dipòsit d'expansió on es recull l'aigua desplaçada del sistema.

Quin volum s'ha de comprar o fer un dipòsit?

És senzill, conèixer les característiques físiques de l'aigua.

El volum calculat de refrigerant al sistema es multiplica per 0,08. Per exemple, per a un refrigerant de 100 litres, el dipòsit d'expansió tindrà un volum de 8 litres.

Parlem amb més detall de la quantitat de fluid bombejat.

El consum d'aigua al sistema de calefacció es calcula segons la fórmula:

G = Q / (c * (t2 - t1)), on:

• G - consum d'aigua al sistema de calefacció, kg / s;
• Q és la quantitat de calor que compensa la pèrdua de calor, W;
• c és la capacitat calorífica específica de l'aigua, aquest valor es coneix i és igual a 4200 J / kg * ᵒС (tingueu en compte que qualsevol altre portador de calor té un rendiment pitjor en comparació amb l'aigua);
• t2 és la temperatura del refrigerant que entra al sistema, ᵒС;
• t1 és la temperatura del refrigerant a la sortida del sistema, ᵒС;

Recomanació! Per a una estada còmoda, el delta de temperatura del portador de calor a l'entrada ha de ser de 7-15 graus. La temperatura del sòl al sistema "pis calent" no ha de ser superior a 29ᵒ C. Per tant, haureu d'esbrinar per vosaltres mateixos quin tipus de calefacció s'instal·larà a la casa: hi haurà bateries, un "pis calent" o una combinació de diversos tipus.

El resultat d'aquesta fórmula donarà el cabal de refrigerant per segon de temps per reposar les pèrdues de calor, després aquest indicador es converteix en hores.

Consell! Molt probablement, la temperatura durant l'operació variarà segons les circumstàncies i la temporada, per la qual cosa és millor afegir immediatament el 30% de la reserva a aquest indicador.

Considereu l'indicador de la quantitat estimada de calor necessària per compensar les pèrdues de calor.

Potser aquest és el criteri més complex i important que requereix coneixements d'enginyeria, que cal abordar amb responsabilitat.

Si es tracta d'una casa privada, l'indicador pot variar entre 10 i 15 W / m² (aquests indicadors són típics per a "cases passives") a 200 W / m² o més (si es tracta d'una paret prima sense aïllament o amb aïllament insuficient) .

A la pràctica, les organitzacions de construcció i comerç prenen com a base l'indicador de pèrdua de calor: 100 W / m².

Recomanació: Calculeu aquest indicador per a una casa concreta en què s'instal·larà o reconstruirà un sistema de calefacció. Per fer-ho, s'utilitzen calculadores de pèrdues de calor, mentre que les pèrdues per a parets, sostres, finestres i sòls es calculen per separat. Aquestes dades permetran esbrinar quanta calor emet físicament la casa al medi ambient en una regió concreta amb règims climàtics propis.

Multipliquem la xifra de pèrdua calculada per l'àrea de la casa i després la substituïm a la fórmula de consum d'aigua.

Ara hauríeu de fer front a una qüestió com ara el consum d'aigua al sistema de calefacció d'un edifici d'apartaments.

Càlcul de pèrdues de calor i caldera per a la calefacció de la llar en línia

Amb l'ajuda de la nostra calculadora per calcular la calefacció per a una casa privada, podeu esbrinar fàcilment la potència de la caldera necessària per escalfar el vostre acollidor "niu".

Com recordeu, per calcular la taxa de pèrdua de calor, cal conèixer diversos valors dels components principals de la casa, que en conjunt representen més del 90% de les pèrdues totals. Per a la vostra comoditat, hem afegit a la calculadora només aquells camps que podeu omplir sense coneixements especials:

• envidrament;
• aïllament tèrmic;
• la relació entre l'àrea de les finestres i el sòl;
• temperatura exterior;
• el nombre de parets que donen a l'exterior;
• quina habitació està per sobre de la calculada;
• alçada de l'habitació;
• zona de l'habitació.

Després d'obtenir el valor de la pèrdua de calor a casa, es pren un factor de correcció d'1,2 per calcular la potència necessària de la caldera.

Com treballar amb la calculadora

Recordeu que com més gruixut sigui el vidre i millor sigui l'aïllament tèrmic, menor serà la potència de calefacció.

Per obtenir resultats, heu de respondre les preguntes següents:

1. Trieu un dels tipus de vidre proposats (vidres triples o dobles, doble vidre convencional).
2. Com estan aïllades les teves parets? Aïllament sòlid gruixut d'un parell de capes de llana mineral, escuma de poliestirè, EPPS per al nord i Sibèria. Potser vius a Rússia Central i una capa d'aïllament és suficient per a tu. O sou dels que construeixen una casa a les regions del sud i un maó doble buit és adequat per a ell.
3. Quina és la vostra proporció d'àrea finestra-pis, en %. Si no coneixeu aquest valor, es calcula de manera molt senzilla: divideix la superfície del sòl per l'àrea de la finestra i multiplica pel 100%.
4. Introduïu la temperatura mínima d'hivern durant un parell d'estacions i arrodoniu-la. No utilitzeu la temperatura mitjana per als hiverns, en cas contrari, correu el risc de tenir una caldera més petita i la casa no s'escalfarà prou.
5. Calculem per a tota la casa o només per a una paret?
6. El que hi ha a sobre de la nostra habitació. Si teniu una casa d'una sola planta, seleccioneu el tipus d'àtic (fred o càlid), si el segon pis, llavors una habitació climatitzada.
7. L'alçada dels sostres i l'àrea de l'habitació són necessàries per calcular el volum de l'apartament, que al seu torn és la base de tots els càlculs.

Exemple de càlcul:

• casa d'un pis a la regió de Kaliningrad;
• mur de 15 i 10 m de longitud, aïllat amb una capa de llana mineral;
• alçada del sostre 3 m;
• 6 finestres de 5 m2 des d'una finestra de doble vidre;
• la temperatura mínima dels darrers 10 anys és de 26 graus;
• calculem per a les 4 parets;
• des de dalt un àtic calent i calent;

La superfície de la nostra casa és de 150 m2, i la superfície de les finestres és de 30 m2. 30/150*100 = 20% relació finestra a terra.

Sabem tota la resta, seleccionem els camps adequats a la calculadora i obtenim que la nostra casa perdrà 26,79 kW de calor.

26,79 * 1,2 \u003d 32,15 kW - la capacitat de calefacció necessària de la caldera.

Classificació dels sistemes de calefacció d'una casa particular

En primer lloc, els sistemes de calefacció es diferencien pel tipus de refrigerant i són:

• l'aigua, la més comuna i pràctica;
• aire, una variació del qual és un sistema de foc obert (és a dir, una xemeneia clàssica);
• elèctric, el més còmode d'utilitzar.

Al seu torn, els sistemes d'escalfament d'aigua d'una casa particular es classifiquen segons el tipus de cablejat i són d'un sol tub, de col·lector i de dos tubs. A més, per a ells també hi ha una classificació segons el portador energètic necessari per al funcionament de l'aparell de calefacció (gas, combustible sòlid o líquid, electricitat), i segons el nombre de circuits (1 o 2). Aquests sistemes també es divideixen per material de canonada (coure, acer, polímers).

Selecció de l'element de calefacció

Les calderes es divideixen condicionalment en diversos grups segons el tipus de combustible utilitzat:

• elèctrica;
• combustible líquid;
• gas;
• combustible sòlid;
• combinats.

Entre tots els models proposats, els més populars són els dispositius que funcionen amb gas. Aquest tipus de combustible és relativament rendible i assequible. A més, aquest tipus d'equips no requereixen coneixements i habilitats especials per al seu manteniment, i l'eficiència d'aquestes unitats és bastant alta, cosa que altres unitats amb idèntica funcionalitat no poden presumir.Però, al mateix temps, les calderes de gas només són adequades si la vostra casa està connectada a una xarxa de gas centralitzada.

Determinació de la potència de la caldera

Abans de calcular la calefacció, cal determinar el rendiment de l'escalfador, ja que l'eficiència de la instal·lació tèrmica depèn d'aquest indicador. Per tant, una unitat resistent consumirà molts recursos de combustible, mentre que una unitat de baixa potència no podrà proporcionar una calefacció d'espais d'alta qualitat. És per aquest motiu que el càlcul del sistema de calefacció és un procés important i responsable.

No podeu entrar en fórmules complexes per calcular el rendiment de la caldera, sinó que simplement utilitzeu la taula següent. Indica l'àrea de l'estructura escalfada i la potència de l'escalfador, que pot crear condicions de temperatura plenes per viure-hi.

Finalment

Com podeu veure, el càlcul de la capacitat de calefacció es redueix a calcular el valor total dels quatre elements anteriors.

No tothom pot determinar la capacitat necessària del fluid de treball del sistema amb precisió matemàtica. Per tant, no volent realitzar el càlcul, alguns usuaris actuen de la següent manera. Per començar, el sistema s'omple al voltant del 90%, després del qual es comprova el rendiment. A continuació, sagneu l'aire acumulat i continueu omplint.

Durant el funcionament del sistema de calefacció, es produeix una disminució natural del nivell del refrigerant com a resultat dels processos de convecció. En aquest cas, hi ha una pèrdua de potència i productivitat de la caldera.Això implica la necessitat d'un dipòsit de reserva amb un fluid de treball, des d'on es podrà controlar la pèrdua de refrigerant i, si cal, reposar-lo.