Pentru a afla câtă putere ar trebui să aibă echipamentul de energie termică a unei case private, este necesar să se determine sarcina totală a sistemului de încălzire, pentru care se efectuează un calcul termic. În acest articol nu vom vorbi despre o metodă extinsă de calcul a suprafeței sau volumului unei clădiri, ci vom prezenta o metodă mai exactă folosită de proiectanți, doar într-o formă simplificată pentru o mai bună percepție. Deci, 3 tipuri de sarcini cad pe sistemul de încălzire al casei:
- compensarea pierderilor de energie termică lasă prin structurile clădirii (pereți, pardoseli, acoperișuri);
- încălzirea aerului necesar pentru ventilarea spațiilor;
- încălzirea apei pentru nevoile de apă caldă menajeră (atunci când este implicat un cazan și nu un încălzitor separat).
Determinarea pierderilor de căldură prin garduri exterioare
În primul rând, să prezentăm formula din SNiP, care calculează energia termică pierdută prin structurile clădirii care separă interiorul casei de stradă:
Q \u003d 1 / R x (tv - tn) x S, unde:
- Q este consumul de căldură care iese prin structură, W;
- R - rezistența la transferul de căldură prin materialul gardului, m2ºС / W;
- S este aria acestei structuri, m2;
- tv - temperatura care ar trebui să fie în interiorul casei, ºС;
- tn este temperatura medie exterioară pentru cele mai reci 5 zile, ºС.
Pentru trimitere. Conform metodologiei, calculul pierderilor de căldură se efectuează separat pentru fiecare cameră. Pentru a simplifica sarcina, se propune să se ia clădirea ca un întreg, presupunând o temperatură medie acceptabilă de 20-21 ºС.
Suprafața pentru fiecare tip de împrejmuire exterioară se calculează separat, pentru care se măsoară ferestrele, ușile, pereții și podelele cu acoperiș. Acest lucru se face deoarece sunt fabricate din materiale diferite de grosimi diferite. Deci calculul va trebui făcut separat pentru toate tipurile de structuri, iar apoi rezultatele vor fi însumate. Probabil că știți cea mai rece temperatură a străzii din zona dvs. de reședință din practică. Dar parametrul R va trebui calculat separat conform formulei:
R = δ / λ, unde:
- λ este coeficientul de conductivitate termică a materialului de gard, W/(mºС);
- δ este grosimea materialului în metri.
Notă. Valoarea lui λ este o valoare de referință, este ușor de găsit în orice literatură de referință, iar pentru ferestrele din plastic, producătorii vă vor spune acest coeficient. Mai jos este un tabel cu coeficienții de conductivitate termică a unor materiale de construcție, iar pentru calcule este necesar să se ia valorile operaționale ale lui λ.
De exemplu, să calculăm câtă căldură va fi pierdută de 10 m2 dintr-un zid de cărămidă de 250 mm grosime (2 cărămizi) cu o diferență de temperatură între exterior și interiorul casei de 45 ºС:
R = 0,25 m / 0,44 W / (m ºС) = 0,57 m2 ºС / W.
Q \u003d 1 / 0,57 m2 ºС / L x 45 ºС x 10 m2 \u003d 789 W sau 0,79 kW.
Dacă peretele este format din materiale diferite (material structural plus izolație), atunci acestea trebuie, de asemenea, calculate separat, conform formulelor de mai sus, iar rezultatele rezumate. Ferestrele și acoperișurile sunt calculate în același mod, dar situația este diferită cu podele. În primul rând, trebuie să desenați un plan de construcție și să îl împărțiți în zone de 2 m lățime, așa cum se face în figură:
Acum ar trebui să calculați aria zonei de plajă și să o înlocuiți alternativ în formula principală. În loc de parametrul R, trebuie să luați valorile standard pentru zona I, II, III și IV, indicate în tabelul de mai jos. La sfârșitul calculelor se adună rezultatele și obținem pierderea totală de căldură prin pardoseli.
Consumul de încălzire a aerului de ventilație
Oamenii neinformați de multe ori nu țin cont că și aerul de alimentare din casă trebuie încălzit și această sarcină termică cade și asupra sistemului de încălzire. Aerul rece încă intră în casă din exterior, fie că ne place sau nu, și este nevoie de energie pentru a o încălzi. În plus, o ventilație completă de alimentare și evacuare ar trebui să funcționeze într-o casă privată, de regulă, cu un impuls natural. Schimbul de aer este creat datorită prezenței curentului de aer în conductele de ventilație și în coșul cazanului.
Metoda de determinare a încărcăturii termice din ventilație propusă în documentația de reglementare este destul de complicată. Rezultate destul de precise pot fi obținute dacă această sarcină este calculată folosind formula binecunoscută prin capacitatea termică a substanței:
Qvent = cmΔt, aici:
- Qvent - cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea aerului de alimentare, W;
- Δt - diferența de temperatură în stradă și în interiorul casei, ºС;
- m este masa amestecului de aer care vine din exterior, kg;
- c este capacitatea termică a aerului, presupusă a fi 0,28 W / (kg ºС).
Complexitatea calculării acestui tip de încărcare termică constă în determinarea corectă a masei de aer încălzit. Este greu de aflat cât ajunge în casă cu ventilație naturală. Prin urmare, merită să ne referim la standarde, deoarece clădirile sunt construite conform proiectelor în care sunt prevăzute schimburile de aer necesare. Iar regulamentele spun că în majoritatea încăperilor mediul de aer ar trebui să se schimbe 1 dată pe oră. Apoi luăm volumele tuturor camerelor și adăugăm la acestea ratele de consum de aer pentru fiecare baie - 25 m3/h și aragazul de bucătărie - 100 m3/h.
Pentru a calcula sarcina termică la încălzirea prin ventilație, volumul de aer rezultat trebuie convertit în masă, după ce a învățat densitatea sa la diferite temperaturi din tabel:
Să presupunem că cantitatea totală de aer de alimentare este de 350 m3/h, temperatura exterioară este minus 20 ºС, iar temperatura interioară este plus 20 ºС. Apoi masa sa va fi de 350 m3 x 1,394 kg / m3 = 488 kg, iar sarcina termică a sistemului de încălzire va fi Qvent = 0,28 W / (kg ºС) x 488 kg x 40 ºС = 5465,6 W sau 5,5 kW.
Sarcina termică de la încălzirea ACM
Pentru a determina această sarcină, puteți utiliza aceeași formulă simplă, doar că acum trebuie să calculați energia termică cheltuită pentru încălzirea apei. Capacitatea sa termică este cunoscută și se ridică la 4,187 kJ/kg °С sau 1,16 W/kg °С. Având în vedere că o familie de 4 persoane are nevoie de 100 de litri de apă timp de 1 zi, încălzită la 55 ° C, pentru toate nevoile, înlocuim aceste numere în formulă și obținem:
QDHW \u003d 1,16 W / kg ° С x 100 kg x (55 - 10) ° С \u003d 5220 W sau 5,2 kW de căldură pe zi.
Notă.În mod implicit, se presupune că 1 litru de apă este egal cu 1 kg, iar temperatura apei rece de la robinet este de 10 °C.
Unitatea de putere a echipamentului este întotdeauna referită la 1 oră, iar rezultatul 5,2 kW - la zi. Dar este imposibil să împărțim această cifră la 24, deoarece dorim să primim cât mai curând apă caldă, iar pentru aceasta centrala trebuie să aibă o rezervă de putere. Adică, această sarcină trebuie adăugată la restul așa cum este.
Concluzie
Acest calcul al sarcinilor de încălzire a locuinței va da rezultate mult mai precise decât metoda tradițională pe zonă, deși va trebui să munciți din greu. Rezultatul final trebuie înmulțit cu factorul de siguranță - 1,2 sau chiar 1,4 și, în funcție de valoarea calculată, selectați echipamentul cazanului. O altă modalitate de a mări calculul sarcinilor termice conform standardelor este prezentată în videoclip: