Топлотни прорачун система грејања: како правилно израчунати оптерећење система

Појам хидрауличког прорачуна

Одлучујући фактор у технолошком развоју система грејања постала је уобичајена уштеда енергије. Жеља да уштедимо новац тера нас да пажљивије приступимо дизајну, избору материјала, начину уградње и рада грејања за дом.

Стога, ако одлучите да направите јединствен и, пре свега, економичан систем грејања за свој стан или кућу, препоручујемо да се упознате са правилима прорачуна и дизајна.

Пре дефинисања хидрауличког прорачуна система, потребно је јасно и јасно разумети да се индивидуални систем грејања стана и куће конвенционално налази за ред величине више од система централног грејања велике зграде.

Лични систем грејања се заснива на фундаментално другачијем приступу концептима топлоте и енергије.

Суштина хидрауличког прорачуна лежи у чињеници да брзина протока расхладне течности није унапред подешена са значајном апроксимацијом стварним параметрима, већ се одређује повезивањем пречника цевовода са параметрима притиска у свим прстеновима цевовода. систем

Довољно је направити тривијално поређење ових система у смислу следећих параметара.

1. Систем централног грејања (котларница-стан) заснива се на стандардним врстама енергента - угаљ, гас. У самосталном систему може се користити скоро свака супстанца која има високу специфичну топлоту сагоревања или комбинација више течних, чврстих, зрнатих материјала.
2. ДСП је изграђен на уобичајеним елементима: металним цевима, "неспретним" батеријама, вентилима. Индивидуални систем грејања вам омогућава да комбинујете различите елементе: вишеделне радијаторе са добром дисипацијом топлоте, високотехнолошке термостати, различите врсте цеви (ПВЦ и бакар), славине, утикаче, фитинге и наравно своје, економичније. котлови, циркулационе пумпе.
3. Ако уђете у стан типичне панелне куће изграђене пре 20-40 година, видимо да се систем грејања своди на присуство 7-делне батерије испод прозора у свакој просторији стана плус вертикална цев кроз цео кућа (ризер), са којом можете „комуницирати“ са суседима на спрату/доле. Било да се ради о аутономном систему грејања (АЦО) - омогућава вам да изградите систем било које сложености, узимајући у обзир индивидуалне жеље становника стана.
4. За разлику од ДСП-а, одвојени систем грејања узима у обзир прилично импресивну листу параметара који утичу на пренос, потрошњу енергије и губитак топлоте. Температурни услови околине, потребан температурни опсег у просторијама, површина и запремина просторије, број прозора и врата, намена просторија итд.

Дакле, хидраулички прорачун система грејања (ХРСО) је условни скуп израчунатих карактеристика система грејања, који пружа свеобухватне информације о таквим параметрима као што су пречник цеви, број радијатора и вентила.

Ова врста радијатора инсталирана је у већини панелних кућа на пост-совјетском простору. Уштеда на материјалима и недостатак дизајнерске идеје „на лицу“

ГРСО вам омогућава да одаберете праву водену прстенасту пумпу (бојлер за грејање) за транспорт топле воде до завршних елемената система грејања (радијаторе) и, на крају, да имате најуравнотеженији систем, што директно утиче на финансијска улагања у грејање дома. .

Друга врста радијатора за грејање за ДСП. Ово је свестранији производ који може имати било који број ребара. Тако можете повећати или смањити површину размене топлоте

Пумпа

Како одабрати оптимални учинак главе и пумпе?

Лако је са притиском. Његова минимална вредност од 2 метра (0,2 кгф / цм2) довољна је за контуру било које разумне дужине.

Разлику између смеше (горе десно) и повратка (доле) не бележи ниједан манометар.

Продуктивност се може израчунати према најједноставнијој шеми: читава запремина кола се мора окретати три пута на сат.Дакле, за количину расхладне течности коју смо дали изнад од 400 литара, разумни минимални учинак циркулационе пумпе система грејања при радном притиску треба да буде 0,4 * 3 = 1,2 м3 / х.

За појединачне делове кола, који се испоручују са сопственом пумпом, његов учинак се може израчунати помоћу формуле Г=К/(1,163*Дт).

У томе:

• Г је његована вредност продуктивности у кубним метрима на сат.
• К је топлотна снага дела система грејања у киловатима.
• 1,163 је константа, просечни топлотни капацитет воде.
• Дт је температурна разлика између доводног и повратног цевовода у степенима Целзијуса.

Дакле, за коло са топлотном снагом од 5 киловата на 20 степени између довода и повратка потребна је пумпа капацитета најмање 5 / (1,163 * 20) = 0,214 м3 / сат.

Параметри пумпе су обично назначени у њеном означавању.

Формула за израчунавање

Стандарди потрошње топлотне енергије

Топлотна оптерећења се израчунавају узимајући у обзир снагу грејне јединице и топлотне губитке зграде. Дакле, да би се одредио капацитет пројектованог котла, неопходни губитак топлоте зграде помножити са множиоцем од 1,2. Ово је нека врста марже једнака 20%.

Зашто је потребан овај однос? Уз то, можете:

• Предвидите пад притиска гаса у цевоводу. На крају крајева, зими има више потрошача и сви се труде да узму више горива од осталих.
• Промените температуру у кући.

Додајмо да се топлотни губици не могу равномерно распоредити по целој грађевинској конструкцији. Разлика у индикаторима може бити прилично велика. Ево неколико примера:

• До 40% топлоте напушта зграду кроз спољне зидове.
• Кроз подове - до 10%.
• Исто важи и за кров.
• Кроз вентилациони систем - до 20%.
• Кроз врата и прозоре - 10%.

Дакле, смислили смо дизајн зграде и донели један веома важан закључак да губици топлоте које треба надокнадити зависе од архитектуре саме куће и њене локације. Али много тога одређује и материјали зидова, крова и пода, као и присуство или одсуство топлотне изолације. Ово је важан фактор

Ово је важан фактор.

На пример, одредимо коефицијенте који смањују губитак топлоте, у зависности од структуре прозора:

• Обични дрвени прозори са обичним стаклом. За израчунавање топлотне енергије у овом случају користи се коефицијент једнак 1,27. Односно, кроз ову врсту застакљивања цури топлотна енергија, једнака 27% од укупног броја.
• Ако се уграђују пластични прозори са прозорима са двоструким стаклом, онда се користи коефицијент од 1,0.
• Ако се пластични прозори уграђују са шестокоморног профила и са трокоморним двоструким стаклом, онда се узима коефицијент од 0,85.

Идемо даље, бавимо се прозорима. Постоји одређени однос између површине просторије и површине застакљивања прозора. Што је већа друга позиција, то је већи губитак топлоте зграде. И овде постоји одређени однос:

• Ако површина прозора у односу на површину пода има само 10% индикатора, онда се за израчунавање топлотне снаге система грејања користи коефицијент од 0,8.
• Ако је однос у распону од 10-19%, онда се примењује коефицијент од 0,9.
• На 20% - 1,0.
• На 30% -2.
• На 40% - 1,4.
• На 50% - 1,5.

А то су само прозори. А ту је и утицај материјала који су коришћени у изградњи куће на топлотна оптерећења.Хајде да их распоредимо у табелу у којој ће се налазити зидни материјали са смањењем топлотних губитака, што значи да ће се и њихов коефицијент смањити:

Врста грађевинског материјала

Као што видите, разлика од коришћених материјала је значајна. Стога, чак иу фази пројектовања куће, потребно је тачно одредити од ког материјала ће бити изграђена. Наравно, многи програмери граде кућу на основу буџета додељеног за изградњу. Али са таквим распоредом, вреди га поново размотрити. Стручњаци уверавају да је боље улагати на почетку да би се касније искористиле предности уштеде од рада куће. Штавише, систем грејања зими је једна од главних ставки расхода.

Величине просторија и висине зграде

Шема система грејања

Дакле, настављамо да разумемо коефицијенте који утичу на формулу за израчунавање топлоте. Како величина просторије утиче на топлотна оптерећења?

• Ако висина плафона у вашој кући не прелази 2,5 метра, онда се у прорачуну узима у обзир коефицијент од 1,0.
• На висини од 3 м већ се узима 1,05. Мала разлика, али значајно утиче на губитак топлоте ако је укупна површина куће довољно велика.
• На 3,5 м - 1,1.
• На 4,5 м -2.

Али такав индикатор као што је спратност зграде утиче на губитак топлоте просторије на различите начине. Овде је потребно узети у обзир не само број спратова, већ и локацију просторије, односно на ком спрату се налази. На пример, ако је ово соба на првом спрату, а сама кућа има три или четири спрата, онда се за прорачун користи коефицијент од 0,82.

Приликом премештања просторије на горње спратове, такође се повећава стопа губитка топлоте. Поред тога, мораћете да узмете у обзир поткровље - да ли је изоловано или не.

Као што видите, да би се тачно израчунао губитак топлоте зграде, потребно је одредити различите факторе. И сви они се морају узети у обзир. Узгред, нисмо узели у обзир све факторе који смањују или повећавају губитке топлоте. Али сама формула за прорачун ће углавном зависити од површине загрејане куће и од индикатора, који се назива специфичном вредношћу топлотних губитака. Иначе, у овој формули је стандардна и једнака 100 В / м². Све остале компоненте формуле су коефицијенти.

1 Важност параметра

Користећи индикатор топлотног оптерећења, можете сазнати количину топлотне енергије која је потребна за загревање одређене просторије, као и зграде у целини. Главна варијабла овде је снага све опреме за грејање која се планира да се користи у систему. Поред тога, потребно је узети у обзир губитак топлоте куће.

Чини се да је идеална ситуација у којој капацитет круга грејања омогућава не само да се елиминишу сви губици топлотне енергије из зграде, већ и да се обезбеде удобни услови за живот. Да би се правилно израчунало специфично топлотно оптерећење, потребно је узети у обзир све факторе који утичу на овај параметар:

• Карактеристике сваког конструктивног елемента зграде. Систем вентилације значајно утиче на губитак топлотне енергије.
• Димензије зграде. Неопходно је узети у обзир и запремину свих просторија и површину прозора конструкција и спољашњих зидова.
• климатска зона. Индикатор максималног сатног оптерећења зависи од температурних флуктуација околног ваздуха.

Термичка оптерећења

Топлотно оптерећење - количина топлоте за надокнаду топлотног губитка зграде (просторија), узимајући у обзир употребу уређаја за грејање у условима вршне температуре.

Снага, скуп капацитета грејних уређаја укључених у загревање зграде, обезбеђујући угодну температуру за живот, пословање. Капацитет извора топлоте треба да буде довољан за одржавање температуре у најхладнијим данима грејне сезоне.

Топлотно оптерећење се мери у В, Цал / х, - 1В \у003д 859,845 Цал / х. Прорачун је сложен процес. Тешко је извести самостално, без знања, вештина.

Унутрашњи топлотни режим зависи од пројектованог оптерећења зграде. Грешке негативно утичу на потрошаче топлоте прикључене на систем. Вероватно сви у хладним зимским вечерима, умотани у топло ћебе, жалио се на топловодну мрежу са хладноћом батерије - резултат неслагања са стварним термичким условима.

Топлотно оптерећење се формира узимајући у обзир број уређаја за грејање (радијаторске батерије) за одржавање топлоте, са следећим параметрима:

• губитак топлоте зграде, који се састоји од индикатора топлотне проводљивости грађевинских материјала кутије, крова куће;
• током вентилације (присилна, природна);
• објекат за снабдевање топлом водом;
• додатни трошкови топлоте (сауна, купатило, потребе домаћинства).

Са истим захтевима за зграду, у различитим климатским зонама, оптерећење ће бити различито. Под утицајем: положаја у односу на ниво мора, присуства природних баријера за хладне ветрове и других геолошких фактора.

Топлотни прорачун грејања: општи поступак

Класични топлотни прорачун система грејања је сажети технички документ који укључује потребне стандардне методе прорачуна корак по корак.

Али пре проучавања ових прорачуна главних параметара, потребно је да одлучите о концепту самог система грејања.

Систем грејања карактерише принудно снабдевање и нехотично уклањање топлоте у просторији.

Главни задаци прорачуна и пројектовања система грејања:

• најпоузданије одредити губитке топлоте;
• одредити количину и услове за употребу расхладне течности;
• што тачније одабрати елементе генерисања, кретања и преноса топлоте.

Приликом изградње система грејања потребно је у почетку прикупити различите податке о просторији/згради у којој ће се систем грејања користити. Након извршеног прорачуна термичких параметара система, анализирати резултате аритметичких операција.

На основу добијених података врши се одабир компоненти система грејања уз накнадну куповину, монтажу и пуштање у рад.

Грејање је вишекомпонентни систем за обезбеђење одобреног температурног режима у просторији/зграду. То је посебан део комплекса комуникација модерне стамбене зграде

Важно је напоменути да наведени метод топлотног прорачуна омогућава прецизно израчунавање великог броја величина које специфично описују будући систем грејања.

Као резултат термичког прорачуна, биће доступне следеће информације:

• број топлотних губитака, снага котла;
• број и врста топлотних радијатора за сваку просторију посебно;
• хидрауличне карактеристике цевовода;
• запремина, брзина носача топлоте, снага топлотне пумпе.

Термички прорачун није теоретски нацрт, већ прилично тачни и разумни резултати, који се препоручује да се користе у пракси при одабиру компоненти система грејања.

Хидраулични прорачун

Дакле, одлучили смо се за губитке топлоте, изабрана је снага грејне јединице, остаје само да се одреди запремина потребног расхладног средства, и, сходно томе, димензије, као и материјали цеви, радијатора и вентила коришћени.

Пре свега, одређујемо запремину воде унутар система грејања. Ово ће захтевати три индикатора:

1. Укупна снага система грејања.
2. Температурна разлика на излазу и улазу у котао за грејање.
3. Топлотни капацитет воде. Овај индикатор је стандардан и једнак 4,19 кЈ.

Хидраулички прорачун система грејања

Формула је следећа - први индикатор је подељен са последња два. Иначе, ова врста прорачуна се може користити за било који део система грејања.

Овде је важно разбити линију на делове тако да у сваком буде иста брзина расхладне течности. Због тога стручњаци препоручују да се направи квар од једног запорног вентила до другог, од једног радијатора грејања до другог. Сада прелазимо на прорачун губитка притиска расхладне течности, који зависи од трења унутар система цеви

За ово се користе само две количине које се у формули множе заједно. То су дужина главног дела и специфични губици трења

Сада прелазимо на прорачун губитка притиска расхладне течности, који зависи од трења унутар система цеви. За ово се користе само две количине које се у формули множе заједно. То су дужина главног дела и специфични губици трења.

Али губитак притиска у вентилима се израчунава помоћу потпуно другачије формуле. Узима у обзир индикаторе као што су:

• Густина носача топлоте.
• Његова брзина у систему.
• Укупан индикатор свих коефицијената који су присутни у овом елементу.

Да би се сва три индикатора, која се изводе формулама, приближила стандардним вредностима, потребно је одабрати праве пречнике цеви. За поређење, даћемо пример неколико врста цеви, тако да је јасно како њихов пречник утиче на пренос топлоте.

1. Метално-пластична цев пречника 16 мм. Његова топлотна снага варира у распону од 2,8-4,5 кВ. Разлика у индикатору зависи од температуре расхладне течности. Али имајте на уму да је ово опсег у коме су постављене минималне и максималне вредности.
2. Иста цев пречника 32 мм. У овом случају, снага варира између 13-21 кВ.
3. Полипропиленска цев. Пречник 20 мм - опсег снаге 4-7 кВ.
4. Иста цев пречника 32 мм - 10-18 кВ.

И последња је дефиниција циркулационе пумпе. Да би расхладна течност била равномерно распоређена по систему грејања, потребно је да његова брзина буде најмање 0,25 м /сек и не више 1,5 м/с У овом случају, притисак не би требало да буде већи од 20 МПа. Ако је брзина расхладне течности већа од максимално предложене вредности, онда ће систем цеви радити са буком. Ако је брзина мања, може доћи до прозрачивања кола.

Потрошња топлоте сматрамо квадратуром

За приближну процену грејног оптерећења обично се користи најједноставнији топлотни прорачун: површина зграде се узима према спољном мерењу и множи са 100 В. Сходно томе, потрошња топлоте сеоске куће од 100 м² биће 10.000 В или 10 кВ. Резултат вам омогућава да изаберете котао са фактором сигурности од 1,2-1,3, ин у овом случају, снага јединице узима се једнако 12,5 кВ.

Предлажемо да извршимо тачније прорачуне, узимајући у обзир локацију просторија, број прозора и регион зграде. Дакле, са висином плафона до 3 м, препоручује се употреба следеће формуле:

Обрачун се врши за сваку просторију посебно, затим се резултати сумирају и множе регионалним коефицијентом. Објашњење ознака формула:

• К је жељена вредност оптерећења, В;
• Спом - квадрат собе, м²;
• к - индикатор специфичних топлотних карактеристика, који се односе на површину просторије, В / м²;
• к је коефицијент који узима у обзир климу у области становања.

У приближном прорачуну за укупну квадратуру, индикатор к = 100 В / м². Овај приступ не узима у обзир локацију просторија и различит број светлосних отвора. Ходник унутар викендице изгубиће много мање топлоте него угаона спаваћа соба са прозорима исте површине. Предлажемо да узмемо вредност специфичне термичке карактеристике к на следећи начин:

• за собе са једним спољним зидом и прозором (или вратима) к = 100 В/м²;
• угаоне собе са једним светлосним отвором - 120 В / м²;
• исти, са два прозора - 130 В / м².

Како одабрати праву к вредност је јасно приказано на плану зграде. За наш пример, прорачун изгледа овако:

К = (15,75 к 130 + 21 к 120 + 5 к 100 + 7 к 100 + 6 к 100 + 15,75 к 130 + 21 к 120) к 1 \у003д 10935 В ≈ 11 кВ.

Као што видите, рафинирани прорачуни су дали другачији резултат - у ствари, 1 кВ топлотне енергије ће се потрошити на загревање одређене куће од 100 м² више. Слика узима у обзир потрошњу топлоте за загревање спољашњег ваздуха који улази у стан кроз отворе и зидове (инфилтрација).

Обрачун оперативних трошкова круга грејања ↑

Оперативни трошкови су главна компонента трошкова. Власници кућа се суочавају са потребом да га покривају сваке године, а само једном потроше на изградњу комуникација. Често се дешава да у настојању да смањи трошкове организовања грејања, власник тада плати вишеструко више од својих разборитих комшија, који су пре пројектовања система грејања и пре куповине бојлера направили обрачун потрошње топлоте за грејање.

Трошкови рада електричног котла ↑

Инсталације електричног грејања се преферирају због лакоће уградње, недостатка захтева за димњацима, лакоће одржавања и присуства уграђених сигурносних и контролних система.

Електрични котао - тиха, погодна опрема

З,11 руб. × 50400 = 156744 (рубље годишње ће се морати платити добављачима електричне енергије)

Организација мреже за грејање са електричним котлом коштаће мање од свих шема, али електрична енергија је најскупљи енергетски ресурс. Осим тога, не у свим насељима постоји могућност његовог повезивања. Наравно, можете купити генератор ако не планирате да се повежете на централизоване изворе електричне енергије у наредној деценији, али ће трошкови изградње круга грејања бити значајно повећани. А прорачун ће морати да укључи гориво за генератор.

Можете наручити повезивање локације на централизовану електроенергетску мрежу.За ово ћете морати да платите 300 - 350 хиљада за ово заједно са пројектом. Вреди размислити шта је јефтиније.

Котао на течно гориво, трошкови ↑

Узмимо цену литра дизел горива за око 30 рубаља.Вредност ове варијабле зависи од добављача и од количине купљеног течног горива. Различите модификације котлова на течно гориво имају неједнаку ефикасност. Усредњавајући показатеље које дају произвођачи, одлучићемо да ће за производњу 1 кВ на сат бити потребно 0,17 литара дизел горива.

30 × 0,17 = 5,10 (рубље ће се трошити по сату)

5,10 × 50400 = 257040 (рубље ће се трошити годишње на грејање)

Котао за обраду течног горива

Овде смо идентификовали најскупљу шему грејања, која такође захтева стриктно поштовање регулаторних правила уградње: обавезан димњак и вентилациони уређај. Међутим, ако котао који прерађује течна горива нема алтернативу, онда ћете морати да се помирите са трошковима.

Годишња уплата за огрев ↑

На цену чврстих горива утичу врста дрвета, густина паковања по кубном метру, цене дрвосеча и испорука. Чврсто упаковани кубни метар чврстог фосилног горива тежак је око 650 кг и кошта око 1.500 рубаља.

За један кг плаћају око 2,31 рубља. Да бисте добили 1 кВ, потребно је сагорети 0,4 килограма огревног дрвета или потрошити 0,92 рубља.

0,92 × 50400 = 46368 рубаља годишње

Котао на чврсто гориво могао би коштати више новца од алтернатива

За прераду чврстих горива потребан је димњак, а опрема се мора редовно чистити од чађи.

Обрачун трошкова грејања са гасним котлом

За главне потрошаче гаса Само помножите два броја.

0,30 × 50400 = 15120 (рубљи се морају платити за коришћење главног гаса током грејне сезоне)

Гасни котлови у систему грејања

Закључак: рад гасног котла ће бити најјефтинији.Међутим, ова шема има неколико нијанси:

• обавезна додела за котао посебне просторије са одређеним димензијама, што се мора урадити у фази пројектовања викендице;
• сумирање свих комуникација у вези са радом система грејања;
• обезбеђивање вентилације просторије за пећ;
• изградња димњака;
• стриктно поштовање технолошких правила уградње.

Ако не постоји могућност повезивања на централизовани систем за снабдевање гасом у околини, власник куће може користити течни гас из посебних резервоара - држача за гас.

Могући механизми за стимулисање ревизије уговорених топлотних оптерећења потрошача (претплатника)

Преглед уговорних оптерећења претплатника и разумевање правих вредности у потражњи за топлотном потрошњом једна је од кључних могућности за оптимизацију постојећих и планираних производних капацитета, што ће у будућности довести до:

у смањење стопе раста тарифа за топлотну енергију за крајњег потрошача;

у смањење накнаде за прикључење преношењем неискоришћеног топлотног оптерећења постојећих потрошача и, као резултат, стварање повољног амбијента за развој малих и средњих предузећа.

Рад који је ПЈСЦ „ТГЦ-1“ спровео на прегледу уговорених оптерећења претплатника показао је недостатак мотивације код потрошача у смањењу уговорених оптерећења, укључујући и спровођење одговарајућих мера за уштеду енергије и побољшање енергетске ефикасности.

Као механизми за подстицање претплатника да прегледају топлотно оптерећење, могу се предложити следеће:

· утврђивање дводелне тарифе (тарифе за топлотну енергију и за капацитет);

· увођење механизама плаћања неискоришћеног капацитета (оптерећења) од стране потрошача (проширивање листе потрошача за које треба да се примењује поступак резервације и (или) измена самог концепта „резервне топлотне снаге (оптерећења)).

Увођењем дводелних тарифа могуће је решити следеће задатке који су релевантни за системе снабдевања топлотом:

— оптимизација трошкова одржавања топлотне инфраструктуре са декомисијацијом вишка топлотних капацитета;

— подстицаји за потрошаче да изједначе уговорени и стварни прикључени капацитет уз ослобађање резерви капацитета за прикључење нових потрошача;

— изједначавање финансијских токова ОПС-а због стопе „капацитета“, равномерно распоређених током целе године, итд.

Треба напоменути да је за имплементацију механизама о којима је горе било речи, неопходно прецизирати постојеће законодавство у области снабдевања топлотом.