Výpočet topného systému soukromého domu: vzorce, referenční

Jaké parametry je třeba počítat při návrhu autonomního topného systému? Jak je výpočet topného systému soukromého domu v každém případě? V článku poskytneme čtenáři všechny potřebné vzorce, referenční údaje a doprovází výpočty s příklady.

Co si myslíme

Jaké jsou etapy výpočtu topného systému pro soukromý dům?

Co přesně musíme počítat?

• Celková potřeba tepla a odpovídající výkon topného kotle.
• Požadavek na tepelnou energii v samostatné místnosti a v důsledku toho i výkon ohřívače v něm.

Poznámka: Musíme se dotknout metod pro stanovení tepelného výkonu pro různá topná zařízení.

• Kapacita expanzní nádrže.
• Parametry oběhového čerpadla.

V tomto pořadí a pokračujte dál.

Tepelná energie

Je možné zhruba odhadnout potřebu domácího tepla dvěma způsoby:

1. Podle oblasti.
2. Podle hlasitosti.

Výpočet plochy

Tato technika je velmi jednoduchá a je založena na SNiP před půl stoletím: jeden kilowatt tepelné energie se odebírá na 10 metrů čtverečních. Dům s celkovou plochou 100 m2 může být tedy vytápěn 10kilotovým kotlem.

Schéma je dobré, protože nevyžaduje šplhání do přírody a výpočet tepelného odporu stěn. Jako každá zjednodušená schéma výpočtu však poskytuje velmi přibližný výsledek.

Existuje několik důvodů:

• Kotel ohřívá celý objem vzduchu v místnosti, což závisí nejen na ploše domu, ale také na výšce stropů. A tento parametr v soukromém bydlení se může lišit v nejširších mezích.
• Okna a dveře ztrácejí mnohem více tepla na jednotku plochy než stěny. Jen proto, že je pro infračervené záření mnohem průhlednější.
• Klimatická zóna také výrazně ovlivňuje tepelné ztráty v obálce budovy. Zvýšení teplotní delty mezi místností a ulicí se dvakrát zvýší o nárůst nákladů na vytápění.

Výpočet objemu s regionálními koeficienty

Z těchto důvodů je lepší použít trochu komplikovanější schéma výpočtu, což dá mnohem přesnější výsledky.

1. 60% tepla na kubický metr objemu vytápěné místnosti se považuje za základní hodnotu.
2. Každé okno ve vnější stěně přidá 100 W na vypočtený tepelný výkon a 200 na každé dveře.
3. Výsledek je vynásoben regionálním koeficientem:

Vezměme si jako příklad tentýž dům o rozloze 100 metrů čtverečních.

Tentokrát však uvedeme několik dalších podmínek:

• Výška stropů je 3,5 metru.
• Dům má 10 oken a 2 dveře na vnějších stěnách.
• Nachází se ve městě Verkhoyansk (průměrná teplota v lednu je 45,4 ° C, absolutní minimum je 67,6 ° C).

Takže vypočteme topení soukromého domu pro tyto podmínky.

1. Vnitřní objem vyhřívané místnosti je 100 x 3,5 = 350 m3.
2. Základní hodnota tepelné energie bude rovna 350 * 60 = 21000 wattům.
3. Okna a dveře zhoršují situaci: 21000+ (100 * 10) + (200 * 2) = 22400 wattů.
4. Konečně osvěžující klima Verkhoyansk nás přiměje k tomu, abychom ještě jednou zvýšili již velkou tepelnou kapacitu vytápění: 22400 * 2 = 44800 wattů.

Je snadné vidět, že rozdíl s výsledkem získaným první metodou je více než čtyřikrát.

Topná zařízení

Jak vypočítat topení v soukromém domě pro jednotlivé místnosti a zvolit topná zařízení vhodná pro tuto energii?

Samotná metoda výpočtu potřeby tepla pro jednu místnost je zcela totožná s výše uvedenou.

Například pro pokoj 12 m2 se dvěma okny v domě, který jsme popsali, výpočet bude vypadat takto:

1. Objem místnosti je 12 * 3,5 = 42 m3.
2. Základní tepelná energie bude rovna 42 * 60 = 2520 wattů.
3. Dvě okna přidávají další 200. 2520 + 200 = 2720.
4. Regionální koeficient zdvojnásobí požadavek na teplo. 2720 ​​* 2 = 5440 wattů.

Jak přepočítat výslednou hodnotu počtu sekcí chladiče? Jak zvolit počet a typ topných konvektorů?

• Výrobci vždy uvádějí tepelný výkon pro konvektory, deskové radiátory atd. v doprovodné dokumentaci.

• U sekčních radiátorů lze potřebné informace obvykle nalézt na internetových stránkách prodejců a výrobců. Na stejném místě je poměrně často možné najít kalkulačku pro přepočet kilowattů v sekci.
• Konečně, pokud používáte sekční radiátory neznáma původu s jejich standardní velikostí 500 milimetrů podél os břitů, můžete se zaměřit na následující průměrné hodnoty:

V autonomním systému vytápění s mírnými a předvídatelnými parametry chladicí kapaliny nejčastěji používané hliníkové radiátory. Jejich přiměřená cena je velmi příjemně spojena s důstojným vzhledem a vysokým odvodem tepla.

V našem případě hliníkové profily o výkonu 200 W vyžadují 5440/200 = 27 (zaoblené).

Jako vždy existuje několik jemností.

• Při montáži s vícemenásobným průtokoměrem je teplota druhých sekcí mnohem nižší než teplota první; v důsledku toho klesá tepelný tok z ohřívače. Jednoduchá instrukce pomůže vyřešit problém: připojte radiátory podle schématu ze spodu dole.
• Výrobci udávají tepelný výkon pro teplotní delta mezi chladicí kapalinou a místností 70 stupňů (například 90 / 20C). Když se sníží, tepelný tok klesne.

Zvláštní případ

Domovní ocelové registry se často používají jako topná zařízení v soukromých domech.

Mějte na paměti, že přitahují nejen nízké náklady, ale i mimořádnou pevnost v tahu, což je velmi užitečné při připojení domu k topné jednotce. V autonomním systému vytápění je jejich přitažlivost vyvrácena neuspokojivým vzhledem a nízkým emisím tepla na jednotku objemu ohřívače.

Nicméně: jak odhadnout tepelnou kapacitu registru známé velikosti?

Pro jednu vodorovnou kulatou trubku se vypočte podle vzorce ve tvaru Q = Pi * Dn * L * k * Dt, ve kterém:

• Q - tok tepla;
• Pi je číslo pi považováno za 3.1415;
• DN - vnější průměr trubky v metrech;
• L je jeho délka (také v metrech);
• k je koeficient tepelné vodivosti, který je považován za 11,63 W / m2 * C;
• Teplota Dt - delta, rozdíl mezi chladivem a vzduchem v místnosti.

V multisektorovém horizontálním registru se přenos tepla všech úseků s výjimkou prvního se násobí o 0,9, jelikož odvádějí teplo do proudění vzduchu vzhůru, ohřátého prvním úsekem.

Počítáme převod tepla čtyřdílného registru o průměru průřezu 159 mm a délce 2,5 metru při teplotě chladiva 80 ° C a teplotě vzduchu v místnosti 18 ° C.

1. Tepelný výkon prvního úseku je 3,1415 * 0,159 * 2,5 * 11,63 * (80-18) = 900 wattů.
2. Tepelný výkon každé z ostatních tří částí se rovná 900 * 0,9 = 810 wattů.
3. Celkový tepelný výkon ohřívače je 900+ (810 * 3) = 3330 wattů.

Expanzní nádrž

A v tomto případě existují dvě metody výpočtu - jednoduché a přesné.

Jednoduchý okruh

Jednoduchý výpočet je velmi jednoduchý: objem expanzní nádoby se rovná 1/10 objemu chladicí kapaliny v okruhu.

Kde získat hodnotu objemu chladiva?

Zde je několik jednoduchých řešení:

1. Naplňte obrys vodou, odvzdušněte a vypusťte veškerou vodu těsnícím zařízením do jakékoliv nádoby.
2. Kromě toho může být zhruba objem vyváženého systému vypočítán rychlostí 15 litrů chladiva na kilowatt výkonu kotle. Takže v případě kotle o výkonu 45 kW bude systém mít přibližně 45 * 15 = 675 litrů nosiče tepla.

V tomto případě bude tedy expanzní nádoba pro topný systém o objemu 80 litrů (zaokrouhlená na standardní hodnotu) rozumná minima.

Přesná schéma

Přesněji, můžete si vypočítat objem expanzní nádrže pomocí vzorce V = (Vt x E) / D, ve kterém:

• V - požadovaná hodnota v litrech.
• Vt je celkový objem chladiva.
• E je koeficient roztažnosti chladicí kapaliny.
• D je koeficient účinnosti expanzní nádoby.

Je zřejmé, že poslední dva parametry potřebují komentáře.

Koeficient roztažnosti vody a špatné směsi vody a glykolu je možné převzít z následující tabulky (při zahřátí z počáteční teploty + 10 ° C):

Poměr účinnosti nádrže lze vypočítat pomocí vzorce D = (Pv - Ps) / (Pv + 1), ve kterém:

• Pv je maximální tlak v okruhu (otvírací tlak pojistného ventilu).

Tip: Obvykle se používá jako 2,5 kgf / cm2.

• Psstatický tlak okruhu (je to také tlak nabíjení nádrže). Vypočítá se jako 1/10 rozdílu v metrech mezi hladinou nádrže a horním bodem okruhu (přetlak 1 kgf / cm2 zvyšuje vodní sloupec o 10 metrů). Tlak ve tvaru Ps je vytvořen ve vzduchové komoře nádrže před naplněním systému.

Jako příklad vypočítáme požadavky na nádrž za následujících podmínek:

• Výškový rozdíl mezi nádrží a horním bodem obrysu je 5 metrů.
• Výkon topného kotle v domě je 36 kW.
• Maximální ohřev vody je 80 stupňů (od 10 do 90C).

Takže:

1. Poměr účinnosti nádrže bude (2,5-0,5) / (2,5 + 1) = 0,57.

1. Objem nosiče tepla ve výši 15 litrů na kilowatt se rovná 15 * 36 = 540 litrů.
2. Koeficient roztažnosti vody při zahřívání na 80 stupňů je 3,58% nebo 0,0358.
3. Minimální objem nádrže se tedy rovná (540 * 0,0358) / 0,57 = 34 litrů.

Oběhové čerpadlo

Jak zvolit optimální parametry cirkulačního čerpadla pro topný systém?

Pro nás jsou důležité dva parametry: tlak vytvořený čerpadlem a jeho výkon.

S tlakem není vše jednoduché, ale velmi jednoduché: obrysy jakékoliv přiměřené délky pro soukromý dům vyžadují u rozpočtových zařízení tlak minimálně 2 metry.

Nápověda: kvůli 2 metrům se cirkuluje topný systém 40 budov.

Nejjednodušší způsob, jak zvolit výkon, je násobit objem chladicí kapaliny v systému o 3: okruh by se měl otáčet třikrát za hodinu. Takže v systému o objemu 540 litrů stačí čerpadlo o objemu 1,5 m3 / hod (zaokrouhlené).

Přesnější výpočet se provádí pomocí vzorce G = Q / (1.163 * Dt), ve kterém:

• G - výkon v kubických metrech za hodinu.
• Q je výkon kotle nebo okruhu, kde je nutné zajistit cirkulaci v kilowattech.
• 1,163 je koeficient související s průměrnou tepelnou kapacitou vody.
• Dt je delta teplot mezi průtokem a návratem obvodu.

Tip: pro autonomní systém jsou standardní parametry 70/50 C.

Se známým tepelným výkonem kotle 36 kW a teplotou delta 20 ° C by měla být kapacita čerpadla 36 / (1,163 * 20) = 1,55 m3 / h.

Závěr

Doufáme, že jsme čtenáři zpřístupnili všechny potřebné materiály. Další informace o tom, jak vypočítat topení v soukromém domě, naleznete v přiloženém videu. Úspěchy!