Vlastní výpočet výkonu součástí topného systému: oběhová čerpadla, kotle a radiátory

Návrh jakéhokoli topného systému začíná výpočtem jeho hlavních parametrů. V první řadě se jedná o optimální zatížení zdroje tepla. Proto je třeba před zakoupením potřebného vybavení vypočítat výkon topného systému: kotle, radiátory, čerpadla, baterie.

Proč je nutné topení?

Rozhodujícím úkolem při provádění výpočtů je optimalizovat další náklady. Minimální požadovaný výkon topného kotle bude mít přímý vliv na spotřebu energie. Úspory by však měly být rozumné.

Autonomní topné komponenty
Autonomní topné komponenty

Hlavním účelem dodávky tepla je udržování příjemné teploty v obytných prostorech. To je ovlivněno jmenovitým výkonem litinových radiátorů, tepelnými ztrátami budovy a parametry kotle.

Pro správný výběr zařízení by měl správně vypočítat jeho parametry. To lze provést pomocí specializovaných programů nebo samostatně pomocí určitých vzorců.

Kromě toho odborníci doporučují vypočítat kapacitu topného kotle a dalších komponent systému pro následující:

  • Plánování nákladů na vybavení. Čím vyšší je jmenovitý výkon kotle nebo přenos tepla z baterie, tím vyšší jsou náklady. V důsledku toho to ovlivní rozpočet celé akce na uspořádání dodávky tepla;
  • Správné plánování zatížení systému. Správný výpočet výkonu čerpadla pro vytápění vám umožní zjistit maximální a minimální zatížení zařízení při změně vnějších faktorů - teplota na ulici, v místnostech domu;
  • Aktualizace systému. Pokud jsou vysoké náklady na vytápění, je jejich snížení prioritou pro minimalizaci údržby. Chcete-li to provést, musíte spočítat výkon topné baterie a dalších komponent.

Poté, co jsme se rozhodli, že bez výpočtu základních údajů není možné pokračovat v získávání materiálu a příslušenství pro zajištění dodávky tepla, měli byste zvolit metody výpočtu. Nejprve jsou jednotlivě rozpoznávány vlastnosti každé součásti - kotel, čerpadlo radiátoru. Poté se jejich parametry zadají do topného programu a znovu se zkontrolují. Stejným způsobem se provádí výpočet ohřevu skleníku.

Typ použitého nosiče energie ovlivňuje výpočet výkonu plynového topného kotle. Mělo by být předem rozhodnuto, jaký druh plynu bude použit - hlavní nebo zkapalněný.

Stanovení tepelných ztrát doma

V první fázi je nutné správně spočítat množství tepla, které bude procházet vnějšími stěnami, okny a dveřmi budovy. Práce s dodávkou tepla by měla tyto ztráty kompenzovat a na základě získaných údajů bude proveden další výpočet výkonu oběhového čerpadla pro vytápění, kotel a baterie.

Tepelné ztráty v domě
Tepelné ztráty v domě

Určujícím parametrem je odpor přenosu tepla stěn a okenních konstrukcí. Toto je inverzní indikátor tepelné vodivosti materiálů. Je nemožné provést výběr výkonu topného kotle bez znalosti těchto hodnot. Před zahájením výpočtů byste proto měli zjistit tloušťku stěn a materiál, ze kterého jsou vyrobeny.

Doporučuje se seznámit se s obsahem SNiP II-3-79 a SNiP 23-02-2003. Tyto dokumenty uvádějí standardní hodnoty odporu přenosu tepla pro různé regiony Ruska. Znáte je, můžete vyřešit otázku, jak vypočítat výkon topného tělesa.Každý materiál má specifickou hodnotu přenosu tepla. Údaje o nejběžnějších stavbách bytových domů lze převzít ze standardních tabulek.

Materiály pro přenos tepla
Materiály pro přenos tepla

To však nestačí k dalšímu výpočtu výkonu ocelových topných těles. Kromě toho budete muset zjistit tloušťku každého typu materiálu použitého pro stavbu stěn. Poměr této hodnoty k koeficientu přenosu tepla bude požadovaná hodnota:

R = D / λ

Kde R - odpor přenosu tepla;D - tloušťka materiálu;Λ - odpor přenosu tepla.

V budoucnu se to použije pro výpočet požadované kapacity topného kotle. Tento výpočetní krok se doporučuje. Jmenovitý výkon celého topného systému můžete určit pouze poznáním skutečného odporu stěn.

Při výpočtu se nebere v úvahu charakteristika větrné růže pro každou konkrétní oblast. Údaje o něm ovlivňují výpočet pouze u výškových budov.

Funkce výpočtu výkonu různých topných kotlů

Pro správný výběr výkonu topného kotle je předem stanoveno jeho umístění, typ systému dodávky tepla (otevřený, uzavřený) a druh použitého paliva. Kromě toho se bere v úvahu celková plocha domu a jeho objem. Tato data vám umožní provádět výpočty několika způsoby.

Výpočet výkonu kotle
Výpočet výkonu kotle

Nejjednodušší metodou pro výpočet jmenovitého výkonu topného zařízení je použít pouze plochu domu. K tomu se používá standardní poměr, že pro vytápění 10 m² místnosti je nutné utratit 1 kW tepelné energie. Tato metoda bude fungovat pouze pro budovy s dobrou tepelnou izolací a standardní výškou stropu. Jeho nevýhodou je velká chyba. Takže pro dům o rozloze 150 m² bude podle výpočtu potřeba výkon topného kotle zvolit model 15 kW.

Dále se použije korekční faktor, který závisí na umístění budovy. Poté bude konečný vzorec pro výpočet výkonu plynového topného kotle vypadat takto:

W = (S / 10) * K

Kde W - jmenovitý výkon kotle;S - plocha domu;K - korekční faktor.

Pro střední regiony Ruska je K = 0,13; pro severní šířky ega se hodnota pohybuje od 0,15 do 0,2. Při volbě kapacity kotle pro dodávku tepla pro jižní regiony K = 0,08.

Přesné výpočty lze provést pouze po předběžném stanovení součinitele prostupu tepla stěn. Tato technika byla popsána výše. Nejprve zjistíme teplotní rozdíl mezi ohřátým vzduchem na ulici a v domě - Δt. Pak je nutné určit tepelné ztráty. Najdete je podle vzorce:

P = Δt / R

Kde R - tepelné ztráty doma;Δt - teplotní rozdíl;R - koeficient odporu přenosu tepla.

Dále, pro výpočet výkonu plynového topného kotle je nutné znásobit plochu vnějších stěn tepelnými ztrátami. Jako příklad vezměte dům s plochou stěny 127 m², koeficient odporu přenosu tepla je 0,502. Optimální hodnota Δt by měla být 55. V tomto případě bude tepelná ztráta na 1 m² rovná:

P = 55 / 0,505 = 108 W / m²

Na základě toho můžete vypočítat kapacitu topného kotle:

W = 127 x 108 = 13,7 kW

V budoucnu se zatížení topného systému stanoví při různých hodnotách Δt. Doporučuje se vybrat model zařízení s malým rozpětím výkonu - 10-15%. Tím se rozšíří přívod tepla bez výměny kotle a radiátorů.

U bytů s normální izolací můžete mít poměr 41 wattů tepla na 1 m³ prostoru v panelovém domě a 38 wattů v cihlové budově. Pokud byly stěny izolované, budete muset provést výše uvedený výpočet.

Výpočet výkonu radiátorů a radiátorů

Ale kromě kotle je výkon dodávky tepla ovlivňován technickými charakteristikami ostatních součástí. Proto musíte vědět, jak vypočítat energii topné baterie.Ve skutečnosti dochází v místnosti k tepelnému přenosu energie z horké vody do vzduchu.

Druhy topných těles
Druhy topných těles

Pro výpočet výkonu zahřívacích baterií je nutné skutečně určit jejich přenos tepla. Toto je název procesu přenosu tepla z vyhřívaného těla do vzduchu v místnosti. Tento ukazatel ovlivňuje několik faktorů. Hlavní je materiál výroby. Čím nižší je tepelný odpor baterie, tím nižší jsou tepelné ztráty. Spolu s tím však musí být zohledněn účinek skladování energie. To je pozorováno u litinových struktur. Protože pro výpočet výkonu topné baterie je nutné znát úroveň plnění horkou vodou - měla by se vypočítat celková plocha struktury. Na tom také závisí celkový přenos tepla.

Pro výpočty je nutné stanovit Δt podle následujícího vzorce:

Δt = ((Тпод-Тобр) / 2) -Тпом

Kde Tpod, Tobr a Tpom - teploty v dávání, zpětném potrubí a v interiéru.

K výpočtu výkonu litinových topných radiátorů budete potřebovat koeficient tepelné vodivosti konkrétního materiálu a celkovou plochu struktur. První lze převzít ze standardních tabulek. U bimetalických modelů zohledňuje výpočet výkonu topného radiátoru ocelová jádra potrubí a hliníkovou topnou plochu.

Výpočet se provádí podle následujícího vzorce:

Q = Δt * k * S

Kde Q - měrné teplo chladiče;NA - koeficient tepelné vodivosti;S - celková plocha struktury.

Tímto způsobem lze vypočítat výkon topné baterie. V praxi je to však obtížné, protože několik faktorů zůstává neznámých - skutečná tloušťka stěny, další prvky použité při výrobě. Při výpočtu kapacity baterie dodávající teplo se také nezohledňují tepelné ztráty v místnosti.

Většina výrobců uvádí jmenovitý výkon v pasu chladiče. Ale to se provádí pouze pro jeden tepelný režim vytápění. Proto jako základ údajů o pasech produktu můžete přesně vypočítat výkon radiátoru dodávajícího teplo.

Skutečná rychlost přenosu tepla z baterie závisí na správné instalaci. Při výpočtu výkonu ocelových otopných těles se jejich umístění ve vztahu k parapetu, podlaze a stěnám v místnosti nezohledňuje.

Výpočet výkonu oběhového čerpadla

V uzavřených systémech dodávky tepla je nucena cirkulace tekutin. Před výpočtem výkonu čerpadla pro vytápění je nutné vypracovat schéma dodávky tepla. Teprve poté můžeme začít počítat.

Cirkulační čerpadla pro vytápění
Cirkulační čerpadla pro vytápění

Hlavní parametry této topné komponenty určují různé parametry. Účelem čerpadla je zvýšit rychlost chladicí kapaliny v systému. Kromě toho by nemělo vytvářet nadměrné hydraulické zatížení, zvyšovat hlučnost. Proto je důležité správně vypočítat výkon čerpadla pro vytápění.

Chcete-li provést výpočty, musíte zjistit následující charakteristiky zařízení:

  • Výkon. Charakterizuje množství tepla přeneseného za jednotku času potrubím pomocí cirkulačního čerpadla;
  • Hydraulický odpor. Jedná se o tlakové ztráty v síti způsobené třením vody na vnitřním povrchu součástí dodávajících teplo. Při výpočtu výkonu čerpadla pro vytápění je tento indikátor jedním z určujících, protože na něm závisí průtok chladicí kapaliny;
  • Spotřeba energie. Je to uvedeno výrobcem v pasu zařízení. Je to určeno vlastnostmi elektrického motoru připojeného k rotoru čerpadla.

V první fázi výpočtu výkonu oběhového čerpadla pro vytápění by se měl vypočítat výkon. K tomu je nutné zjistit potřebný tepelný výkon systému zásobování teplem. Výpočty výkonnosti se provádějí podle následujícího vzorce:

Q = (0,86 * R) / (Tpod-Tob)

Kde Q - výkon zařízení;R - odhadovaný tepelný výkon, W;Tpod a Tob - teplota vody v přívodním a vratném topném potrubí.

Hlavním faktorem ovlivňujícím výkon čerpadla je tepelný výkon systému. Nejlepší je to vypočítat co nejpřesněji, aby nedošlo k nákupu zařízení s nevhodnými parametry. Výpočet výkonu čerpadla pro dodávku tepla je rovněž ovlivněn charakteristikami chladicího média. V případě použití nemrznoucí směsi musí být nominální indikátor zvýšen o 10-15%, protože jejich hustota je mnohem vyšší než hustota destilované vody.

Hydraulický odpor oběhového čerpadla se určuje podle následujícího vzorce:

H = 1,3 * (R1 * L1 + R2 * L2 + ... Z1 + Z2) / 10000

Kde R1 aR2 - tlaková ztráta na přívodní a vratné části potrubí;L1 a L2 - délka potrubí;Z1 a Z2 - hydraulický odpor součástí systému.

Poslední indikátor pro výpočet výkonu čerpadla pro dodávku tepla může být odebrán z pasu zařízení. Pokud není, doporučuje se použít data z tabulky.

Topná komponenta

Hydraulický odpor, Pa

Kotel 1000 až 2000
Termostatický ventil 5000 až 10000
Mixér 2000 až 4000
senzor teploty 1 000 až 1 500

Výrobci uvádějí hydraulický odpor v rozsahu vodního sloupce. Ty. Toto je indikátor síly, který je schopen zvednout vodu ve svislém potrubí na určitou úroveň.

Při výpočtu výkonu oběhového čerpadla pro dodávku tepla se nebere v úvahu přítomnost několika režimů rychlosti. I když v praxi, pomocí této funkce zařízení, můžete optimalizovat rychlost chladicího média, a tím vyrovnat celý systém.

Je obtížné provést přesný výpočet vytápění domu nebo skleníku samostatně? Kromě výše uvedených způsobů se doporučuje použít pro dodávku tepla specializované programy. To ověří výsledky a dosáhne maximální přesnosti výpočtů.

Video ukazuje příklad výpočtu topného výkonu pomocí specializovaného programu:

Topení

Větrání

Kanalizace