Ciao, cari lettori! Quello di oggi è un breve post sul calcolo della quantità di calore per il riscaldamento utilizzando indicatori aggregati. In generale, il carico termico viene accettato in base al progetto, ovvero i dati calcolati dal progettista vengono inseriti nel contratto di fornitura di calore.
Ma spesso tali dati semplicemente non sono disponibili, soprattutto se l'edificio è piccolo, come un garage o qualcosa del genere stanza utile. In questo caso il carico termico in Gcal/h viene calcolato utilizzando i cosiddetti indicatori aggregati. Ho scritto su questo. E questa cifra è già inclusa nel contratto come carico di riscaldamento calcolato. Come viene calcolata questa cifra? Ed è calcolato secondo la formula:
Qot = α*qо*V*(tв-tн.р)*(1+Kн.р)*0,000001; Dove
α — fattore di correzione, che tiene conto delle condizioni climatiche della zona, viene utilizzato nei casi in cui temperatura di progetto l'aria esterna differisce da -30 °C;
qo è la caratteristica termica specifica dell'edificio in tн.р = -30 °С, kcal/m3*С;
V è il volume dell'edificio secondo le misure esterne, m³;
tв - temperatura di progetto all'interno dell'edificio riscaldato, °C;
tн.р - temperatura dell'aria esterna calcolata per la progettazione del riscaldamento, °C;
Kn.r è il coefficiente di infiltrazione, che è determinato dalla pressione termica e del vento, cioè il rapporto tra le perdite di calore dell'edificio con infiltrazione e trasferimento di calore attraverso le recinzioni esterne alla temperatura dell'aria esterna, che viene calcolato per la progettazione del riscaldamento.
Quindi, in una formula puoi calcolare il carico termico per il riscaldamento di qualsiasi edificio. Naturalmente, questo calcolo è in gran parte approssimativo, ma è raccomandato nella letteratura tecnica sulla fornitura di calore. Le organizzazioni fornitrici di calore includono anche questa cifra per il carico di riscaldamento Qot, in Gcal/h, nei contratti di fornitura di calore. Quindi il calcolo è necessario. Questo calcolo è ben presentato nel libro - V.I. Manyuk, Ya.I. Kaplinsky, E.B Khizh e altri "Manuale per la configurazione e il funzionamento delle reti di riscaldamento dell'acqua". Questo libro è uno dei miei libri di riferimento, un ottimo libro.
Inoltre, questo calcolo del carico termico per il riscaldamento di un edificio può essere effettuato utilizzando il “Metodo per determinare la quantità di energia termica e refrigerante nei sistemi pubblici di approvvigionamento idrico” di RAO Roskommunenergo del Comitato statale per l'edilizia della Russia. È vero, c'è un'imprecisione nel calcolo in questo metodo (nella formula 2 nell'appendice n. 1 è indicato 10 alla meno terza potenza, ma dovrebbe essere 10 alla meno sesta potenza, questo deve essere preso in considerazione nel calcoli), puoi leggere di più al riguardo nei commenti a questo articolo.
Ho completamente automatizzato questo calcolo, ho aggiunto tabelle di riferimento, inclusa una tabella dei parametri climatici per tutte le regioni dell'ex Unione Sovietica (da SNiP 23/01/99 "Climatologia della costruzione"). Puoi acquistare un calcolo sotto forma di programma per 100 rubli scrivendomi via email [e-mail protetta].
Sarò felice di ricevere commenti sull'articolo.
Realizzare un impianto di riscaldamento in la propria casa o anche in un appartamento di città: un'occupazione estremamente responsabile. Sarebbe del tutto irragionevole acquistarlo attrezzatura della caldaia, come si suol dire, "a occhio", cioè senza tenere conto di tutte le caratteristiche dell'abitazione. In questo caso, è del tutto possibile che ti ritroverai in due estremi: o la potenza della caldaia non sarà sufficiente - l'apparecchiatura funzionerà “al massimo”, senza pause, ma non darà comunque il risultato atteso, oppure, a al contrario, verrà acquistato un dispositivo troppo costoso, le cui capacità rimarranno completamente invariate.
Ma non è tutto. Non è sufficiente acquistare correttamente la caldaia di riscaldamento necessaria - è molto importante selezionare in modo ottimale e disporre correttamente i dispositivi di scambio di calore nei locali - radiatori, termoconvettori o “pavimenti caldi”. E ancora, affidarsi solo al proprio intuito o ai “buoni consigli” dei propri vicini non è l’opzione più ragionevole. In una parola, è impossibile fare a meno di determinati calcoli.
Naturalmente, idealmente, tali calcoli termici dovrebbero essere eseguiti da specialisti appropriati, ma ciò spesso costa molto denaro. Non è divertente provare a farlo da solo? Questa pubblicazione mostrerà in dettaglio come viene calcolato il riscaldamento in base all'area della stanza, tenendone conto molti sfumature importanti. Per analogia, sarà possibile eseguire, incorporata in questa pagina, aiuterà ad eseguire i calcoli necessari. La tecnica non può essere definita completamente “senza peccato”, tuttavia consente comunque di ottenere risultati con un grado di precisione del tutto accettabile.
I metodi di calcolo più semplici
Affinché il sistema di riscaldamento possa crearsi durante la stagione fredda condizioni confortevoli residenza, deve far fronte a due compiti principali. Queste funzioni sono strettamente correlate tra loro e la loro divisione è molto condizionale.
- Il primo è mantenere un livello ottimale di temperatura dell'aria in tutto il volume della stanza riscaldata. Naturalmente, il livello della temperatura può variare leggermente con l'altitudine, ma questa differenza non dovrebbe essere significativa. Una media di +20 °C è considerata una condizione abbastanza confortevole: questa è la temperatura che di solito viene presa come iniziale nei calcoli termici.
In altre parole, l'impianto di riscaldamento deve essere in grado di riscaldare un determinato volume d'aria.
Se lo affrontiamo con completa accuratezza, allora per stanze separate V edifici residenziali sono stati stabiliti gli standard per il microclima richiesto - sono definiti da GOST 30494-96. Un estratto di questo documento è nella tabella seguente:
| Scopo della stanza | Temperatura dell'aria, °C | Umidità relativa, % | Velocità dell'aria, m/s | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| ottimale | accettabile | ottimale | consentito, massimo | ottimale, massimo | consentito, massimo | |
| Per la stagione fredda | ||||||
| Soggiorno | 20÷22 | 18÷24 (20÷24) | 45÷30 | 60 | 0.15 | 0.2 |
| Lo stesso, ma per i soggiorni in regioni con temperature minime da - 31 ° C e inferiori | 21÷23 | 20÷24 (22÷24) | 45÷30 | 60 | 0.15 | 0.2 |
| Cucina | 19÷21 | 18÷26 | N/N | N/N | 0.15 | 0.2 |
| Toilette | 19÷21 | 18÷26 | N/N | N/N | 0.15 | 0.2 |
| Bagno, WC combinato | 24÷26 | 18÷26 | N/N | N/N | 0.15 | 0.2 |
| Strutture per sessioni ricreative e di studio | 20÷22 | 18÷24 | 45÷30 | 60 | 0.15 | 0.2 |
| Corridoio tra appartamenti | 18÷20 | 16÷22 | 45÷30 | 60 | N/N | N/N |
| Atrio, scala | 16÷18 | 14÷20 | N/N | N/N | N/N | N/N |
| Magazzini | 16÷18 | 12÷22 | N/N | N/N | N/N | N/N |
| Per la stagione calda (Standard solo per locali residenziali. Per gli altri - non standardizzato) | ||||||
| Soggiorno | 22÷25 | 20÷28 | 60÷30 | 65 | 0.2 | 0.3 |
- Il secondo è la compensazione delle perdite di calore attraverso gli elementi strutturali dell'edificio.
Il “nemico” più importante del sistema di riscaldamento è la perdita di calore attraverso le strutture dell’edificio
Purtroppo, la perdita di calore è il “rivale” più serio di qualsiasi sistema di riscaldamento. Possono essere ridotti a un certo minimo, ma anche con l'isolamento termico della massima qualità non è ancora possibile eliminarli completamente. Le perdite di energia termica si verificano in tutte le direzioni: la loro distribuzione approssimativa è mostrata nella tabella:
| Elemento strutturale dell'edificio | Valore approssimativo della perdita di calore |
|---|---|
| Fondazioni, pavimenti al piano terra o sopra locali seminterrati non riscaldati | dal 5 al 10% |
| “Ponti freddi” dovuti a giunti scarsamente isolati strutture edilizie | dal 5 al 10% |
| Posizioni di input comunicazioni ingegneristiche(fognature, approvvigionamento idrico, tubi del gas, cavi elettrici, ecc.) | fino a 5% |
| Pareti esterne, a seconda del grado di isolamento | dal 20 al 30% |
| Finestre e porte esterne di scarsa qualità | circa 20÷25%, di cui circa 10% - attraverso giunti non sigillati tra le scatole e la parete e per effetto della ventilazione |
| Tetto | fino a 20% |
| Ventilazione e camino | fino al 25 ÷ 30% |
Naturalmente, per far fronte a tali compiti, l'impianto di riscaldamento deve avere una certa potenza termica, e tale potenzialità deve non solo soddisfare il fabbisogno generale dell'edificio (appartamento), ma anche essere correttamente distribuita tra gli ambienti, nel rispetto della loro zona e una serie di altri fattori importanti.
Di solito il calcolo viene effettuato nella direzione “dal piccolo al grande”. In poche parole, per ogni stanza riscaldata viene calcolata la quantità richiesta di energia termica, i valori ottenuti vengono sommati, viene aggiunto circa il 10% della riserva (in modo che l'apparecchiatura non funzioni al limite delle sue capacità) - e il risultato mostrerà quanta potenza è necessaria alla caldaia di riscaldamento. E i valoriper ogni stanza diventeranno il punto di partenza per calcolare il numero richiesto di radiatori.
Il metodo più semplice e più utilizzato in ambito non professionale è quello di adottare una norma di 100 W di energia termica per ogni metro quadro la zona:
Il modo più primitivo di calcolo è il rapporto di 100 W/m²
Q = S×100
Q– potenza termica necessaria per l'ambiente;
S– superficie della stanza (m²);
100 — densità di potenza per unità di superficie (W/m²).
Ad esempio, una stanza 3,2 × 5,5 m
S= 3,2 × 5,5 = 17,6 mq
Q= 17,6 × 100 = 1760 W ≈ 1,8 kW
Il metodo è ovviamente molto semplice, ma molto imperfetto. Vale la pena ricordare subito che è applicabile in modo condizionale solo quando altezza standard soffitti - circa 2,7 m (accettabile - nell'intervallo da 2,5 a 3,0 m). Da questo punto di vista il calcolo sarà più accurato non dall'area, ma dal volume della stanza.
È chiaro che in questo caso la densità di potenza viene calcolata a metro cubo. Si assume pari a 41 W/m³ per il cemento armato casa a pannelli, oppure 34 W/m³ - in muratura o in altri materiali.
Q = S × H× 41 (o 34)
H– altezza del soffitto (m);
41 O 34 – potenza specifica per unità di volume (W/m³).
Ad esempio, la stessa stanza, in una casa a pannelli, con un'altezza del soffitto di 3,2 m:
Q= 17,6 × 3,2 × 41 = 2309 W ≈ 2,3 kW
Il risultato è più accurato, poiché tiene già conto non solo di tutte le dimensioni lineari della stanza, ma anche, in una certa misura, delle caratteristiche delle pareti.
Ma è ancora lontano dalla reale precisione: molte sfumature sono "fuori parentesi". Come eseguire calcoli più vicini alle condizioni reali si trova nella sezione successiva della pubblicazione.
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Effettuare i calcoli della potenza termica richiesta tenendo conto delle caratteristiche dei locali
Gli algoritmi di calcolo sopra discussi possono essere utili per una “stima” iniziale, ma è opportuno affidarsi comunque completamente ad essi con molta cautela. Anche a una persona che non capisce nulla di ingegneria del riscaldamento degli edifici, i valori medi indicati possono certamente sembrare dubbi: non possono essere uguali, ad esempio, per il territorio di Krasnodar e per la regione di Arkhangelsk. Inoltre la stanza è diversa: una si trova all'angolo della casa, cioè ne ha due pareti esterne ki, e l'altro è protetto dalla perdita di calore da altre stanze su tre lati. Inoltre la stanza può avere una o più finestre, sia piccole che molto grandi, a volte anche panoramiche. E le finestre stesse possono differire nel materiale di fabbricazione e in altre caratteristiche di design. E questo è tutt'altro lista completa– è solo che tali caratteristiche sono visibili anche a occhio nudo.
In una parola, ci sono molte sfumature che influenzano la perdita di calore di ogni stanza specifica, ed è meglio non essere pigri, ma effettuare un calcolo più approfondito. Credimi, utilizzando il metodo proposto nell'articolo, non sarà così difficile.
Principi generali e formula di calcolo
I calcoli si baseranno sullo stesso rapporto: 100 W per 1 metro quadrato. Ma la formula stessa è “ricoperta” da un numero considerevole di vari fattori di correzione.
Q = (S × 100) × a × b× c × d × e × f × g × h × i × j × k × l × m
Le lettere latine che denotano i coefficienti sono prese in modo del tutto arbitrario, in ordine alfabetico, e non hanno alcuna relazione con alcuna quantità normalmente accettata in fisica. Il significato di ciascun coefficiente verrà discusso separatamente.
- “a” è un coefficiente che tiene conto del numero di pareti esterne in una particolare stanza.
Ovviamente, più pareti esterne ci sono in una stanza, maggiore è l'area attraverso la quale perdite di calore. Inoltre, la presenza di due o più muri esterni significa anche angoli, luoghi estremamente vulnerabili dal punto di vista della formazione di “ponti freddi”. Il coefficiente “a” verrà corretto per questa caratteristica specifica della stanza.
Il coefficiente è considerato pari a:
— pareti esterne NO(interno): a = 0,8;
- muro esterno uno: un = 1,0;
— pareti esterne due: a = 1,2;
— pareti esterne tre: un = 1,4.
- “b” è un coefficiente che tiene conto della posizione delle pareti esterne della stanza rispetto alle direzioni cardinali.
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Anche nelle giornate invernali più fredde energia solare ha ancora un impatto sull’equilibrio della temperatura nell’edificio. È del tutto naturale che il lato della casa rivolto a sud riceva un po' di calore dai raggi del sole e che la perdita di calore attraverso di esso sia inferiore.
Ma i muri e le finestre rivolte a nord “non vedono mai” il sole. confine orientale in casa, pur “catturando” i raggi del sole mattutino, non ne riceve comunque alcun riscaldamento efficace.
Sulla base di ciò, introduciamo il coefficiente “b”:
- le pareti esterne della stanza sono rivolte Nord O Est: b = 1,1;
- le pareti esterne della stanza siano orientate verso Sud O ovest: b = 1,0.
- “c” è un coefficiente che tiene conto della posizione della stanza rispetto alla “rosa dei venti” invernale
Forse questa modifica non è così obbligatoria per le case situate in zone protette dai venti. Ma a volte i venti invernali dominanti possono apportare i loro “duri aggiustamenti” all’equilibrio termico di un edificio. Naturalmente il lato sopravvento, cioè “esposto” al vento, perderà decisamente più corpo rispetto al lato opposto, sottovento.
Sulla base dei risultati delle osservazioni meteorologiche a lungo termine in qualsiasi regione, viene compilata la cosiddetta "rosa dei venti" - diagramma grafico, che mostra le direzioni del vento prevalenti in inverno e estate dell'anno. Queste informazioni possono essere ottenute dal servizio meteorologico locale. Tuttavia, molti residenti stessi, senza meteorologi, sanno molto bene dove soffiano prevalentemente i venti in inverno e da quale lato della casa di solito spazzano i cumuli di neve più profondi.
Se desideri effettuare calcoli con maggiore precisione, puoi includere nella formula il fattore di correzione “c”, assumendolo pari a:
- lato sopravvento della casa: c = 1,2;
- pareti sottovento della casa: c = 1,0;
- pareti posizionate parallelamente alla direzione del vento: c = 1,1.
- “d” è un fattore di correzione che tiene conto delle condizioni climatiche della regione in cui è stata costruita la casa
Naturalmente, la quantità di perdita di calore attraverso tutte le strutture dell'edificio dipenderà in larga misura dal livello delle temperature invernali. È abbastanza chiaro che durante l'inverno le indicazioni del termometro “danzano” in un certo intervallo, ma per ogni regione esiste un indicatore medio delle temperature più basse caratteristiche dei cinque giorni più freddi dell'anno (di solito questo è tipico di gennaio ). Ad esempio, di seguito è riportato un diagramma della mappa del territorio della Russia, sul quale sono mostrati i valori approssimativi a colori.
Di solito questo valore è facile da chiarire nel servizio meteorologico regionale, ma in linea di principio puoi fare affidamento sulle tue osservazioni.
Quindi, il coefficiente “d”, che tiene conto delle caratteristiche climatiche della regione, per i nostri calcoli è considerato pari a:
— da – 35 °C e inferiori: d = 1,5;
— da – 30 °С a – 34 °С: d = 1,3;
— da – 25 °С a – 29 °С: d = 1,2;
— da – 20 °С a – 24 °С: d = 1,1;
— da – 15 °С a – 19 °С: d = 1,0;
— da – 10 °С a – 14 °С: d = 0,9;
- non più freddo - 10 °C: d = 0,7.
- “e” è un coefficiente che tiene conto del grado di isolamento delle pareti esterne.
Il valore totale delle dispersioni termiche di un edificio è direttamente correlato al grado di isolamento di tutte le strutture edilizie. Uno dei "leader" nella perdita di calore sono i muri. Pertanto, il valore della potenza termica necessaria per mantenere condizioni di vita confortevoli in una stanza dipende dalla qualità del suo isolamento termico.
Il valore del coefficiente per i nostri calcoli può essere assunto come segue:
— le pareti esterne non sono isolate: e = 1,27;
- grado di isolamento medio - pareti composte da due mattoni o il loro isolamento termico superficiale è dotato di altri materiali isolanti: e = 1,0;
— l'isolamento è stato effettuato con alta qualità, sulla base di calcoli di ingegneria termica: e = 0,85.
Di seguito, nel corso di questa pubblicazione, verranno fornite raccomandazioni su come determinare il grado di isolamento delle pareti e di altre strutture edilizie.
- coefficiente "f" - correzione per l'altezza del soffitto
I soffitti, soprattutto nelle case private, possono avere altezze diverse. Pertanto, anche la potenza termica per riscaldare una particolare stanza della stessa area differirà in questo parametro.
Non sarebbe un grosso errore accettare i seguenti valori per il fattore di correzione “f”:
— altezze del soffitto fino a 2,7 m: f = 1,0;
— altezza del flusso da 2,8 a 3,0 m: f = 1,05;
- altezze del soffitto da 3,1 a 3,5 m: f = 1,1;
— altezze del soffitto da 3,6 a 4,0 m: f = 1,15;
- altezza del soffitto superiore a 4,1 m: f = 1,2.
- « g" è un coefficiente che tiene conto della tipologia del pavimento o del locale posto sotto il soffitto.
Come mostrato sopra, il pavimento è una delle principali fonti di perdita di calore. Ciò significa che è necessario apportare alcune modifiche per tenere conto di questa caratteristica di una particolare stanza. Il fattore di correzione “g” può essere assunto pari a:
- pavimento freddo al suolo o sopra un locale non riscaldato (ad esempio un seminterrato o un seminterrato): G= 1,4 ;
- pavimento coibentato al suolo o sopra un locale non riscaldato: G= 1,2 ;
— la stanza riscaldata si trova qui sotto: G= 1,0 .
- « h" è un coefficiente che tiene conto della tipologia del locale posto sopra.
L'aria riscaldata dall'impianto di riscaldamento sale sempre e, se il soffitto della stanza è freddo, è inevitabile una maggiore perdita di calore, che richiederà un aumento della potenza di riscaldamento richiesta. Introduciamo il coefficiente “h”, che tiene conto di questa caratteristica della stanza calcolata:
— il sottotetto “freddo” si trova in alto: H = 1,0 ;
— sopra è presente una soffitta coibentata o un altro locale coibentato: H = 0,9 ;
— l'eventuale locale riscaldato si trova in alto: H = 0,8 .
- « i" - coefficiente che tiene conto delle caratteristiche di progettazione delle finestre
Le finestre sono una delle “vie principali” per il flusso di calore. Naturalmente, molto in questa materia dipende dalla qualità del progettazione di finestre. I vecchi telai in legno, che in precedenza erano universalmente installati in tutte le case, sono significativamente inferiori in termini di isolamento termico ai moderni sistemi multicamera con finestre a doppi vetri.
Senza parole è chiaro che le qualità di isolamento termico di queste finestre differiscono in modo significativo
Ma non esiste una completa uniformità tra le finestre PVH. Ad esempio, una finestra con doppi vetri a due camere (con tre vetri) sarà molto più “calda” di una a camera singola.
Ciò significa che è necessario inserire un determinato coefficiente “i”, tenendo conto del tipo di finestre installate nella stanza:
- standard finestre in legno con doppi vetri convenzionali: io = 1,27 ;
- moderni sistemi di finestre con finestre a doppio vetro a camera singola: io = 1,0 ;
— moderni sistemi di finestre con finestre a doppi vetri a due o tre camere, comprese quelle con riempimento ad argon: io = 0,85 .
- « j" - fattore di correzione per la superficie vetrata totale della stanza
Non importa quanto siano di alta qualità le finestre, non sarà comunque possibile evitare completamente la perdita di calore attraverso di esse. Ma è chiaro che non è possibile paragonare una piccola finestra vetrata panoramica quasi tutta la parete.
Per prima cosa devi trovare il rapporto tra le aree di tutte le finestre della stanza e la stanza stessa:
x = ∑SOK /SP
∑ SOK– superficie totale delle finestre nella stanza;
SP– zona della stanza.
A seconda del valore ottenuto, viene determinato il fattore di correzione “j”:
— x = 0 ÷ 0,1 →J = 0,8 ;
— x = 0,11 ÷ 0,2 →J = 0,9 ;
— x = 0,21 ÷ 0,3 →J = 1,0 ;
— x = 0,31 ÷ 0,4 →J = 1,1 ;
— x = 0,41 ÷ 0,5 →J = 1,2 ;
- « k" - coefficiente che corregge la presenza di una porta d'ingresso
Una porta sulla strada o su un balcone non riscaldato è sempre un'ulteriore “scappatoia” per il freddo
Una porta sulla strada o su un balcone aperto può apportare modifiche all'equilibrio termico della stanza: ogni apertura è accompagnata dalla penetrazione di un volume considerevole di aria fredda nella stanza. Pertanto, ha senso tener conto della sua presenza - per questo introduciamo il coefficiente "k", che prendiamo uguale a:
- nessuna porta: K = 1,0 ;
- una porta sulla strada o sul balcone: K = 1,3 ;
- due porte sulla strada o sul balcone: K = 1,7 .
- « l" - eventuali modifiche allo schema di collegamento dei radiatori del riscaldamento
Forse ad alcuni questo può sembrare un dettaglio insignificante, ma perché non tenere immediatamente in considerazione lo schema di collegamento previsto per i radiatori del riscaldamento. Il fatto è che il loro trasferimento di calore, e quindi la loro partecipazione al mantenimento di un certo equilibrio di temperatura nella stanza, cambia notevolmente quando tipi diversi inserimento delle tubazioni di mandata e ritorno.
| Illustrazione | Tipo di inserto per radiatore | Il valore del coefficiente "l" |
|---|---|---|
 | Collegamento diagonale: mandata dall'alto, ritorno dal basso | l = 1,0 |
 | Collegamento da un lato: mandata dall'alto, ritorno dal basso | l = 1,03 |
 | Collegamento a due vie: sia mandata che ritorno dal basso | l = 1,13 |
 | Collegamento diagonale: mandata dal basso, ritorno dall'alto | l = 1,25 |
 | Collegamento da un lato: mandata dal basso, ritorno dall'alto | l = 1,28 |
 | Collegamento unidirezionale, sia mandata che ritorno dal basso | l = 1,28 |
- « m" - fattore di correzione per le peculiarità del luogo di installazione dei radiatori per riscaldamento
E infine l'ultimo coefficiente, legato anche alle peculiarità del collegamento dei radiatori per il riscaldamento. Probabilmente è chiaro che se la batteria è installata aperta e non è bloccata da nulla dall'alto o dalla parte anteriore, garantirà il massimo trasferimento di calore. Tuttavia, tale installazione non è sempre possibile: molto spesso i radiatori sono parzialmente nascosti dai davanzali delle finestre. Sono possibili anche altre opzioni. Inoltre, alcuni proprietari, cercando di inserire elementi riscaldanti nell'insieme interno creato, li nascondono completamente o parzialmente con schermi decorativi - anche questo influisce in modo significativo sulla potenza termica.
Se ci sono alcuni "schemi" su come e dove verranno montati i radiatori, questo può essere preso in considerazione anche quando si effettuano i calcoli introducendo uno speciale coefficiente "m":
| Illustrazione | Caratteristiche dell'installazione dei radiatori | Il valore del coefficiente "m" |
|---|---|---|
| Il radiatore si trova apertamente sulla parete o non è coperto dal davanzale della finestra | m = 0,9 | |
| Il radiatore è coperto dall'alto con un davanzale o una mensola | m = 1,0 | |
| Il radiatore è coperto dall'alto da una nicchia sporgente nel muro | m = 1,07 | |
| Il radiatore è coperto dall'alto da un davanzale (nicchia) e dalla parte anteriore da uno schermo decorativo | m = 1,12 | |
| Il radiatore è completamente racchiuso in un involucro decorativo | m = 1,2 |
Quindi la formula di calcolo è chiara. Sicuramente, alcuni lettori si prenderanno immediatamente la testa: dicono, è troppo complicato e ingombrante. Tuttavia, se si affronta la questione in modo sistematico e ordinato, non vi è traccia di complessità.
Ogni buon proprietario di casa deve avere una pianta grafica dettagliata dei suoi “beni” con le dimensioni indicate, e solitamente orientata secondo i punti cardinali. Le caratteristiche climatiche della regione sono facili da chiarire. Non resta che percorrere tutte le stanze con un metro a nastro e chiarire alcune sfumature per ogni stanza. Caratteristiche dell'abitazione: “vicinanza verticale” sopra e sotto, posizione porte d'ingresso, lo schema di installazione proposto o già esistente per il riscaldamento dei radiatori - nessuno tranne i proprietari lo sa meglio.
Si consiglia di creare subito un foglio di lavoro dove inserire tutti i dati necessari per ogni stanza. In esso verrà inserito anche il risultato dei calcoli. Bene, i calcoli stessi saranno aiutati dalla calcolatrice integrata, che contiene già tutti i coefficienti e i rapporti sopra menzionati.
Se non è stato possibile ottenere alcuni dati, ovviamente non è possibile tenerne conto, ma in questo caso la calcolatrice “per impostazione predefinita” calcolerà il risultato tenendo conto del minimo condizioni favorevoli.
Può essere visto con un esempio. Abbiamo un piano casa (preso in modo del tutto arbitrario).
Una regione con temperature minime che vanno dai -20 ÷ 25 °C. Predominanza dei venti invernali = nord-est. La casa è a un piano, con mansarda coibentata. Pavimenti a terra coibentati. È stata scelta la connessione diagonale ottimale dei radiatori che verranno installati sotto i davanzali delle finestre.
Creiamo una tabella simile a questa:
| La stanza, la sua area, l'altezza del soffitto. Isolamento del pavimento e “vicinato” sopra e sotto | Il numero delle mura esterne e la loro posizione principale rispetto ai punti cardinali e alla “rosa dei venti”. Grado di isolamento delle pareti | Numero, tipo e dimensione delle finestre | Disponibilità di porte d'ingresso (su strada o sul balcone) | Potenza termica richiesta (inclusa riserva 10%) |
|---|---|---|---|---|
| Superficie 78,5 mq | 10,87 kW ≈ 11 kW | |||
| 1. Corridoio. 3,18 mq. Soffitto 2,8 m. Pavimento posato a terra. Sopra c'è una soffitta isolata. | Uno, Sud, grado di isolamento medio. Lato sottovento | NO | Uno | 0,52 kW |
| 2. Sala. 6,2 mq. Soffitto 2,9 m. Pavimento coibentato al piano terra. Sopra - soffitta isolata | NO | NO | NO | 0,62 kW |
| 3. Cucina-sala da pranzo. 14,9 mq. Soffitto 2,9 m. Pavimento ben isolato a terra. Al piano superiore - soffitta coibentata | Due. Sud, ovest. Grado medio di isolamento. Lato sottovento | Due, finestra con doppio vetro a camera singola, 1200×900 mm | NO | 2,22 kW |
| 4. Stanza dei bambini. 18,3 mq. Soffitto 2,8 m. Pavimento ben isolato a terra. Sopra - soffitta isolata | Due, Nord-Ovest. Elevato grado di isolamento. Sopravvento | Due finestre con doppi vetri, 1400×1000 mm | NO | 2,6 kW |
| 5. Camera da letto. 13,8 mq. Soffitto 2,8 m. Pavimento ben isolato a terra. Sopra - soffitta isolata | Due, Nord, Est. Elevato grado di isolamento. Lato sopravvento | Finestra singola, doppio vetro, 1400×1000 mm | NO | 1,73 kW |
| 6. Soggiorno. 18,0 mq. Soffitto 2,8 m. Pavimento ben isolato. Sopra c'è una soffitta isolata | Due, Est, Sud. Elevato grado di isolamento. Parallelo alla direzione del vento | Quattro finestre con doppi vetri, 1500×1200 mm | NO | 2,59kW |
| 7. Bagno combinato. 4,12 mq. Soffitto 2,8 m. Pavimento ben isolato. Sopra c'è una soffitta isolata. | Uno, Nord. Elevato grado di isolamento. Lato sopravvento | Uno. Cornice di legno con doppi vetri. 400×500 mm | NO | 0,59 kW |
| TOTALE: |
Successivamente, utilizzando la calcolatrice qui sotto, effettuiamo i calcoli per ogni camera (tenendo già conto della riserva del 10%). Non ci vorrà molto tempo utilizzando l'app consigliata. Dopodiché non resta che riassumere i valori ottenuti per ciascuna stanza: questa sarà la potenza totale richiesta dell'impianto di riscaldamento.
Il risultato per ogni stanza, tra l'altro, ti aiuterà a scegliere il numero giusto di radiatori per il riscaldamento: resta solo da dividere per la potenza termica specifica di una sezione e arrotondare per eccesso.
Quando si progettano sistemi di riscaldamento per tutti i tipi di edifici, è necessario eseguire i calcoli corretti e quindi sviluppare uno schema del circuito di riscaldamento competente. In questa fase Attenzione speciale occorre prestare attenzione al calcolo del carico di riscaldamento. Per risolvere questo problema è importante utilizzare Un approccio complesso e tenere conto di tutti i fattori che influenzano il funzionamento del sistema.
- Le caratteristiche termiche dell'edificio sono 0,49 W/m³*C.
- Coefficiente chiarificatore - 1.
- La temperatura ottimale all'interno dell'edificio è di 22 gradi.
- Parametri ottimali di temperatura negli ambienti.
- La superficie totale dell'edificio.
- Temperatura dell'aria esterna.
- L'area e lo spessore delle pareti è di 290 m² e 0,4 m.
- L'edificio dispone di finestre (doppi vetri con argon) - 45 m² (R = 0,76 m²*C/O).
- Le pareti sono realizzate in mattoni pieni - λ=0,56.
- L'edificio è stato isolato con polistirene espanso - d = 110 mm, λ = 0,036.
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Importanza dei parametri
Utilizzando l'indicatore del carico termico, puoi scoprire la quantità di energia termica necessaria per riscaldare una stanza specifica, nonché l'edificio nel suo insieme. La variabile principale qui è il potere di tutto apparecchiature di riscaldamento, che è previsto per essere utilizzato nel sistema. Inoltre, è necessario tenere conto della perdita di calore della casa.
La situazione ideale sembra essere quella in cui la potenza del circuito di riscaldamento consente non solo di eliminare tutte le perdite di energia termica dall'edificio, ma anche di garantire condizioni abitative confortevoli. Per calcolare correttamente il carico termico specifico, è necessario tenere conto di tutti i fattori che influenzano questo parametro:
Solo tenendo conto di questi fattori è possibile determinare la modalità operativa ottimale dell'impianto di riscaldamento. L'unità di misura dell'indicatore può essere Gcal/ora oppure kW/ora.
calcolo del carico di riscaldamento
Selezione di un metodo
Prima di iniziare a calcolare il carico di riscaldamento utilizzando indicatori aggregati, è necessario decidere le condizioni di temperatura consigliate per un edificio residenziale. Per fare ciò, dovrai fare riferimento a SanPiN 2.1.2.2645−10. Sulla base dei dati specificati nel presente documento normativo, è necessario garantire le modalità operative del sistema di riscaldamento per ciascuna stanza.
Metodi utilizzati oggi per eseguire i calcoli del carico orario sistema di riscaldamento consentono di ottenere risultati con diversi gradi di accuratezza. In alcune situazioni potrebbero essere necessari calcoli complessi per ridurre al minimo l'errore.
Se nella progettazione di un impianto di riscaldamento l’ottimizzazione dei costi energetici non è una priorità si possono utilizzare metodi meno precisi.
Calcolo del carico termico e progettazione degli impianti di riscaldamento Audytor OZC + Audytor C.O.
Modi semplici
Qualsiasi metodo per calcolare il carico termico consente di selezionare parametri ottimali sistemi di riscaldamento. Questo indicatore aiuta anche a determinare la necessità di interventi per migliorare l'isolamento termico di un edificio. Oggi vengono utilizzati due metodi abbastanza semplici per calcolare il carico termico.
A seconda della zona
Se tutte le stanze dell'edificio hanno dimensioni standard e un buon isolamento termico, è possibile utilizzare il metodo di calcolo potenza richiesta apparecchiature di riscaldamento a seconda della zona. In questo caso si dovrebbe produrre 1 kW di energia termica ogni 10 m2 di locale. Quindi il risultato deve essere moltiplicato per il fattore di correzione della zona climatica.
Questo è il metodo di calcolo più semplice, ma presenta un grave inconveniente: l'errore è molto elevato. Durante i calcoli viene presa in considerazione solo la regione climatica. Tuttavia, molti fattori influenzano l’efficienza di un sistema di riscaldamento. Pertanto questa tecnica non è consigliata nella pratica.
Calcoli aggregati
Applicando la metodologia per il calcolo del calore utilizzando indicatori aggregati, l'errore di calcolo sarà inferiore. Questo metodo veniva spesso utilizzato inizialmente per determinare il carico termico in situazioni in cui i parametri esatti della struttura erano sconosciuti. Per determinare il parametro, viene utilizzata la formula di calcolo:
Qot = q0*a*Vn*(tin - tnro),
dove q0 è specifico prestazione termica edifici;
a - fattore di correzione;
Vн - volume esterno dell'edificio;
tin, tnro - valori di temperatura all'interno della casa e all'esterno.
Come esempio di calcolo dei carichi termici utilizzando indicatori aggregati, è possibile calcolare l'indicatore massimo per il sistema di riscaldamento di un edificio lungo le pareti esterne di 490 m 2. L'edificio a due piani con una superficie totale di 170 m2 si trova a San Pietroburgo.
Per prima cosa devi usare documento normativo installa tutto dati di input richiesti per il calcolo:
Supponendo che la temperatura minima in inverno sarà di -15 gradi, possiamo sostituire tutti i valori noti nella formula - Q = 0,49 * 1 * 490 (22 + 15) = 8,883 kW. Usando di più tecnica semplice calcolo linea di base carico termico, il risultato sarebbe più alto - Q =17*1=17 kW/ora. In cui Il metodo ampliato di calcolo dell'indicatore di carico tiene conto di molti più fattori:
Inoltre, questa tecnica consente di calcolare con un errore minimo la potenza di ciascun radiatore installato in una stanza separata. Il suo unico inconveniente è l'impossibilità di calcolare la perdita di calore di un edificio.
Calcolo dei carichi termici, Barnaul
Tecnica complessa
Poiché anche con il calcolo integrato l'errore risulta essere piuttosto elevato, è necessario utilizzare un metodo più complesso per determinare il parametro di carico sull'impianto di riscaldamento. Affinché i risultati siano quanto più accurati possibile, è necessario tenere conto delle caratteristiche della casa. Tra questi, il più importante è la resistenza al trasferimento di calore ® dei materiali utilizzati per realizzare ogni elemento dell'edificio: il pavimento, le pareti e anche il soffitto.
Questo valore è inversamente correlato alla conduttività termica (λ), che mostra la capacità dei materiali di trasferire energia termica. È abbastanza ovvio che maggiore è la conduttività termica, più attivamente la casa perderà energia termica. Poiché questo spessore del materiale (d) non viene preso in considerazione nella conduttività termica, è necessario prima calcolare la resistenza al trasferimento di calore utilizzando una semplice formula - R=d/λ.
Il metodo in esame si compone di due fasi. Innanzitutto, la perdita di calore viene calcolata da aperture delle finestre e pareti esterne, e poi - sulla ventilazione. Ad esempio, possiamo prendere le seguenti caratteristiche strutturali:
Sulla base dei dati di input, è possibile determinare l'indicatore di resistenza alla trasmissione della parete - R=0,4/0,56= 0,71 m²*C/W. Quindi viene determinato un indicatore di isolamento simile: R=0,11/0,036= 3,05 m²*C/W. Questi dati ci permettono di determinare il seguente indicatore: R totale = 0,71 + 3,05 = 3,76 m²*C/W.
La perdita di calore effettiva dalle pareti sarà - (1/3,76)*245+(1/0,76)*45= 125,15 W. I parametri di temperatura sono rimasti invariati rispetto al calcolo ampliato. I calcoli successivi vengono eseguiti secondo la formula: 125,15*(22+15)= 4,63 kW/ora.
Calcolo della potenza termica degli impianti di riscaldamento
Nella seconda fase, viene calcolata la perdita di calore sistema di ventilazione. È noto che il volume della casa è di 490 m³ e la densità dell'aria è di 1,24 kg/m³. Questo ci permette di scoprire la sua massa: 608 kg. Durante la giornata l'aria nella stanza viene rinnovata in media 5 volte. Successivamente è possibile calcolare la perdita di calore del sistema di ventilazione - (490*45*5)/24= 4593 kJ, che corrisponde a 1,27 kW/ora. Resta da determinare le perdite di calore totali dell'edificio sommando i risultati disponibili: 4,63+1,27=5,9 kW/ora.
SU stato iniziale viene eseguita la progettazione del sistema di fornitura di calore per qualsiasi oggetto immobiliare struttura riscaldante e relativi calcoli. È imperativo calcolare i carichi termici per scoprire i volumi di carburante e il consumo di calore necessari per riscaldare l'edificio. Questi dati sono necessari per decidere sull'acquisto di moderne apparecchiature di riscaldamento.
Carichi termici degli impianti di riscaldamento
Concetto carico termico determina la quantità di calore emesso dai dispositivi di riscaldamento installati in un edificio residenziale o altra struttura. Prima di installare l'apparecchiatura, questo calcolo viene eseguito al fine di evitare costi finanziari inutili e altri problemi che potrebbero sorgere durante il funzionamento dell'impianto di riscaldamento.
Conoscendo i parametri operativi di base della progettazione della fornitura di calore, è possibile organizzare il funzionamento efficiente dei dispositivi di riscaldamento. Il calcolo contribuisce all'attuazione dei compiti che devono affrontare il sistema di riscaldamento e alla conformità dei suoi elementi con gli standard e i requisiti prescritti in SNiP.
Nel calcolare il carico di riscaldamento, anche il minimo errore può portare a grossi problemi, poiché sulla base dei dati ricevuti, il dipartimento locale per l'edilizia abitativa e i servizi comunali approva i limiti e altri parametri di spesa, che diventeranno la base per determinare il costo dei servizi.
Valore complessivo Il carico termico su un moderno sistema di riscaldamento comprende diversi parametri principali:
- carico sulla struttura di fornitura del riscaldamento;
- il carico sul sistema di riscaldamento a pavimento, se si prevede di installarlo in casa;
- carico sul sistema di ventilazione naturale e/o forzata;
- carico sul sistema di fornitura di acqua calda;
- carico associato a varie esigenze tecnologiche.
Caratteristiche dell'oggetto per il calcolo dei carichi termici
Il carico termico per il riscaldamento calcolato correttamente può essere determinato a condizione che nel processo di calcolo venga preso in considerazione assolutamente tutto, anche le più piccole sfumature.
L'elenco delle parti e dei parametri è piuttosto ampio:
- destinazione e tipologia dell'immobile. Per effettuare il calcolo è importante sapere quale edificio verrà riscaldato: un edificio residenziale o non residenziale, un appartamento (leggi anche: " "). Il tipo di edificio determina il tasso di carico determinato dalle società che forniscono calore e, di conseguenza, i costi di fornitura del calore;
- caratteristiche architettoniche . Le dimensioni delle recinzioni esterne come muri, coperture, pavimentazione e dimensioni delle aperture di finestre, porte e balconi. Sono considerati importanti il numero dei piani di un edificio, nonché la presenza di scantinati, solai e le loro caratteristiche intrinseche;
- norma regime di temperatura per ogni stanza della casa. Ciò implica una temperatura per il soggiorno confortevole delle persone in un soggiorno o in un'area di un edificio amministrativo (leggi: " ");
- caratteristiche di progettazione delle recinzioni esterne, compreso lo spessore e la tipologia dei materiali da costruzione, la presenza di uno strato di isolamento termico e i prodotti utilizzati per questo;
- scopo dei locali. Questa caratteristica è particolarmente importante per edifici industriali, in cui per ciascuna officina o area è necessario creare determinate condizioni relative alla fornitura di condizioni di temperatura;
- la presenza di locali speciali e le loro caratteristiche. Ciò vale ad esempio per piscine, serre, bagni, ecc.;
- grado di mantenimento. Disponibilità/assenza di fornitura di acqua calda, riscaldamento centralizzato, impianti di condizionamento e altro;
- numero di punti per la raccolta del liquido refrigerante riscaldato. Quanto più sono, tanto maggiore è il carico termico esercitato sull'intera struttura riscaldante;
- numero di persone presenti nell'edificio o che vivono nella casa. L'umidità e la temperatura, che vengono prese in considerazione nella formula per il calcolo del carico termico, dipendono direttamente da questo valore;
- altre caratteristiche dell'oggetto. Se si tratta di un edificio industriale, potrebbe essere il numero di giorni lavorativi durante l'anno solare, il numero di lavoratori per turno. Per una casa privata, tengono conto di quante persone ci vivono, quante stanze, bagni, ecc.
Calcolo dei carichi termici
Il calcolo del carico termico dell'edificio relativo al riscaldamento viene effettuato nella fase di progettazione di un oggetto immobiliare a qualsiasi destinazione. Ciò è necessario per evitare spese inutili e scegliere la giusta attrezzatura di riscaldamento.
Quando si eseguono calcoli, vengono prese in considerazione norme e standard, nonché GOST, TKP, BNS.
Nel determinare il valore della potenza termica vengono presi in considerazione una serie di fattori:
Il calcolo dei carichi termici di un edificio con un certo margine è necessario per evitare spese finanziarie inutili in futuro.
La necessità di tali azioni è molto importante quando si organizza la fornitura di calore casetta di campagna. In una proprietà del genere, l'installazione di apparecchiature aggiuntive e di altri elementi della struttura di riscaldamento sarà incredibilmente costosa.
Caratteristiche del calcolo dei carichi termici
I valori calcolati della temperatura e dell'umidità interna e i coefficienti di trasferimento del calore possono essere trovati nella letteratura specializzata o da documentazione tecnica, forniti dai produttori ai loro prodotti, comprese le unità di riscaldamento.
La metodologia standard per calcolare il carico termico di un edificio per garantirne un riscaldamento efficiente prevede la determinazione sequenziale flusso massimo calore proveniente da dispositivi di riscaldamento (radiatori di riscaldamento), flusso massimo energia termica all'ora (leggi: " "). Inoltre è necessario sapere consumo totale potenza termica per un certo periodo di tempo, ad esempio durante la stagione di riscaldamento.
Il calcolo dei carichi termici, che tiene conto della superficie dei dispositivi coinvolti nello scambio termico, viene utilizzato per diversi oggetti immobiliari. Questa opzione di calcolo consente di calcolare nel modo più corretto i parametri del sistema, che fornirà un riscaldamento efficace, nonché di effettuare un'ispezione energetica di case ed edifici. Questo è il modo ideale per determinare i parametri della fornitura di calore di emergenza a un impianto industriale, che comporta la riduzione della temperatura durante le ore non lavorative.
Metodi per il calcolo dei carichi termici
Oggi, i carichi termici vengono calcolati utilizzando diversi metodi principali, tra cui:
- calcolo della perdita di calore utilizzando indicatori aggregati;
- determinazione del trasferimento di calore dalle apparecchiature di riscaldamento e ventilazione installate nell'edificio;
- calcolo dei valori tenendo conto vari elementi strutture di recinzione, nonché ulteriori perdite associate al riscaldamento dell'aria.
Calcolo ampliato del carico termico
Un calcolo integrato del carico termico di un edificio viene utilizzato nei casi in cui non ci sono informazioni sufficienti sull'oggetto progettato o i dati richiesti non corrispondono alle caratteristiche effettive.
Per eseguire tali calcoli di riscaldamento, viene utilizzata una semplice formula:
Qmax da.=αхVхq0х(tв-tн.р.) x10-6, dove:
- α è un fattore correttivo che tiene conto delle caratteristiche climatiche della specifica regione in cui si sta costruendo l'edificio (applicato quando la temperatura di progetto differisce da 30 gradi sotto zero);
- q0- caratteristica specifica fornitura di riscaldamento, che viene selezionata in base alla temperatura della settimana più fredda dell'anno (la cosiddetta “settimana di cinque giorni”). Leggi anche: "Come viene calcolata la caratteristica di riscaldamento specifica di un edificio - teoria e pratica";
- V – volume esterno dell'edificio.
Sulla base dei dati di cui sopra, viene eseguito un calcolo più ampio del carico termico.
Tipi di carichi termici per i calcoli
Quando si effettuano i calcoli e si sceglie l'attrezzatura, vengono presi in considerazione diversi carichi termici:
- Carichi stagionali, avente le seguenti caratteristiche:
Sono caratterizzati da variazioni in funzione della temperatura dell'aria ambiente esterna;
- presenza di differenze nella quantità di consumo di energia termica in conformità con caratteristiche climatiche regione di ubicazione della casa;
- variazione del carico sull'impianto di riscaldamento in base all'ora del giorno. Poiché le recinzioni esterne hanno resistenza al calore, questo parametro è considerato insignificante;
- consumo di calore del sistema di ventilazione in base all'ora del giorno. - Carichi termici costanti. Nella maggior parte dei sistemi di riscaldamento e di fornitura di acqua calda vengono utilizzati durante tutto l'anno. Ad esempio, nella stagione calda, il consumo di energia termica rispetto a in inverno diminuzione di circa il 30-35%.
- Calore secco . Rappresenta la radiazione termica e lo scambio termico convettivo dovuto ad altri dispositivi simili. Questo parametro viene determinato utilizzando la temperatura di un termometro a secco. Dipende da molti fattori, tra cui finestre e porte, sistemi di ventilazione, apparecchiature varie e ricambio d'aria che avviene a causa della presenza di crepe nelle pareti e nei soffitti. Viene preso in considerazione anche il numero delle persone presenti nella stanza.
- Calore latente. Formato come risultato del processo di evaporazione e condensazione. La temperatura viene determinata utilizzando un termometro umido. In qualsiasi stanza per lo scopo previsto, il livello di umidità è influenzato da:
Il numero di persone presenti contemporaneamente nella stanza;
- disponibilità di attrezzature tecnologiche o di altro tipo;
- flussi di masse d'aria che penetrano attraverso fessure e fessure dell'involucro edilizio.
Regolatori di carico termico
Un insieme di moderni industriali e uso domestico include RTN (regolatori di carico termico). Questi dispositivi (vedi foto) sono progettati per mantenere la potenza dell'unità di riscaldamento a un certo livello e prevenire picchi e buchi durante il loro funzionamento.
RTN ti permette di risparmiare sulla bolletta del riscaldamento, poiché nella maggior parte dei casi esistono dei limiti e non possono essere superati. Ciò è particolarmente vero per le imprese industriali. Il fatto è che per il superamento del limite di carico termico vengono imposte delle sanzioni.
È abbastanza difficile realizzare autonomamente un progetto e calcolare il carico sui sistemi che forniscono riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria in un edificio, quindi questa fase di lavoro è solitamente affidata a specialisti. È vero, se lo desideri, puoi eseguire i calcoli da solo.
Gср - consumo medio acqua calda.
Calcolo completo del carico termico
Oltre alle soluzioni teoriche alle problematiche legate ai carichi termici, durante la progettazione vengono svolte una serie di attività pratiche. Le ispezioni termiche complete includono la termografia di tutte le strutture dell'edificio, inclusi pavimenti, pareti, porte e finestre. Grazie a questo lavoro è possibile determinare e registrare vari fattori, influenzando la perdita di calore di una casa o di un edificio industriale.
La diagnostica per immagini termiche mostra chiaramente quale sarà la reale differenza di temperatura quando una determinata quantità di calore passa attraverso un "quadrato" dell'area delle strutture che lo circondano. Anche la termografia aiuta a determinare
Grazie alle indagini termiche si ottengono i dati più affidabili relativi ai carichi termici e alle dispersioni di calore di uno specifico edificio in un determinato periodo di tempo. Le attività pratiche consentono di dimostrare chiaramente ciò che i calcoli teorici non possono mostrare: aree problematiche della struttura futura.
Da tutto quanto sopra possiamo concludere che i calcoli dei carichi termici per la fornitura di acqua calda, il riscaldamento e la ventilazione sono simili calcolo idraulico Gli impianti di riscaldamento sono molto importanti e vanno assolutamente completati prima di installare un impianto di riscaldamento nella propria abitazione o in una struttura adibita ad altri scopi. Se l'approccio al lavoro viene eseguito con competenza, sarà garantito un funzionamento senza problemi della struttura di riscaldamento e senza costi aggiuntivi.
Esempio video di calcolo del carico termico su un sistema di riscaldamento di un edificio:
L'argomento di questo articolo è la determinazione del carico termico per il riscaldamento e altri parametri da calcolare. Il materiale è rivolto principalmente ai proprietari di case private che sono lontani dall'ingegneria del riscaldamento e che necessitano delle formule e degli algoritmi più semplici possibili.
Quindi andiamo.
Il nostro compito è imparare a calcolare i parametri di riscaldamento di base.
Ridondanza e calcolo accurato
Vale la pena menzionare fin dall'inizio una sottigliezza dei calcoli: è quasi impossibile calcolare valori assolutamente accurati della perdita di calore attraverso il pavimento, il soffitto e le pareti, che devono essere compensati dal sistema di riscaldamento. Possiamo solo parlare di un grado o di un altro dell'affidabilità delle stime.
Il motivo è che la perdita di calore è influenzata da troppi fattori:
- Resistenza termica delle pareti principali e di tutti gli strati dei materiali di finitura.
- La presenza o l'assenza di ponti freddi.
- Rosa dei venti e posizione della casa sul terreno.
- Il funzionamento della ventilazione (che, a sua volta, dipende ancora dalla forza e dalla direzione del vento).
- Il grado di insolazione di finestre e pareti.
Ci sono alcune buone notizie. Quasi tutto moderno caldaie per riscaldamento e sistemi di riscaldamento distribuiti (pavimenti caldi, elettrici e termoconvettori a gas ecc.) sono dotati di termostati che dosano il consumo di calore in funzione della temperatura ambiente.
Da un punto di vista pratico ciò significa che la potenza termica in eccesso influenzerà solo la modalità di funzionamento del riscaldamento: ad esempio, 5 kWh di calore verranno rilasciati non in un'ora di funzionamento continuo con una potenza di 5 kW, ma in 50 minuti di funzionamento con una potenza di 6 kW. La caldaia o altro dispositivo di riscaldamento rimarrà in modalità standby per i successivi 10 minuti senza consumare elettricità o energia.
Pertanto: nel caso del calcolo del carico termico, il nostro compito è determinarne il valore minimo accettabile.
L'unica eccezione a regola generaleè associato al funzionamento delle classiche caldaie a combustibile solido ed è dovuto al fatto che una diminuzione della loro potenza termica è associata ad un grave calo di efficienza dovuto alla combustione incompleta del combustibile. Il problema si risolve installando nel circuito un accumulatore di calore e strozzando i dispositivi di riscaldamento con testine termiche.
Dopo l'accensione, la caldaia funziona a piena potenza e con massima efficienza finché il carbone o la legna non bruciano completamente; quindi il calore accumulato dall'accumulatore di calore viene dosato per mantenerlo temperatura ottimale nella stanza.
Anche la maggior parte degli altri parametri che devono essere calcolati consentono una certa ridondanza. Tuttavia, maggiori informazioni su questo nelle sezioni pertinenti dell'articolo.
Elenco dei parametri
Allora, cosa dobbiamo effettivamente contare?
- Il carico termico totale per il riscaldamento della casa. Corrisponde alla potenza minima richiesta della caldaia oppure potere totale dispositivi in un sistema di riscaldamento distribuito.
- La necessità di calore in una stanza separata.
- Il numero di sezioni di un radiatore componibile e la dimensione del registro corrispondono ad un determinato valore di potenza termica.
Nota: per gli apparecchi di riscaldamento finiti (convettori, radiatori a piastre, ecc.), i produttori solitamente indicano la potenza termica totale nella documentazione allegata.
- Il diametro della tubazione in grado di fornire il flusso di calore richiesto in caso di riscaldamento dell'acqua.
- Opzioni pompa di circolazione, guidando il liquido di raffreddamento in un circuito con parametri specificati.
- La dimensione del vaso di espansione, compensativa dilatazione termica refrigerante.
Passiamo alle formule.
Uno dei principali fattori che ne influenzano il valore è il grado di isolamento della casa. SNiP 23-02-2003, regolamentare protezione termica edifici, normalizza questo fattore, ricavando valori raccomandati per la resistenza termica delle strutture di contenimento per ciascuna regione del paese.
Presenteremo due modi per eseguire i calcoli: per edifici conformi a SNiP 23-02-2003 e per case con resistenza termica non standardizzata.
Resistenza termica normalizzata
Le istruzioni per il calcolo della potenza termica in questo caso sono simili a queste:
- Il valore base è di 60 watt per 1 m3 del volume totale (comprese le pareti) della casa.
- A questo valore vengono aggiunti per ogni finestra ulteriori 100 Watt di calore.. Per ogni porta che dà sulla strada: 200 watt.
- Per compensare le crescenti perdite nelle regioni fredde, viene utilizzato un coefficiente aggiuntivo.
Ad esempio, eseguiamo un calcolo per una casa di 12*12*6 metri con dodici finestre e due porte sulla strada, situata a Sebastopoli (la temperatura media di gennaio è +3°C).
- Il volume riscaldato è 12*12*6=864 metri cubi.
- La potenza termica di base è 864*60=51840 watt.
- Finestre e porte lo aumenteranno leggermente: 51840+(12*100)+(2*200)=53440.
- Il clima eccezionalmente mite dovuto alla vicinanza del mare ci obbligherà ad utilizzare un coefficiente regionale pari a 0,7. 53440*0,7=37408 L. È su questo valore che puoi concentrarti.
Resistenza termica non standardizzata
Cosa fare se la qualità dell'isolamento domestico è notevolmente migliore o peggiore di quanto raccomandato? In questo caso, per stimare il carico termico, è possibile utilizzare una formula della forma Q=V*Dt*K/860.
Dentro:
- Q è la preziosa potenza termica in kilowatt.
- V è il volume riscaldato in metri cubi.
- Dt è la differenza di temperatura tra la strada e la casa. In genere, il delta viene preso tra il valore SNiP consigliato per gli spazi interni (+18 - +22°C) e la temperatura minima media della strada nel mese più freddo degli ultimi anni.
Chiariamo: contare sul minimo assoluto è, in linea di principio, più corretto; ciò però comporterà costi eccessivi per la caldaia e gli apparecchi di riscaldamento, la cui piena potenza sarà necessaria solo una volta ogni pochi anni. Il prezzo di una leggera sottostima dei parametri calcolati è un leggero calo della temperatura nella stanza durante il picco della stagione fredda, che è facile compensare accendendo riscaldatori aggiuntivi.
- K è il coefficiente di isolamento, ricavabile dalla tabella sottostante. I valori dei coefficienti intermedi sono derivati per approssimazione.
Ripetiamo i calcoli per la nostra casa a Sebastopoli, specificando che le sue pareti sono una muratura spessa 40 cm realizzata in shell rock (una roccia sedimentaria porosa) senza rifiniture esterne, e la vetratura è costituita da finestre con vetrocamera a camera singola.
- Prendiamo il coefficiente di isolamento pari a 1,2.
- Abbiamo calcolato prima il volume della casa; è pari a 864 m3.
- Considereremo la temperatura interna uguale allo SNiP consigliato per le regioni con una temperatura di picco inferiore superiore a -31°C - +18 gradi. L'enciclopedia Internet di fama mondiale fornirà gentilmente informazioni sul minimo medio: è pari a -0,4°C.
- Il calcolo sarà quindi Q = 864 * (18 - -0,4) * 1,2 / 860 = 22,2 kW.
Come è facile vedere, il calcolo ha dato un risultato che differiva di una volta e mezza da quello ottenuto dal primo algoritmo. Il motivo è principalmente che il minimo medio da noi utilizzato è notevolmente diverso dal minimo assoluto (circa -25°C). Un aumento del delta di temperatura di una volta e mezza aumenterà la domanda di calore stimata dell'edificio esattamente della stessa quantità.
Gigacalorie
Quando si calcola la quantità di energia termica ricevuta da un edificio o da una stanza, insieme ai kilowattora, viene utilizzato un altro valore: gigacaloria. Corrisponde alla quantità di calore necessaria per riscaldare 1000 tonnellate di acqua di 1 grado alla pressione di 1 atmosfera.
Come convertire i kilowatt di potenza termica in gigacalorie di calore consumato? È semplice: una gigacaloria equivale a 1162,2 kWh. Quindi, con una potenza di picco della fonte di calore di 54 kW, il massimo carico orario per il riscaldamento sarà 54/1162,2=0,046 Gcal*ora.
Utile: per ogni regione del Paese, le autorità locali standardizzano il consumo di calore in gigacalorie per metro quadrato di superficie per un mese. Il valore medio per la Federazione Russa è di 0,0342 Gcal/m2 al mese.
Camera
Come calcolare il fabbisogno termico di una stanza separata? Qui vengono utilizzati gli stessi schemi di calcolo della casa nel suo complesso, con un'unica modifica. Se un locale è adiacente ad un locale riscaldato senza propri apparecchi di riscaldamento, viene incluso nel calcolo.
Quindi, se una stanza di 4*5*3 metri è adiacente ad un corridoio di 1,2*4*3 metri, la potenza termica del dispositivo riscaldante viene calcolata per un volume di 4*5*3+1,2*4*3= 60+14,4=74,4 m3.
Dispositivi di riscaldamento
Radiatori componibili
In generale, le informazioni sul flusso di calore per sezione possono sempre essere trovate sul sito web del produttore.
Se è sconosciuto, puoi fare affidamento sui seguenti valori approssimativi:
- Sezione in ghisa - 160 W.
- Sezione bimetallica - 180 W.
- Sezione in alluminio - 200 W.
Come sempre, ci sono una serie di sottigliezze. Quando si collega un radiatore con 10 o più sezioni laterali, la differenza di temperatura tra le sezioni più vicine alla mandata e le sezioni terminali sarà piuttosto significativa.
Tuttavia: l'effetto sarà annullato se gli eyeliner saranno collegati in diagonale o dal basso verso il basso.
Inoltre, solitamente i produttori di dispositivi di riscaldamento indicano la potenza per un delta di temperatura ben specifico tra il radiatore e l'aria, pari a 70 gradi. Dipendenza flusso di calore da Dt è lineare: se la batteria è 35 gradi più calda dell'aria, la potenza termica della batteria sarà esattamente la metà di quella dichiarata.
Diciamo che con una temperatura dell'aria nella stanza di +20°C e una temperatura del liquido di raffreddamento di +55°C, la potenza della sezione di alluminio taglia standard sarà pari a 200/(70/35)=100 watt. Per fornire una potenza di 2 kW occorrono 2000/100 = 20 sezioni.
Registri
I registri fatti in casa si distinguono dall'elenco dei dispositivi di riscaldamento.
La foto mostra un registro di riscaldamento.
I produttori, per ovvi motivi, non possono indicare la propria potenza termica; tuttavia, non è difficile calcolarlo da soli.
- Per la prima sezione del registro (un tubo orizzontale di dimensioni note), la potenza è pari al prodotto del suo diametro esterno e della sua lunghezza in metri, del delta di temperatura tra il liquido di raffreddamento e l'aria in gradi e un coefficiente costante di 36,5356.
- Per tratti successivi ubicati a monte aria calda, viene utilizzato un coefficiente aggiuntivo di 0,9.
Consideriamo un altro esempio: calcoliamo il valore del flusso di calore per un registro a quattro file con un diametro di sezione di 159 mm, una lunghezza di 4 metri e una temperatura di 60 gradi in una stanza con una temperatura interna di +20°C.
- Il delta di temperatura nel nostro caso è 60-20=40°C.
- Converti il diametro del tubo in metri. 159 mm = 0,159 m.
- Calcoliamo la potenza termica della prima sezione. Q = 0,159*4*40*36,5356 = 929,46 watt.
- Per ogni tratta successiva la potenza sarà pari a 929,46*0,9=836,5 W.
- La potenza totale sarà 929,46 + (836,5*3) = 3500 watt (arrotondati).
Diametro del tubo
Come determinare il valore minimo del diametro interno di un tubo di riempimento o di collegamento dispositivo di riscaldamento? Non entriamo nel merito e utilizziamo una tabella contenente risultati già pronti per una differenza tra offerta e ritorno di 20 gradi. Questo valore è tipico per i sistemi autonomi.
La portata massima del liquido refrigerante non deve superare 1,5 m/s per evitare rumore; Più spesso si concentrano su una velocità di 1 m/s.
| Diametro interno, mm | Potenza termica del circuito, W alla velocità del flusso, m/s | ||
| 0,6 | 0,8 | 1 | |
| 8 | 2450 | 3270 | 4090 |
| 10 | 3830 | 5110 | 6390 |
| 12 | 5520 | 7360 | 9200 |
| 15 | 8620 | 11500 | 14370 |
| 20 | 15330 | 20440 | 25550 |
| 25 | 23950 | 31935 | 39920 |
| 32 | 39240 | 52320 | 65400 |
| 40 | 61315 | 81750 | 102190 |
| 50 | 95800 | 127735 | 168670 |
Diciamo che per una caldaia da 20 kW, il diametro interno minimo di riempimento ad una velocità di flusso di 0,8 m/s sarà di 20 mm.
Nota: il diametro interno è vicino al foro nominale. Plastica e tubi in metallo-plastica solitamente contrassegnato da un diametro esterno, che è 6-10 mm maggiore di quello interno. COSÌ, tubo in polipropilene la misura 26 mm ha un diametro interno di 20 mm.
Pompa di circolazione
Due parametri della pompa sono importanti per noi: la pressione e le prestazioni. In una casa privata, con una lunghezza ragionevole del circuito, la pressione minima per le pompe più economiche di 2 metri (0,2 kgf/cm2) è abbastanza sufficiente: è questo valore della differenza che garantisce la circolazione del sistema di riscaldamento dell'appartamento edifici.
La prestazione richiesta si calcola utilizzando la formula G=Q/(1.163*Dt).
Dentro:
- G - produttività (m3/ora).
- Q è la potenza del circuito in cui è installata la pompa (kW).
- Dt è la differenza di temperatura tra la tubazione di andata e quella di ritorno in gradi (in un sistema autonomo il valore tipico è Dt = 20C).
Per un circuito con un carico termico di 20 kilowatt, con un delta termico standard, la produttività calcolata sarà 20/(1.163*20)=0,86 m3/ora.
Vaso di espansione
Uno dei parametri per cui è necessario calcolare sistema autonomo— volume del vaso di espansione.
Un calcolo accurato si basa su una serie abbastanza lunga di parametri:
- Temperatura e tipo di liquido refrigerante. Il coefficiente di espansione dipende non solo dal grado di riscaldamento delle batterie, ma anche da cosa sono riempite: le miscele acqua-glicole si espandono più fortemente.
- Pressione massima di esercizio nel sistema.
- La pressione di carica del serbatoio, che a sua volta dipende pressione idrostatica contorno (altezza del punto superiore del contorno sopra il vaso di espansione).
Esiste, tuttavia, una sfumatura che consente di semplificare notevolmente il calcolo. Se sottovalutare il volume del serbatoio, nella migliore delle ipotesi, porterà a un funzionamento costante valvola di sicurezza e, nel peggiore dei casi, alla distruzione del circuito, il suo volume in eccesso non danneggerà nulla.
Ecco perché viene solitamente prelevato un serbatoio con una cilindrata pari a 1/10 della quantità totale di liquido di raffreddamento nel sistema.
Suggerimento: per conoscere il volume del circuito basta riempirlo d'acqua e versarla in un misurino.
Conclusione
Ci auguriamo che gli schemi di calcolo sopra riportati semplifichino la vita del lettore e lo salvino da molti problemi. Come di consueto, il video allegato all'articolo offrirà ulteriori informazioni.
