Berechnung der wärmebelastung der heizung und der

Wie wird die berechnete Wärmebelastung beim Heizen berechnet? Welche Faktoren beeinflussen den Wärmebedarf der Wohnung? Wie wählt man die optimalen Heizgeräte? In dem Artikel werden wir versuchen, diese und einige andere Fragen zu beantworten.

Einfacher, noch einfacher

Reservieren Sie sofort: Dieser Artikel richtet sich an Eigentümer von Privathäusern und Wohnungen mit unabhängiger Heizung. Die Berechnungsmethoden für die Heizungssysteme von Mehrfamilienhäusern sind recht komplex und müssen viele Faktoren berücksichtigen: die Arbeit der Lüftung, der Windaufstieg, der Sonneneinfall des Gebäudes und vieles mehr.

Wenn es um die Beheizung eines kleinen Hauses geht, ist es einfacher, die Heizleistung mit einer gewissen Marge zu erfassen. Der Preis mehrerer zusätzlicher Batterieabschnitte erscheint vor dem Hintergrund der Gesamtbaukosten kaum ruinös.

Die Betriebskosten steigen jedoch bei richtiger Organisation nicht an: Thermostate und Drosseln begrenzen die Wärmekapazität an warmen Tagen, wenn sie nicht benötigt werden.

Unser Ziel ist es also, zu lernen, wie man die Belastung des Heizens für einen Nichtfachmann auf einfachste und verständlichste Weise berechnet.

Was wir denken

Wir müssen lernen zu zählen:

• Gesamtwärmeleistung (Gesamtleistung der Heizgeräte und im Falle eines autonomen Systems auch die Leistung des Kessels).
• Separate Heizungsleistung in einem Einzelzimmer

Darüber hinaus werden wir einige verwandte Werte ansprechen:

• Berechnung der Kühlmittelmenge und des Volumens des Ausgleichsbehälters der Heizungsanlage.

• Auswahl der Leistung der Umwälzpumpe.
• Auswahl des optimalen Fülldurchmessers.

Gesamtwärmeleistung

Nach Bereich

Vor einem halben Jahrhundert bieten SNiPs das einfachste Berechnungsschema, das viele bis heute verwenden: 100 Watt Wärme pro Quadratmeter beheizter Fläche. Auf einem Haus von 100 Plätzen brauchen 10 kW. Punkt

Einfach, verständlich und zu ungenau.

Die Gründe

1. SNiPs wurden für Mehrfamilienhäuser entwickelt. Wärmelecks in einer Wohnung, die von beheizten Räumen umgeben ist, und in einem Privathaus, in dem sich Eisluft hinter den Wänden befindet, sind unvergleichlich.
2. Die Berechnung ist für Wohnungen mit einer Deckenhöhe von 2,5 Metern korrekt. Eine höhere Decke erhöht das Volumen des Raumes und folglich die Heizkosten.

1. Durch Fenster und Türen geht viel mehr Wärmeenergie verloren als durch Wände.
2. Schließlich ist es logisch anzunehmen, dass die Wärmeverluste in Sotschi und Jakutsk stark variieren werden. Durch Erhöhen des Temperatur-Deltas zwischen Raum und Straße verdoppelt sich der Wärmeverbrauch für das Heizen genau zweimal. Physik jedoch.

Nach Volumen

Für Räume mit standardisierter Wärmebeständigkeit der Wand (für Moskau - 3,19 m2 * C / W) können Sie die Berechnung der Wärmeleistung nach Volumen des Raums verwenden.

• Pro Kubikmeter beheizten Wohnungsvolumens werden 40 Watt Wärme abgenommen. Für einen Kubikmeter Volumen eines Privathauses ohne gemeinsame Wände mit benachbarten beheizten Gebäuden - 60.

• Zum Basiswert für jedes Fenster werden 100 Watt thermische Energie addiert. Für jede Tür zur Straße - 200.
• Die empfangene Leistung wird mit dem regionalen Koeffizienten multipliziert:

Lassen Sie uns noch einmal den Heizwärmebedarf für ein Haus mit einer Fläche von 100 Quadraten berechnen, aber jetzt geben wir die Aufgabe an:

1. Die Deckenhöhe von 3,2 Metern ergibt ein Innenvolumen des Hauses von 3,2 * 100 = 320 m3.
2. Die Basiswärmeleistung beträgt 320 * 60 = 19200 Watt.
3. Fenster und Türen werden ihren Beitrag leisten: 19200+ (100 * 8) + (200 * 2) = 20.400 Watt.
4. Die belebende Kälte im Januar wird uns zwingen, einen Klimakoeffizienten von 1,7 zu ​​verwenden. 20400 * 1,7 = 34640 Watt.

Es ist leicht zu erkennen, dass der Unterschied bei der Berechnung nach dem ersten Schema nicht nur groß ist, sondern auffällig ist.

Was ist zu tun, wenn die Dämmungsqualität des Hauses wesentlich besser oder schlechter ist als die Bauvorschriften? Wärmeschutz von Gebäuden?

Nach Volumen und Wärmekoeffizienten

Die Anweisung für diese Situation ergibt sich aus der Verwendung einer Formel der Form Q = V * Dt * K / 860, in der:

• Q - der geschätzte Indikator für die thermische Leistung in Kilowatt.
• V - Volumen des beheizten Raumes.
• Dt ist das Delta der Temperaturen zwischen dem Raum und der Straße an der Spitze der Kälte.
• K-Koeffizient abhängig vom Dämmungsgrad des Gebäudes.

Zwei Variablen erfordern separate Kommentare.

Die Delta-Temperaturen werden zwischen der vorgeschriebenen SNiP-Wohnungstemperatur (+18 in Regionen mit niedrigeren Wintertemperaturen bis -31 ° C und +20 in Gebieten mit stärkerem Frost) und einem durchschnittlichen Minimum des kältesten Monats gemessen. Die Konzentration auf das absolute Minimum lohnt sich nicht: Rekordkälte ist selten, und das unwillkürliche Wortspiel tut mir leid.

Der Wärmeisolationskoeffizient kann durch Annäherung der Daten aus der folgenden Tabelle abgeleitet werden:

Lassen Sie uns noch einmal die Wärmebelastung der Heizung für unser Haus in Tynda berechnen und angeben, dass diese mit einer 150 mm dicken Schaumstoffschicht isoliert und durch dreifach verglaste Fenster vor Witterungseinflüssen geschützt ist.

Ansonsten werden moderne Häuser im fernen Norden nicht gebaut.

1. Die Temperatur im Haus wird mit +20 C angenommen.
2. Das durchschnittliche Minimum von Januar wird durch die bekannte Internet-Enzyklopädie hilfreich sein. Es ist -33C.
3. Somit ist Dt = 53 Grad.
4. Wir nehmen den Wärmeisolationskoeffizienten gleich 0,7 an: Die von uns beschriebene Wärmedämmung liegt nahe an der oberen Wirkungsgradgrenze.

Q = 320 * 53 * 0,7 / 860 = 13,8 kW. Dieser Wert lohnt sich bei der Auswahl eines Kessels.

Auswahl der Leistung des Heizgeräts

Wie berechnet man die thermische Belastung des Konturabschnitts für einen einzelnen Raum?

Ganz einfach: Führen Sie die Berechnung nach einem der obigen Schemata durch, jedoch für das Volumen des Raums. Zum Beispiel hat ein Raum von 10 m2 genau 1/10 der Gesamtwärmeleistung; nach der Berechnung nach dem letzten Schema sind es 1380 Watt.

Wie wähle ich ein Heizgerät mit den gewünschten Eigenschaften aus?

Im allgemeinen Fall, indem Sie einfach die Dokumentation für den Kühler oder Konvektor überprüfen, die Sie beobachtet haben. Hersteller geben normalerweise den Wärmestromwert für einen einzelnen Abschnitt oder das gesamte Instrument an.

Nuance: Der Wärmefluss wird normalerweise für das 70-Grad-Temperaturdelta zwischen dem Kühlmittel und der Raumluft angegeben. Wenn Sie dieses Delta um die Hälfte reduzieren, wird die Leistung um das Zweifache reduziert.

Wenn aus irgendeinem Grund die Dokumentation und die Website des Herstellers nicht verfügbar sind, können Sie die folgenden Durchschnittswerte verwenden:

Wir sollten auch die Berechnung des Wärmeübertragungsregisters angeben.

Für ein horizontales Rohr mit kreisförmigem Querschnitt wird es mit der Formel Q = Pi * Dn * L * k * Dt berechnet, in der:

• Q - Wärmeleistung in Watt;
• Pi ist die Zahl Pi, die als 3,1415 angenommen wird;
• Dн ist der Außendurchmesser des Registerabschnitts in Metern.
• L - Rohrlänge in Metern.
• k ist der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient, der für ein Stahlrohr mit 11,63 W / m2 * C angenommen wird;
• Dt ist das Temperaturdelta zwischen dem Kühlmittel und der Luft im Raum.

Ein typisches Register besteht aus mehreren Abschnitten. Gleichzeitig befinden sich alle außer dem ersten im aufsteigenden Warmluftstrom, wodurch der Dt-Parameter verringert und die Wärmeübertragung direkt beeinflusst wird. Deshalb wird in der zweiten und in den anderen Abschnitten ein zusätzlicher Faktor von 0,9 verwendet.

Folgen wir dem Beispiel dieser Berechnung.

Berechnen wir die Wärmekapazität eines vierteiligen Registers mit einer Länge von drei Metern aus einem Rohr mit einem Außendurchmesser von 208 mm, einer Kühlmitteltemperatur von 70 Grad und einer Lufttemperatur im Raum von 20 Grad.

1. Die Leistung des ersten Abschnitts beträgt 3,1415 * 0,208 * 3 * 11,63 * 50 = 1140 Watt (auf die ganze Zahl gerundet).
2. Die Leistung der zweiten und der anderen Sektionen beträgt 1140 * 0,9 = 1026 Watt.
3. Die Gesamtwärmeleistung des Registers beträgt 1140+ (1026 * 3) = 4218 Watt.

Kapazität des Expansionstanks

Dies ist einer der Parameter, die in einem autonomen Heizungssystem berechnet werden müssen. Der Ausgleichsbehälter muss das überschüssige Kühlmittel während seiner Wärmeausdehnung enthalten. Der Preis seines unzureichenden Volumens - konstanter Betrieb des Sicherheitsventils.

Allerdings: Das überschätzte Tankvolumen hat keine negativen Folgen.

In der einfachsten Version der Berechnung beträgt der Tank 10% der Gesamtmenge an Kühlmittel im Kreislauf. Wie kann man die Kühlmittelmenge ermitteln?

Hier sind ein paar einfache Lösungen:

• Das System ist mit Wasser gefüllt, woraufhin es in beliebige Maßschalen übergeht.
• In einem ausgewogenen System entspricht das Kühlmittelvolumen in Litern etwa dem 13-fachen der Leistung des Kessels in Kilowatt.

Eine komplexere (aber auch genauere Ergebnisse ermittelnde) Tankberechnungsformel sieht folgendermaßen aus:

V = (Vt x E) / D.

Darin:

• V ist das erforderliche Volumen des Tanks in Litern.
• Vt ist das Volumen des Kühlmittels in Litern.
• E ist der Ausdehnungskoeffizient des Kühlmittels bei der maximalen Betriebstemperatur des Kreislaufs.
• D - Tankwirkungsgrad.

In diesem Fall müssen einige Parameter kommentiert werden.

Der Ausdehnungskoeffizient von Wasser, das häufig als Kühlmittel wirkt, wenn es von der Anfangstemperatur von + 10 ° C erhitzt wird, kann der folgenden Tabelle entnommen werden:

Nützlich: Wasser-Glykol-Gemische, die als Frostschutzmittel für Heizkreise verwendet werden, dehnen sich bei Erwärmung etwas stärker aus. Die Differenz erreicht 0,45%, wenn auf 100 Grad einer 30% igen Glykollösung erhitzt wird.

Der Wirkungsgrad des Ausgleichsbehälters wird nach folgender Formel berechnet: D = (Pv - Ps) / (Pv + 1).

Darin:

• Pv ist der maximal zulässige Arbeitsdruck im Kreislauf. Es ist so eingestellt, dass das Sicherheitsventil ausgelöst wird. In der Regel werden 2,5 Atmosphären gewählt.
• Ps - Tankladedruck. Sie entspricht normalerweise der Höhe der Wassersäule im Kreislauf über dem Tank. In der Heizungsanlage, wo sich die Oberseite der Kühler im zweiten Stockwerk über einen im Keller montierten Tank (5 Meter) erhebt, wird der Tank beispielsweise mit einem Druck von 0,5 Atmosphären gefüllt (was einem Kopf von fünf Metern entspricht).

Nehmen wir als Beispiel eine Do-it-Yourself-Tankberechnung für die folgenden Bedingungen vor:

• Das Kühlmittelvolumen im Kreislauf beträgt 400 Liter.
• Wärmeträger - Wasser, das vom Kessel von 10 bis 70 Grad erhitzt wird.
• Das Sicherheitsventil ist auf 2,5 kgf / cm2 eingestellt.
• Der Expansionsbehälter wird mit Luft auf einen Druck von 0,5 kp / cm² aufgeblasen.

Also:

1. Der Wirkungsgrad des Tanks beträgt (2,5-0,5) / (2,5 + 1) = 0,57.

1. Der Ausdehnungskoeffizient von Wasser beträgt bei Erwärmung auf 60 Grad 2,25% oder 0,0225.
2. Der Tank sollte ein Mindestvolumen von 400 * 0,0225 / 0,57 = 16 (gerundet auf den nächsten Wert aus dem Tankgrößenbereich) haben.

Pumpe

Wie wählt man den optimalen Druck und die Pumpenleistung?

Bei allem Druck ist einfach. Sein Mindestwert von 2 Metern (0,2 kgf / cm2) reicht für die Kontur jeder angemessenen Länge aus.

Hinweis: Das Heizungssystem eines Mehrfamilienhauses funktioniert, wenn der Unterschied zwischen Gemisch und Rücklauf genau zwei Meter beträgt.

Die Leistung kann nach dem einfachsten Schema berechnet werden: Das gesamte Volumen der Kontur sollte sich dreimal pro Stunde drehen. Für die oben erwähnte Kühlmittelmenge in 400 Litern sollte die vernünftige Mindestleistung der Umwälzpumpe des Heizungssystems mit einem Arbeitskopf 0,4 * 3 = 1,2 m3 / Stunde betragen.

Für einzelne Abschnitte der Schaltung, die mit einer eigenen Pumpe ausgestattet sind, kann ihre Leistung nach der Formel G = Q / (1,163 * Dt) berechnet werden.

Darin:

• G - geschätzter Leistungswert in Kubikmetern pro Stunde.
• Q ist die Wärmeleistung der Heizungsanlage in Kilowatt.
• 1.163 - konstante durchschnittliche Wärmekapazität von Wasser.
• Dt ist die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf in Grad Celsius.

Hinweis: In autonomen Systemen werden normalerweise 20 Grad angenommen.

Für einen Kreislauf mit einer Wärmeleistung von 5 Kilowatt bei einem 20-Grad-Delta zwischen Vorlauf und Rücklauf ist daher eine Pumpe mit einer Leistung von mindestens 5 / (1,163 * 20) = 0,214 m3 / h erforderlich.

Rohrdurchmesser

Wie wählt man den optimalen Fülldurchmesser im Kreislauf mit bekannter Heizleistung?

Hier hilft die Formel D = 354 * (0,86 * Q / Dt) / v.

Darin:

• D ist der Innendurchmesser des Rohrs in Zentimetern.
• Q ist die Wärmeleistung der Schaltung in Kilowatt.
• Dt ist die Delta-Temperatur zwischen Vorlauf und Rücklauf. Es sei daran erinnert, dass der typische Wert von Dt für ein autonomes Heizungssystem 20 ° C beträgt.
• v ist die Flussrate. Der Wertebereich liegt zwischen 0,6 und 1,5 m / s. Bei niedrigeren Drehzahlen nimmt die Temperaturdifferenz zwischen dem ersten und dem letzten Kühler im Kreislauf zu; Bei höheren Pegeln macht sich das hydraulische Geräusch bemerkbar.

Berechnen wir den minimalen Durchmesser für die berüchtigte Kontur mit einer Leistung von 5 kW bei einer Wassergeschwindigkeit in den Rohren von 1 m / s.

D = 354 * (0,86 · 5/20) / 1 = 4,04 mm. Praktisch bedeutet dies, dass Sie die Pfeifen der minimal verfügbaren Größe verwenden können und keine Angst vor einer langsamen Zirkulation haben.

Fazit

Wir hoffen, dass die Fülle an Formeln und trockenen Zahlen einem angesehenen Leser nicht müde ist. Wie üblich wird das angefügte Video seine Aufmerksamkeit auf zusätzliche thematische Informationen richten. Erfolge!