Изчисляване на мощността на отоплителната система на котли, радиатори, помпи, батерии

Проектирането на всяка отоплителна система започва с изчисляването на основните й параметри. На първо място, това се отнася до оптималното натоварване на топлоснабдяването. Ето защо, преди да закупите необходимото оборудване, трябва да направите изчисление на мощността на отоплителната система: котли, радиатори, помпи, батерии.

Защо е необходимо изчисляване на отоплението?

Определящата задача при извършване на изчисления е да се оптимизират допълнителните разходи. Минималната необходима мощност на отоплителния котел ще повлияе пряко на потреблението на енергия. Но спестяванията трябва да са в разумни граници.

Основната цел на топлоснабдяването е да поддържа комфортно ниво на температура в жилищните помещения. Това се влияе от номиналната мощност на чугунените отоплителни радиатори, топлинните загуби на сградата и параметрите на котела.

За правилния избор на оборудване е необходимо правилно да се изчислят неговите параметри. Това може да стане с помощта на специализирани програми или самостоятелно, като се използват определени формули.

В допълнение, експертите препоръчват да се изчисли мощността на отоплителния котел и други компоненти на системата за следното:

Планиране на разходите за закупуване на оборудване. Колкото по-висока е номиналната мощност на котела или топлинната мощност на батерията, толкова по-висока е цената им. В резултат на това това ще се отрази на бюджета на цялото събитие за организиране на топлоснабдяването;
Правилно планиране на натоварването на системата. Правилното изчисляване на мощността на помпата за отопление ще ви позволи да разберете максималното и минималното натоварване на оборудването при промяна на външните фактори - температурата навън, в стаите на къщата;
Надстройка на системата. Аконаблюдават се високи разходи за отопление, намаляването им е основен приоритет за минимизиране на поддръжката. За да направите това, изчислете мощността на нагревателната батерия и други компоненти.

След като решите, че без изчисляване на основните данни е невъзможно да започнете да купувате материали и компоненти за организиране на топлоснабдяване, трябва да изберете методите за изчисление. Първо се разпознават характеристиките на всеки компонент поотделно - котела, помпата на радиатора. След това техните параметри се въвеждат в програмата за отопление и се проверяват отново. По същия метод се изчислява отоплението на оранжерията.

Видът на използвания енергиен носител влияе върху изчисляването на мощността на газовия котел за отопление. Необходимо е предварително да се реши какъв вид газ ще се използва - основен или втечнен.

Определяне на топлинните загуби в дома

На първия етап е необходимо правилно да се изчисли количеството топлина, което ще премине през външните стени, прозорците и вратите на сградата. Работата на топлоснабдяването трябва да компенсира тези загуби и въз основа на получените данни ще бъде извършено допълнително изчисляване на мощността на циркулационната помпа за отопление, котела и батериите.

Определящият параметър е устойчивостта на топлопреминаване на стени и прозоречни конструкции. Това е обратен показател на топлопроводимостта на материалите. Невъзможно е да се направи избор на мощността на отоплителния котел, без да се знаят тези стойности. Ето защо, преди да започнете изчисленията, трябва да разберете дебелината на стените и материала, от който са направени.

Но това не е достатъчно за допълнително изчисляване на мощността на стоманените отоплителни радиатори. Освен това ще трябва да знаете дебелината на всеки вид материал, използван за изграждане на стени. Съотношението на тази стойност към коефициента на топлопреминаване ще бъде желаната стойност:

R=D/λ

КъдетоR – съпротивление на топлопреминаване;D – дебелина на материала;Λ – съпротивление на топлопреминаване.

По време на изчислението не се взема предвид розата на вятъра, характерна за всеки отделен регион. Данните за него засягат изчислението само за многоетажни сгради.

Характеристики на изчисляване на мощността на различни отоплителни котли

За правилния избор на мощността на отоплителния котел, той предварително се определя с мястото на монтажа му, вида на системата за топлоснабдяване (отворена, затворена) и вида на използваното гориво. Освен това се вземат предвид общата площ на къщата и нейният обем. Тези данни ще ви позволят да правите изчисления по няколко начина.

Най-лесният начин да се изчисли номиналната мощност на отоплителното оборудване е да се използва само площта на къщата. За това се приема стандартно съотношение, че е необходимо да се изразходва 1 kW топлинна енергия за отопление на 10 m² стая. Този метод ще работи само за сгради с добра топлоизолация и стандартна височина на тавана. Недостатъкът му е голяма грешка. Така че за къща с площ от 150 m², според изчислението на мощността на отоплителния котел, ще трябва да изберете модел от 15 kW.

Допълнително се прилага корекционен коефициент, който зависи от местоположението на сградата. Тогава крайната формула за изчисляване на мощността на газов котел ще изглежда така:

W=(S/10)*K

КъдетоW – номинална мощност на котела;S – площ на къщата;K – коефициент на корекция.

За централните райони на България К=0,13; за северните ширини стойността на егото варира от 0,15 до 0,2. При избора на мощност на котела за топлоснабдяване за южните райони, K = 0,08.

Точни изчисления могат да се направят само след предварително определянекоефициент на топлопреминаване на стената. Тази техника е описана по-горе. Като начало намираме температурната разлика между нагрятия въздух на улицата и в къщата - Δt. След това трябва да се определи топлинната загуба. Те се намират по формулата:

Р=Δt/R

КъдетоР - топлинни загуби на къщата;Δt – температурна разлика;R – коефициент на съпротивление на топлопреминаване.

Освен това, за да се изчисли мощността на газовия котел за отопление, е необходимо да се умножи площта на външните стени по топлинните загуби. Като пример вземете къща с площ на стената от 127 m², коефициентът на съпротивление на топлопреминаване е 0,502. Оптималната стойност на Δt трябва да бъде 55. В този случай топлинните загуби на 1 m² ще бъдат равни на:

Р=55/0,505=108 W/m²

Въз основа на това е възможно да се изчисли мощността на отоплителния котел:

W=127*108=13,7 kW

Освен това натоварването на отоплителната система се определя при различни стойности на Δt. Препоръчително е да изберете модел на оборудване с малък запас от мощност - 10-15%. Това ще разшири топлоснабдяването без подмяна на котела и радиаторите.

За апартаменти с нормална изолация можете да вземете съотношението от 41 W топлина на 1 m³ обем на помещението в панелна къща и 38 W в тухлена къща. Ако стените са били топлоизолирани, ще трябва да направите горното изчисление.

Изчисляване на мощността на радиатори и отоплителни батерии

Но в допълнение към котела, производителността на топлоснабдяването се влияе от техническите характеристики на други компоненти. Ето защо трябва да знаете как да изчислите мощността на отоплителната батерия. Всъщност това е топлинен трансфер на енергия от топлата вода към въздуха в помещението.

За да се изчисли мощността на отоплителните батерии, е необходимо действително да се определи техният топлопренос. Това е името на процеса на пренос на топлина отнагрято тяло към въздуха в стаята. Има няколко фактора, които влияят на този процент. Основният е материалът на производство. Колкото по-ниско е съпротивлението на топлопреминаване на батерията, толкова по-ниска е загубата на топлина. Заедно с това обаче е необходимо да се вземе предвид ефектът от натрупването на енергия. Това се наблюдава при чугунени конструкции. Тъй като за да се изчисли мощността на нагревателната батерия, е необходимо да се знае нивото на пълнене с топла вода, трябва да се изчисли общата площ на конструкцията. От това зависи и общият топлопренос.

За изчисления е необходимо да се определи Δt, като се използва следната формула:

Δt=((Тsub-Tobr)/2)-Тpom

КъдетоTsub,Tab иTout са температурите в захранващите, връщащите и стайните тръби.

За да изчислите мощността на чугунените отоплителни радиатори, ще ви е необходима топлопроводимостта на определен материал и общата площ на конструкциите. Първият може да бъде взет от стандартните таблици. При биметалните модели при изчисляването на мощността на отоплителния радиатор се вземат предвид стоманените сърцевини на тръбопроводите и алуминиевата нагревателна повърхност.

Изчислението се извършва по следната формула:

Q=Δt*k*S

КъдетоQ е специфичният топлинен капацитет на радиатора;K – коефициент на топлопроводимост;S – РЗП.

По този начин може да се изчисли мощността на отоплителната батерия. На практика обаче това е трудно, тъй като няколко фактора остават неизвестни - действителната дебелина на стената, допълнителните елементи, използвани при производството. Също така, при изчисляването на мощността на топлинната батерия не се вземат предвид топлинните загуби в помещението.

Повечето производители посочват номиналната мощност в паспорта на радиатора. Но това се прави само за един термичен режим на работа на отопление. Следователно, като севъз основа на паспортните данни на продукта можете точно да изчислите мощността на радиатора за отопление.

Действителното разсейване на топлината на батерията зависи от правилния монтаж на батерията. При изчисляване на мощността на стоманените отоплителни радиатори не се взема предвид тяхното местоположение спрямо перваза на прозореца, пода и стените в помещението.

Изчисляване на мощността на циркулационната помпа

В затворените системи за топлоснабдяване циркулацията на течността е принудителна. Преди да изчислите мощността на помпата за отопление, е необходимо да изготвите схема за топлоснабдяване. Едва след това можете да започнете изчисленията.

Има няколко параметъра, които определят основните характеристики на този отоплителен компонент. Работата на помпата е насочена към увеличаване на скоростта на охлаждащата течност в системата. Освен това не трябва да създава прекомерни хидравлични натоварвания, да увеличава шума. Ето защо е толкова важно правилно да се изчисли мощността на помпата за отопление.

За да извършите изчисления, ще трябва да знаете следните характеристики на оборудването:

Ефективност. Характеризира количеството топлина, прехвърлено за единица време през тръбопроводи с помощта на циркулационна помпа;
Хидравлично съпротивление. Това са загуби на налягане в тръбопроводите поради триенето на водата върху вътрешната повърхност на компонентите на топлоснабдяването. При изчисляване на мощността на помпата за отопление този индикатор е един от определящите, тъй като дебитът на охлаждащата течност зависи от него;
Консумирана мощност. Посочено от производителя в паспорта на устройството. Определя се от характеристиките на електродвигателя, свързан към ротора на помпата.

На първия етап от изчисляването на мощността на циркулационната помпа за отопление трябва да се изчисли производителността.За да направите това, трябва да знаете необходимата топлинна мощност на отоплителната система. Изчисляването на производителността се извършва по следната формула:

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

КъдетоQ – производителност на устройството;R – изчислена топлинна мощност, W;Tsub иTob – температура на водата в подаващия и връщащия тръбопровод на отоплението.

Основният фактор, влияещ върху работата на помпата, е топлинната мощност на системата. Най-добре е да го изчислите възможно най-точно, за да избегнете закупуването на устройство с неподходящи параметри. Също така характеристиките на охлаждащата течност влияят върху изчисляването на мощността на помпата за топлоснабдяване. В случай на използване на антифризи, номиналният индикатор трябва да се увеличи с 10-15%, тъй като тяхната плътност е много по-висока от тази на дестилирана вода.

Хидравличното съпротивление на циркулационната помпа се определя по следната формула:

H=1,3*(R1*L1+ R2*L2+… Z1+Z2)/10000

КъдетоR1 иR2 са загубата на налягане в захранващата и връщащата секции на тръбопровода;L1 иL2 – дължина на тръбопроводите;Z1 иZ2 – хидравлично съпротивление на компонентите на системата.

Последният индикатор за изчисляване на мощността на помпата за топлоснабдяване може да бъде взет от паспорта на устройството. Ако няма такава, препоръчително е да използвате данните от таблицата.

Отоплителен компонент

Хидравлично съпротивление, Pa