Calcolo del sistema di riscaldamento di una casa privata:

Quali parametri devono essere calcolati quando si progetta un sistema di riscaldamento autonomo? Come è il calcolo del sistema di riscaldamento di una casa privata in ogni caso? Nell'articolo forniremo al lettore tutte le formule necessarie, i dati di riferimento e accompagneremo i calcoli con esempi.

Dobbiamo scoprire quanto sia difficile calcolare i parametri del riscaldamento autonomo.

Cosa pensiamo

Quali sono le fasi del calcolo del sistema di riscaldamento per una casa privata?

Che cosa dobbiamo contare esattamente?

  • La necessità totale di calore e la potenza corrispondente della caldaia di riscaldamento.
  • Domanda di energia termica di una stanza separata e, di conseguenza, il potere del riscaldatore in esso.

Nota: dobbiamo toccare i metodi per determinare la potenza termica per vari dispositivi di riscaldamento.

  • Capacità del serbatoio di espansione.
  • Parametri della pompa di circolazione.

In questo ordine e vai avanti.

Potenza termica

È possibile stimare approssimativamente la necessità di riscaldamento domestico in due modi:

  1. Per area
  2. Per volume.

Calcolo dell'area

Questa tecnica è estremamente semplice e si basa su SNiP mezzo secolo fa: un chilowatt di potenza termica viene preso per 10 metri quadrati. Così, una casa con una superficie totale di 100 m2 può essere riscaldata con una caldaia da 10 kilowatt.

Lo schema è buono perché non richiede di arrampicarsi nel selvaggio e calcolare la resistenza termica delle mura. Ma, come qualsiasi schema di calcolo semplificato, fornisce un risultato molto approssimativo.

Veloce, facile e ... impreciso.

Ci sono diversi motivi:

  • La caldaia riscalda l'intero volume d'aria nella stanza, che dipende non solo dall'area della casa, ma anche dall'altezza dei soffitti. E questo parametro nell'edilizia privata può variare nei limiti più ampi.
  • Le finestre e le porte perdono molto più calore per unità di superficie rispetto alle pareti. Se solo perché è molto più trasparente per la radiazione infrarossa.
  • Anche la zona climatica influisce notevolmente sulla perdita di calore attraverso l'involucro dell'edificio. Un aumento del delta di temperatura tra la stanza e la strada raddoppierà in due volte l'aumento dei costi di riscaldamento.

Calcolo del volume con coefficienti regionali

È per queste ragioni che è meglio utilizzare uno schema di calcolo leggermente più complicato, che fornisce un risultato molto più accurato.

  1. Come valore base vengono considerati 60 watt di calore per metro cubo del volume della stanza riscaldata.
  2. Ogni finestra nella parete esterna aggiunge 100 watt alla potenza calorifica calcolata e 200 a ciascuna porta.
  3. Il risultato è moltiplicato per il coefficiente regionale:
Zona climatica fattore
Regione di Krasnodar, Crimea 0,7 - 0,9
Mosca, regione di Leningrado 1.2 - 1.3
Irkutsk, il territorio di Khabarovsk 1.5 - 1.6
Yakutia, Chukotka 2.0
Crimea, Yalta, dicembre. Il costo del riscaldamento è piccolo.

Prendiamo ad esempio la stessa casa con un'area di 100 metri quadrati.

Tuttavia, questa volta specificheremo un numero di condizioni aggiuntive:

  • L'altezza dei suoi soffitti è di 3,5 metri.
  • La casa ha 10 finestre e 2 porte nelle pareti esterne.
  • Si trova nella città di Verkhoyansk (la temperatura media di gennaio è 45,4 C, il minimo assoluto è 67,6 C).

Quindi, calcoliamo il riscaldamento di una casa privata per queste condizioni.

  1. Il volume interno della stanza riscaldata è 100 * 3,5 = 350 m3.
  2. Il valore base della potenza termica sarà pari a 350 * 60 = 21000 watt.
  3. Windows e porte esacerbano la situazione: 21000+ (100 * 10) + (200 * 2) = 22400 watt.
  4. Infine, il clima rinfrescante di Verkhoyansk ci costringerà ad aumentare la già grande capacità di riscaldamento del riscaldamento di altre due volte: 22400 * 2 = 44800 watt.
Inverno in Verkhoyansk.

È facile vedere che la differenza con il risultato ottenuto con il primo metodo è più di quattro volte.

Apparecchi di riscaldamento

Come calcolare il riscaldamento in una casa privata per le singole stanze e scegliere i dispositivi di riscaldamento appropriati per questa potenza?

Lo stesso metodo di calcolo del fabbisogno di calore per una singola stanza è completamente identico a quello sopra.

Ad esempio, per una stanza di 12 m2 con due finestre nella casa da noi descritta, il calcolo sarà simile a questo:

  1. Il volume della stanza è 12 * 3,5 = 42 m3.
  2. La potenza termica di base sarà pari a 42 * 60 = 2520 watt.
  3. Due finestre aggiungeranno altri 200. 2520 + 200 = 2720.
  4. Un coefficiente regionale raddoppierà la domanda di calore. 2720 ​​* 2 = 5440 watt.

Come ricalcolare il valore risultante nel numero di sezioni del radiatore? Come scegliere il numero e il tipo di termoconvettori?

  • I produttori indicano sempre la potenza termica per convettori, radiatori a piastre, ecc. nella documentazione di accompagnamento.
Tabella di potenza per convettori VarmannMiniKon.
  • Per i radiatori sezionali, le informazioni necessarie si trovano solitamente sui siti Web dei rivenditori e dei produttori. Nello stesso punto è abbastanza spesso possibile trovare la calcolatrice per il ricalcolo dei kilowatt nella sezione.
  • Infine, se si utilizzano radiatori sezionali di origine sconosciuta, con la loro dimensione standard di 500 millimetri lungo gli assi del capezzolo, è possibile concentrarsi sui seguenti valori medi:
Tipo di sezione Potenza termica per sezione, watt
Ghisa con alette interne 160
Ghisa senza alette 140
bimetallico 180
alluminio 200

In un sistema di riscaldamento autonomo con i suoi parametri moderati e prevedibili dei radiatori in alluminio più spesso utilizzati per il refrigerante. Il loro prezzo ragionevole è molto piacevolmente combinato con un aspetto decente e un'elevata dissipazione del calore.

Nel nostro caso, le sezioni in alluminio con una potenza di 200 watt richiedono 5440/200 = 27 (arrotondato).

Collocare così tante sezioni in una stanza non è un compito banale.

Come sempre, ci sono un paio di sottigliezze.

  • Con un radiatore a sezioni multiple montato lateralmente, la temperatura di queste ultime sezioni è molto più bassa della prima; di conseguenza, il flusso di calore dal riscaldatore cade. Una semplice istruzione aiuterà a risolvere il problema: collegare i radiatori in base allo schema dal basso verso il basso.
  • I produttori indicano la potenza termica per un delta di temperatura tra il refrigerante e una stanza di 70 gradi (ad esempio 90/20 ° C). Quando diminuisce, il flusso di calore cadrà.

Caso speciale

Spesso i registri in acciaio fatti in casa sono utilizzati come dispositivi di riscaldamento nelle case private.

Nota: attraggono non solo un basso costo, ma anche un'eccezionale resistenza alla trazione, che è molto utile quando si collega la casa al riscaldamento principale. In un sistema di riscaldamento autonomo, la loro attrattiva è negata dall'aspetto modesto e dalla bassa emissione di calore per unità di volume del riscaldatore.

Francamente parlando - non l'altezza dell'estetica.

Tuttavia: come stimare la capacità termica di un registro di una dimensione nota?

Per un singolo tubo circolare orizzontale, viene calcolato dalla formula della forma Q = Pi * Dn * L * k * Dt, in cui:

  • Q - flusso di calore;
  • Pi è il numero pi preso per essere 3,1415;
  • DN: il diametro esterno del tubo in metri;
  • L è la sua lunghezza (anche in metri);
  • k è il coefficiente di conducibilità termica, che è considerato pari a 11,63 W / m2 * C;
  • Temperatura delta delta, la differenza tra il liquido di raffreddamento e l'aria nella stanza.

Nel registro orizzontale multisezione, il trasferimento di calore di tutte le sezioni, eccetto il primo, viene moltiplicato per 0,9, in quanto esse rilasciano calore al flusso ascendente di aria riscaldata dalla prima sezione.

Nel registro multisection, la sezione inferiore emette più calore.

Calcoliamo il trasferimento di calore di un registro a quattro sezioni con un diametro della sezione di 159 mm e una lunghezza di 2,5 metri con una temperatura del liquido di raffreddamento di 80 ° C e una temperatura dell'aria nella stanza di 18 ° C.

  1. La potenza termica della prima sezione è 3.1415 * 0.159 * 2.5 * 11.63 * (80-18) = 900 watt.
  2. La potenza termica di ciascuna delle altre tre sezioni è pari a 900 * 0,9 = 810 watt.
  3. La potenza termica totale del riscaldatore è 900+ (810 * 3) = 3330 watt.

Serbatoio di espansione

E in questo caso ci sono due metodi di calcolo: semplici e precisi.

Circuito semplice

Il calcolo semplice è estremamente semplice: il volume del serbatoio di espansione è pari a 1/10 del volume di refrigerante nel circuito.

Dove ottenere il valore del volume del liquido refrigerante?

Ecco un paio di soluzioni semplici:

  1. Riempi il contorno con acqua, spurga l'aria e poi scarica tutta l'acqua attraverso il sigillante in qualsiasi piatto di misurazione.
  2. Inoltre, circa il volume di un sistema bilanciato può essere calcolato alla velocità di 15 litri di refrigerante per kilowatt di potenza della caldaia. Quindi, nel caso di una caldaia da 45 kW, il sistema avrà circa 45 * 15 = 675 litri di vettore di calore.

Pertanto, in questo caso il vaso di espansione per l'impianto di riscaldamento di 80 litri (arrotondato al valore standard) sarà un minimo ragionevole.

Volumi standard del serbatoio di espansione.

Schema esatto

Più precisamente, puoi fare le tue mani per calcolare il volume del serbatoio di espansione utilizzando la formula V = (Vt x E) / D, in cui:

  • V - il valore desiderato in litri.
  • Vt è il volume totale del liquido di raffreddamento.
  • E è il coefficiente di espansione del liquido di raffreddamento.
  • D è il coefficiente di efficienza del vaso di espansione.

Ovviamente, gli ultimi due parametri hanno bisogno di commenti.

Il coefficiente di espansione dell'acqua e le scarse miscele di acqua glicole possono essere presi dalla seguente tabella (quando riscaldata dalla temperatura iniziale di + 10 ° C):

Riscaldamento, C L'estensione%
30 0.75
40 1.18
50 1.68
60 2.25
70 2.89
80 3.58
90 4.34
100 5.16
Ma i coefficienti per i fluidi con un alto contenuto di glicole.

Il rapporto di efficienza del serbatoio può essere calcolato utilizzando la formula D = (Pv - Ps) / (Pv + 1), in cui:

  • Pv è la pressione massima nel circuito (la pressione di apertura della valvola di sicurezza).

Suggerimento: di solito è preso come 2,5 kgf / cm2.

  • Ps- pressione statica del circuito (è anche la pressione di caricare il serbatoio). È calcolato come 1/10 del differenziale in metri tra il livello del serbatoio e il punto superiore del circuito (una sovrapressione di 1 kgf / cm2 solleva la colonna d'acqua di 10 metri). Una pressione uguale a Ps viene creata nella camera d'aria del serbatoio prima di riempire il sistema.

Ad esempio, calcoliamo i requisiti del serbatoio per le seguenti condizioni:

  • La differenza di altezza tra il serbatoio e il punto superiore del contorno è di 5 metri.
  • La potenza della caldaia di riscaldamento nella casa è di 36 kW.
  • Il riscaldamento dell'acqua massimo è di 80 gradi (da 10 a 90 ° C).

Quindi:

  1. Il rapporto di efficienza del serbatoio sarà (2,5-0,5) / (2,5 + 1) = 0,57.
Invece di calcolare il coefficiente può essere preso dal tavolo.
  1. Il volume del portatore di calore al tasso di 15 litri per kilowatt è pari a 15 * 36 = 540 litri.
  2. Il coefficiente di espansione dell'acqua quando riscaldato a 80 gradi è 3,58% o 0,0358.
  3. Pertanto, il volume minimo del serbatoio è pari a (540 * 0,0358) / 0,57 = 34 litri.

Pompa di circolazione

Come scegliere i parametri ottimali della pompa di circolazione per l'impianto di riscaldamento?

Due parametri per noi sono importanti: la pressione creata dalla pompa e le sue prestazioni.

Nella foto: la pompa nel circuito di riscaldamento.

Con la pressione, tutto non è semplice, ma molto semplice: il contorno di qualsiasi lunghezza ragionevole per una casa privata richiederà una pressione di non più di 2 metri minimo per i dispositivi di bilancio.

Aiuto: una caduta di 2 metri fa circolare il sistema di riscaldamento di un edificio di 40 appartamenti.

Il modo più semplice per scegliere le prestazioni è moltiplicare il volume di refrigerante nel sistema di 3: il circuito dovrebbe girare tre volte in un'ora. Pertanto, in un sistema con un volume di 540 litri, è sufficiente una pompa con una capacità di 1,5 m3 / ora (arrotondata).

Un calcolo più accurato viene eseguito utilizzando la formula G = Q / (1.163 * Dt), in cui:

  • G - prestazioni in metri cubi all'ora.
  • Q è la potenza della sezione caldaia o circuito, dove è necessario garantire la circolazione, in kilowatt.
  • 1.163 è un coefficiente correlato alla capacità termica media dell'acqua.
  • Dt è il delta di temperature tra il flusso e il ritorno del circuito.

Suggerimento: per il sistema autonomo, i parametri standard sono 70/50 C.

Con la notoria produzione di calore della caldaia di 36 kW e una temperatura delta di 20 ° C, la capacità della pompa dovrebbe essere di 36 / (1.163 * 20) = 1.55 m3 / h.

A volte le prestazioni sono indicate in litri al minuto. Ricalcolare è facile.

conclusione

Speriamo di aver messo a disposizione del lettore tutti i materiali necessari. Ulteriori informazioni su come calcolare il riscaldamento in una casa privata possono essere trovate nel video allegato. Buona fortuna!

Aggiungi un commento