Cargas térmicas en el sistema. Cálculo de la carga de calor (potencia) para un sistema de calefacción de habitaciones.

Al diseñar un sistema de calefacción, ya sea un edificio industrial o residencial, es necesario realizar cálculos competentes y trazar un circuito del sistema de calefacción. Los especialistas recomiendan prestar especial atención en esta etapa al cálculo de la posible carga de calor en el circuito de calefacción, así como a la cantidad de combustible consumido y el calor generado.

Este término se refiere a la cantidad de calor emitido por los dispositivos de calentamiento. Un cálculo preliminar de la carga de calor nos permite evitar costos innecesarios para la compra de componentes del sistema de calefacción y su instalación. Además, este cálculo ayudará a distribuir correctamente la cantidad de calor generado de manera económica y uniforme en todo el edificio.

Estos cálculos contienen muchos matices. Por ejemplo, el material con el que está construido el edificio, el aislamiento térmico, la región, etc. Los especialistas intentan tener en cuenta tantos factores y características como sea posible para obtener un resultado más preciso.

El cálculo de la carga de calor con errores e imprecisiones conduce a un funcionamiento ineficiente del sistema de calefacción. Incluso sucede que tiene que rehacer áreas de una estructura que ya funciona, lo que inevitablemente conduce a gastos no planificados. Y las organizaciones comunitarias y de vivienda están calculando el costo de los servicios basándose en datos sobre la carga de calor.

Factores clave

Un sistema de calefacción diseñado y diseñado idealmente debe mantener una temperatura ambiente dada y compensar la pérdida de calor resultante. Al calcular la tasa de carga térmica en el sistema de calefacción en un edificio, debe tener en cuenta:

- Finalidad del edificio: residencial o industrial.

- Descripción de elementos estructurales de la estructura. Estas son ventanas, paredes, puertas, techo y sistema de ventilación.

- El tamaño de la casa. Cuanto más grande sea, más poderoso debería ser el sistema de calefacción. Asegúrese de tener en cuenta el área de las aberturas de ventanas, puertas, paredes exteriores y el volumen de cada interior.

- Disponibilidad de habitaciones especiales (baño, sauna, etc.).

- Grado de equipamiento con dispositivos técnicos. Es decir, la disponibilidad de agua caliente, sistemas de ventilación, aire acondicionado y el tipo de sistema de calefacción.

- Condiciones de temperatura para una habitación individual. Por ejemplo, en habitaciones destinadas al almacenamiento, no es necesario mantener una temperatura que sea cómoda para una persona.

- El número de puntos de agua caliente. Cuantos más, más se carga el sistema.

- El área de superficies acristaladas. Las habitaciones con ventanas francesas pierden una cantidad significativa de calor.

- Términos adicionales. En edificios residenciales, este puede ser el número de habitaciones, balcones y logias y baños. En industrial: el número de días hábiles en un año calendario, turnos, la cadena tecnológica del proceso de producción, etc.

- Las condiciones climáticas de la región. Al calcular las pérdidas de calor, se tienen en cuenta las temperaturas de las calles. Si las diferencias son insignificantes, entonces una pequeña cantidad de energía irá a compensación. Mientras que a -40 ° C fuera de la ventana requerirá costos significativos.

Características de las técnicas existentes.

Los parámetros incluidos en el cálculo de la carga de calor están en SNiP y GOST. También tienen coeficientes especiales de transferencia de calor. De los pasaportes de los equipos incluidos en el sistema de calefacción, se toman características digitales que se relacionan con un radiador de calefacción, caldera, etc. en particular y también tradicionalmente:

- consumo de calor llevado al máximo durante una hora de funcionamiento del sistema de calefacción,

- flujo máximo de calor que emana de un radiador,

- consumo total de calor en un determinado período (con mayor frecuencia - temporada); Si se necesita un cálculo horario de la carga en la red de calefacción, el cálculo debe realizarse teniendo en cuenta la diferencia de temperatura durante el día.

Los cálculos realizados se comparan con el área de transferencia de calor de todo el sistema. El indicador es bastante preciso. Algunas desviaciones suceden. Por ejemplo, para edificios industriales, será necesario tener en cuenta la reducción del consumo de energía térmica los fines de semana y días festivos, y en locales residenciales, por la noche.

Los métodos para calcular los sistemas de calefacción tienen varios grados de precisión. Para minimizar el error, es necesario usar cálculos bastante complejos. Se utilizan esquemas menos precisos si el objetivo no es optimizar los costos del sistema de calefacción.

Los principales métodos de cálculo.

Hoy, el cálculo de la carga de calor para calentar un edificio se puede realizar de una de las siguientes maneras.

Tres principales

• Para el cálculo, se toman indicadores agregados.
• La base se toma indicadores de elementos estructurales del edificio. Aquí, será importante calcular la pérdida de calor que va a calentar el volumen interno de aire.
• Todos los objetos incluidos en el sistema de calefacción se calculan y suman.

Un ejemplo

Hay una cuarta opción. Tiene un error suficientemente grande, porque los indicadores se toman muy promediados o no son suficientes. Aquí está esta fórmula - Qot \u003d q0 * a * VH * (tEN - tNRO), donde:

• q0 es la característica térmica específica del edificio (generalmente determinada por el período más frío),
• a - factor de corrección (depende de la región y se toma de las tablas terminadas),
• VH: volumen calculado en los planos exteriores.

Ejemplo de cálculo simple

Para un edificio con parámetros estándar (altura del techo, tamaño de la habitación y buenas características de aislamiento térmico), puede aplicar una proporción simple de parámetros ajustados para un coeficiente dependiendo de la región.

Supongamos que un edificio residencial se encuentra en la región de Arkhangelsk, y su área es de 170 metros cuadrados. La carga de calor será igual a 17 * 1.6 \u003d 27.2 kW / h.

Tal determinación de las cargas térmicas no tiene en cuenta muchos factores importantes. Por ejemplo, las características estructurales de la estructura, la temperatura, el número de paredes, la relación del área de las paredes con las aberturas de las ventanas, etc. Por lo tanto, tales cálculos no son adecuados para proyectos serios del sistema de calefacción.

Cálculo del radiador de calefacción por área.

Depende del material del que están hechos. La mayoría de las veces se usan radiadores bimetálicos, de aluminio, de acero y mucho menos de hierro fundido. Cada uno de ellos tiene su propio indicador de transferencia de calor (energía térmica). Los radiadores bimetálicos con una distancia entre ejes de 500 mm tienen un promedio de 180 a 190 vatios. Los radiadores de aluminio tienen casi el mismo rendimiento.

La transferencia de calor de los radiadores descritos se calcula por sección. Los radiadores de placa de acero no son separables. Por lo tanto, su transferencia de calor se determina en función del tamaño de todo el dispositivo. Por ejemplo, la potencia térmica de un radiador de doble hilera con un ancho de 1,100 mm y una altura de 200 mm será de 1,010 W, y un radiador de panel de acero con un ancho de 500 mm y una altura de 220 mm será de 1,644 W.

El cálculo del radiador de calefacción por área incluye los siguientes parámetros básicos:

- altura del techo (estándar - 2,7 m),

- potencia térmica (por m2 M - 100 W),

- una pared externa

Estos cálculos muestran que por cada 10 metros cuadrados. Necesito 1.000 vatios de energía térmica. Este resultado se divide por el retorno térmico de una sección. La respuesta es el número requerido de secciones del radiador.

Para las regiones del sur de nuestro país, así como para las del norte, se han desarrollado coeficientes reductores y crecientes.

Cálculo promedio y preciso

Dados los factores descritos, el cálculo promedio se realiza de acuerdo con el siguiente esquema. Si por 1 cuadrado. m requiere 100 vatios de flujo de calor, luego una habitación de 20 metros cuadrados. m debería recibir 2.000 vatios. Un radiador (popular bimetálico o de aluminio) de ocho secciones emite alrededor de 150 vatios. Divide 2,000 por 150, obtenemos 13 secciones. Pero este es un cálculo bastante ampliado de la carga de calor.

El exacto parece un poco intimidante. Nada realmente complicado. Aquí está la fórmula:

Qt \u003d 100 W / m2 × S (habitaciones) m2 × q1 × q2 × q3 × q4 × q5 × q6 × q7, donde:

• q1 - tipo de acristalamiento (normal \u003d 1.27, doble \u003d 1.0, triple \u003d 0.85);
• q2 - aislamiento de la pared (débil o ausente \u003d 1.27, pared colocada en 2 ladrillos \u003d 1.0, moderna, alta \u003d 0.85);
• q3 es la relación entre el área total de las aberturas de las ventanas y el área del piso (40% \u003d 1.2, 30% \u003d 1.1, 20% - 0.9, 10% \u003d 0.8);
• q4 - temperatura exterior (se toma el valor mínimo: -35 ° C \u003d 1.5, -25 ° C \u003d 1.3, -20 ° C \u003d 1.1, -15 ° C \u003d 0.9, -10 ° C \u003d 0.7);
• q5 es el número de paredes externas en la habitación (las cuatro \u003d 1.4, tres \u003d 1.3, la habitación de la esquina \u003d 1.2, una \u003d 1.2);
• q6 - tipo de sala de cálculo por encima de la sala de cálculo (ático frío \u003d 1.0, ático cálido \u003d 0.9, habitación residencial con calefacción \u003d 0.8);
• q7 - altura del techo (4.5 m \u003d 1.2, 4.0 m \u003d 1.15, 3.5 m \u003d 1.1, 3.0 m \u003d 1.05, 2.5 m \u003d 1.3).

Según cualquiera de los métodos descritos, es posible calcular la carga de calor de un edificio de apartamentos.

Cálculo aproximado

Las condiciones son las siguientes. La temperatura mínima en la estación fría es de -20 ° C. Habitación 25 sq. m con triple acristalamiento, ventanas de doble acristalamiento, altura de techo de 3,0 m, paredes de dos ladrillos y un ático sin calefacción. El cálculo será el siguiente:

Q \u003d 100 W / m2 × 25 m2 × 0.85 × 1 × 0.8 (12%) × 1.1 × 1.2 × 1 × 1.05.

El resultado, 2,356.20, se divide por 150. Como resultado, resulta que en la sala con los parámetros especificados necesita instalar 16 secciones.

Si se necesita el cálculo en gigacalorías

En ausencia de un medidor de energía térmica en un circuito de calefacción abierto, el cálculo de la carga de calor para calentar un edificio se calcula utilizando la fórmula Q \u003d V * (T1 - T2) / 1000, donde:

• V - la cantidad de agua consumida por el sistema de calefacción se calcula en toneladas o m3,
• T1: un número que indica la temperatura del agua caliente, se mide en ° C y para los cálculos se toma la temperatura correspondiente a una cierta presión en el sistema. Este indicador tiene su propio nombre: entalpía. Si no es posible tomar indicadores de temperatura de manera práctica, recurra al indicador promedio. Está en el rango de 60-65 ° C.
• T2 - temperatura del agua fría. Es bastante difícil medirlo en el sistema, por lo que se han desarrollado indicadores constantes que dependen del régimen de temperatura en la calle. Por ejemplo, en una de las regiones, en la estación fría, este indicador se toma igual a 5, en el verano - 15.
• 1,000 - coeficiente para obtener el resultado inmediatamente en gigacalorías.

En el caso de un circuito cerrado, la carga térmica (gcal / hora) se calcula de manera diferente:

Q de \u003d α * qо * V * (tв - tн.р) * (1 + Кн.р) * 0,000001, donde

El cálculo de la carga de calor está algo ampliado, pero es esta fórmula la que se da en la literatura técnica.

Examen de imagen térmica

Cada vez más, para aumentar la eficiencia del sistema de calefacción, recurriendo a estudios de imágenes térmicas de la estructura.

Estas obras se llevan a cabo en la oscuridad. Para obtener un resultado más preciso, debe observar la diferencia de temperatura entre la habitación y la calle: debe ser de al menos 15 °. La luz del día y las lámparas incandescentes se apagan. Es aconsejable quitar al máximo las alfombras y los muebles, ya que derriban el dispositivo y producen algún error.

La encuesta se lleva a cabo lentamente, los datos se registran cuidadosamente. El esquema es simple.

La primera etapa del trabajo se lleva a cabo en interiores. El dispositivo se mueve gradualmente de puerta a ventana, prestando especial atención a las esquinas y otras juntas.

La segunda etapa es un examen de imagen térmica de las paredes externas de la estructura. Las juntas, especialmente la conexión con el techo, aún se están examinando a fondo.

La tercera etapa es el procesamiento de datos. Primero, el instrumento hace esto, luego las lecturas se transfieren a la computadora, donde los programas correspondientes finalizan el procesamiento y dan el resultado.

Si la encuesta fue realizada por una organización autorizada, emitirá un informe con recomendaciones vinculantes basadas en los resultados del trabajo. Si el trabajo se llevó a cabo personalmente, debe confiar en su conocimiento y, posiblemente, en la ayuda de Internet.

Al equipar un edificio con un sistema de calefacción, se deben tener en cuenta muchas cosas, comenzando por la calidad de los consumibles y el equipo funcional y terminando con los cálculos de la potencia de la unidad requerida. Entonces, por ejemplo, debe calcular la carga de calor para calentar un edificio, cuya calculadora será muy útil. Se lleva a cabo de acuerdo con varios métodos, que tienen en cuenta una gran cantidad de matices. Por lo tanto, le sugerimos que eche un vistazo más de cerca a este problema.

  Indicadores promediados como base para calcular la carga de calor

Para calcular correctamente el calentamiento de una habitación por el volumen de refrigerante, es necesario determinar los siguientes datos:

• la cantidad de combustible requerida;
• rendimiento de la unidad de calentamiento;
• la eficiencia del tipo prescrito de recursos de combustible.

Para eliminar las engorrosas fórmulas computacionales, los especialistas de viviendas y empresas comunales han desarrollado una metodología y un programa únicos con los que literalmente puede calcular la carga de calor en la calefacción y otros datos necesarios para el diseño de la unidad de calefacción en solo unos minutos. Además, utilizando esta técnica, es posible determinar correctamente la capacidad cúbica de un refrigerante para calentar una habitación en particular, independientemente del tipo de recursos de combustible.

  Fundamentos y características de la metodología.

Los empleados de las empresas catastrales a menudo recurren a una técnica de este tipo, que se puede usar usando una calculadora para calcular la energía térmica para calentar un edificio, para determinar la eficiencia económica y tecnológica de varios programas destinados a la conservación de la energía. Además, con la ayuda de tales técnicas computacionales y computacionales, se introducen nuevos equipos funcionales en los proyectos y se lanzan procesos de eficiencia energética.

Entonces, para realizar el cálculo de la carga de calor para calentar el edificio, los especialistas recurren al uso de la siguiente fórmula:

• a es el coeficiente que muestra las correcciones de la diferencia en el régimen de temperatura del aire externo al determinar la eficiencia del sistema de calefacción;
• t i, t 0 - diferencia de temperatura en la habitación y en la calle;
• q 0 es el exponente específico, que se determina mediante cálculos adicionales;
• K u.p - coeficiente de infiltración, teniendo en cuenta todo tipo de pérdida de calor, comenzando por las condiciones climáticas y terminando con la ausencia de una capa de aislamiento térmico;
• V es el volumen de la estructura, que necesita calefacción.

  Cómo calcular el volumen de una habitación en metros cúbicos (m 3)

La fórmula es muy primitiva: solo necesitas multiplicar la longitud, el ancho y la altura de la habitación. Sin embargo, esta opción solo es adecuada para determinar la capacidad cúbica de una estructura que tiene una forma cuadrada o rectangular. En otros casos, este valor se determina de una manera ligeramente diferente.

Si la sala es de forma irregular, entonces la tarea es algo más complicada. En este caso, es necesario dividir el área de las habitaciones en figuras simples y determinar la capacidad cúbica de cada una de ellas, haciendo todas las mediciones por adelantado. Solo queda sumar los números. Los cálculos deben realizarse en las mismas unidades, por ejemplo, en metros.

En el caso de que la estructura para la cual se realiza un cálculo ampliado de la carga de calor del edificio esté equipada con un ático, la capacidad cúbica se determina multiplicando la sección horizontal de la casa (estamos hablando del indicador que se toma desde el nivel de la superficie del piso del primer piso) a su altura máxima, teniendo en cuenta El punto más alto de la capa de aislamiento del ático.

Antes de calcular el volumen de la sala, es necesario tener en cuenta el hecho de la disponibilidad. pisos de sótano  o sótanos. También necesitan calefacción, y si hay alguna, entonces se debe agregar otro 40% del área de estas habitaciones a la capacidad cúbica de la casa.

Para determinar el coeficiente de infiltración, K u.p, puede tomar la siguiente fórmula como base:

donde es la raíz de la capacidad cúbica total de las habitaciones en la estructura, y n es el número de habitaciones en el edificio.

  Posible pérdida de energía.

Para que el cálculo sea lo más preciso posible, se deben tener en cuenta absolutamente todos los tipos de pérdidas de energía. Entonces, los principales son:

• a través del ático y el techo, si no los calienta adecuadamente, la unidad de calefacción pierde hasta un 30% de energía térmica;
• si hay ventilación natural en la casa (chimenea, ventilación regular, etc.), se consume hasta el 25% de la energía térmica;
• si los techos de las paredes y la superficie del piso no están aislados, entonces a través de ellos puede perder hasta el 15% de la energía, lo mismo pasa a través de las ventanas.

Cuantas más ventanas y puertas en la vivienda, más pérdida de calor. Con un aislamiento térmico de baja calidad de la casa, en promedio, hasta el 60% del calor atraviesa el piso, el techo y la fachada. Los más grandes en la superficie de transferencia de calor son la ventana y la fachada. En primer lugar, se cambian las ventanas de la casa, después de lo cual comienzan a calentarse.

Dada la posible pérdida de energía, debe excluirlos recurriendo a un material aislante del calor o agregar su valor al determinar la cantidad de calor para calentar la habitación.

En cuanto a la disposición de las casas de piedra, cuya construcción ya se ha completado, es necesario tener en cuenta las mayores pérdidas de calor al comienzo del período de calentamiento. En este caso, es necesario tener en cuenta la fecha de finalización de la construcción:

• de mayo a junio - 14%;
• septiembre - 25%;
• de octubre a abril - 30%.

Suministro de agua caliente

El siguiente paso es calcular la carga promedio de agua caliente en la temporada de calefacción. Para hacer esto, use la siguiente fórmula:

• a - la tasa diaria promedio de uso de agua caliente (este valor está normalizado y se puede encontrar en la tabla SNiP Apéndice 3);
• N - el número de residentes, empleados, estudiantes o niños (si estamos hablando de un preescolar) en el edificio;
• t_c-valor de la temperatura del agua (medido de hecho o tomado de datos de referencia promediados);
• T es el período de tiempo durante el cual se suministra agua caliente (si hablamos de suministro de agua por hora);
• Q_ (t.n) es el coeficiente de pérdida de calor del sistema de suministro de agua caliente.

  ¿Es posible regular las cargas en la unidad de calefacción?

Hace solo unas décadas, esta era una tarea poco realista. Hoy en día, casi todas las calderas de calefacción modernas para uso industrial y doméstico están equipadas con reguladores de carga de calor (PTH). Gracias a tales dispositivos, la potencia de las unidades de calefacción se mantiene en un nivel determinado y se excluyen los saltos y los pases durante su funcionamiento.

Los reguladores de carga térmica pueden reducir los costos financieros para el pago de los recursos energéticos para calentar la estructura.

Esto se debe al límite de potencia fijo del equipo, que, independientemente de su funcionamiento, no cambia. Esto es especialmente cierto en el caso de las empresas industriales.

No es tan difícil hacer un proyecto por su cuenta y hacer cálculos de la carga de las unidades de calefacción que proporcionan calefacción, ventilación y aire acondicionado en el edificio, lo principal es ser paciente y tener los conocimientos necesarios.

VIDEO: Cálculo de baterías de calentamiento. Reglas y errores

La instalación de un sistema de calefacción autónomo para una casa privada o un apartamento de la ciudad siempre comienza con la creación de un proyecto. Una de las tareas principales que enfrentan los especialistas en esta etapa es determinar la demanda total de espacio disponible para la energía del refrigerante calentado para calefacción y, si es necesario, el suministro de agua caliente.

Para esto, generalmente se realiza el cálculo del valor de las cargas térmicas o el cálculo de ingeniería térmica de la habitación.

¿Por qué necesitamos el cálculo de cargas térmicas?

Cálculo de energía calorífica para calefacción.  necesario para la correcta determinación de las características del sistema, teniendo en cuenta las características individuales del objeto: el tipo y el propósito del edificio, el número de personas que viven, el material y la configuración de cada habitación, la ubicación geográfica y muchos otros. El cálculo del tamaño de la carga de calor es el punto de partida para futuros cálculos de los parámetros del equipo de calefacción:

• Selección de potencia de caldera. Este es el factor más importante que determina la efectividad del sistema de calefacción en su conjunto. El rendimiento de la caldera debe garantizar el funcionamiento ininterrumpido de todos los consumidores en cualquier condición, incluso a las temperaturas más bajas (en el período de cinco días más frío). Sin embargo, con el exceso de potencia de la caldera, parte de la energía generada y, por lo tanto, el dinero de los propietarios, literalmente volará a la tubería;
• Coordinación de conexión a la red de gas.. Para obtener permiso para unirse al gasoducto, es necesario desarrollar especificaciones para la conexión. La solicitud debe indicar el consumo anual planificado de gas y la evaluación de la capacidad calorífica total de todos los consumidores;
• Calculo  equipo periférico. El tipo y las características de las baterías, la longitud y la sección transversal de las tuberías, el rendimiento de la bomba de circulación y muchos otros parámetros también se determinan como resultado del cálculo de las cargas de calor.

Técnicas aproximadas de evaluación

El cálculo preciso de la calefacción de espacios es una tarea de ingeniería compleja que requiere ciertas calificaciones y la disponibilidad de conocimientos especiales. Es por eso que con mayor frecuencia se asigna a especialistas.

Sin embargo, como en algunos otros casos, existen métodos más simples que dan una estimación aproximada de la energía térmica requerida y se pueden realizar de forma independiente.

Se pueden distinguir los siguientes métodos para determinar la carga de calor:

• Calculo  por área. Existe la opinión de que la construcción de casas residenciales generalmente se lleva a cabo de acuerdo con proyectos que ya tienen en cuenta las características climáticas de una región en particular e implican el uso de materiales que proporcionan el equilibrio térmico necesario. Por lo tanto, al instalar un sistema de calefacción con un grado de precisión suficiente, puede usar el factor de potencia específico, que no depende de las características específicas del edificio.
  

  Para Moscú y la región, este coeficiente generalmente se toma igual a 100-150 W / m 2, y la carga total se calcula multiplicándolo por el área total de la habitación.

• Contabilidad de volumen y temperatura.. Un algoritmo un poco más complejo le permite tener en cuenta la altura de los techos, el nivel de confort en la zona de calefacción y también, muy aproximadamente, tener en cuenta las características del edificio en sí.
  

  La carga térmica se calcula mediante la fórmula: Q \u003d V * ΔT * K / 860. Aquí V es el volumen (el producto de la longitud, el ancho y la altura de la habitación), ΔT es la diferencia de temperatura dentro y fuera, K es el coeficiente de pérdida de energía térmica.

  Es con la ayuda del coeficiente K que las características de diseño del edificio se establecen en el cálculo. Por ejemplo, para estructuras de doble albañilería  con un techo convencional, el valor de K se toma del rango de 1.0–1.9, y para estructuras de madera simplificadas puede alcanzar 3.0–4.0.

• El método de los indicadores agregados.. Este método es similar al anterior, pero se utiliza para determinar la carga de calor al instalar un sistema de calefacción para objetos grandes, por ejemplo, edificios de apartamentos.

A pesar de la simplicidad y la accesibilidad, estos métodos ofrecen solo una estimación aproximada de la carga de calor de su hogar o departamento. Los resultados obtenidos con su ayuda pueden diferir de los reales, tanto hacia arriba como hacia abajo. Las desventajas de un sistema de calefacción de baja potencia son obvias, pero tampoco es deseable colocar deliberadamente una reserva de energía irracional. El uso de equipos más productivos que los requeridos conducirá a su rápido desgaste, consumo excesivo de energía eléctrica y combustible.

Se recomienda poner en práctica las fórmulas anteriores con mucho cuidado. Dichos cálculos pueden justificarse en los casos más simples, por ejemplo, al elegir una bomba de circulación para una caldera existente o para obtener estimaciones aproximadas del costo de la calefacción.

Cálculo preciso de la carga de calor.

La efectividad del aislamiento térmico de cualquier habitación depende de sus características de diseño. Se sabe que la mayor parte de la pérdida de calor (hasta 40%) recae en paredes externas, 20% - en sistemas de ventanas, 10% - en el techo y el piso. El resto del calor atraviesa las puertas y la ventilación. Obviamente, el cálculo de la carga de calentamiento necesariamente debe tener en cuenta estas características de la distribución de energía térmica. Para esto, se utilizan los coeficientes correspondientes:

• K 1: tiene en cuenta el tipo de ventanas. Para ventanas de doble acristalamiento de dos cámaras, su valor es 1, para ventanas de doble acristalamiento de tres cámaras - 0.85, para acristalamiento ordinario - 1, 27;
• K 2 - aislamiento térmico de las paredes. Puede variar de 1 para hormigón celular con conductividad térmica mejorada a 1,5 para albañilería en ladrillos y bloques de hormigón y medio;
• K 3 - la configuración de la habitación (la proporción del área de ventanas y piso). Naturalmente, cuantas más ventanas, más energía térmica va a la calle. Con un tamaño de acristalamiento del 20% del área del piso, este coeficiente es igual a la unidad, con un aumento en la proporción de ventanas al 50%, también aumenta a 1.5;
• A 4 - la temperatura mínima de la calle durante toda la temporada. Aquí la lógica también es obvia: cuanto más frío está en la calle, se deben hacer mayores ajustes al cálculo de las cargas térmicas. La unidad toma una temperatura de -20 ° C, luego se agrega o resta 0,1 por cada 5 ° C;
• A 5 - el número de paredes externas. Para una pared, el coeficiente es 1, para dos y tres - 1.2, para cuatro - 1.33;
• K 6 - el tipo de habitación encima de la habitación en cuestión. Si el piso residencial está arriba, entonces 0.82, si el ático cálido es 0.91, para un ático frío el valor del coeficiente es 1.0;
• K 7: tiene en cuenta la altura de los techos. La mayoría de las veces es 1.0 para una altura de 2.5 mo 1.05 para 3 m.

Una vez determinados todos los factores de corrección, puede calcular la carga térmica para cada habitación:

Q i \u003d q * S i * K 1 * K 2 * K 3 * K 4 * K 5 * K 6 * K 7,

donde q \u003d 100 W / m 2 y S i es el área de la habitación. De la fórmula se puede ver que cada uno de estos coeficientes aumenta el valor calculado de pérdida de calor si su valor es mayor que la unidad, y lo disminuye de otra manera.

Resumiendo la pérdida de calor de todas las habitaciones, obtenemos el valor total de la potencia del sistema de calefacción:

Q \u003d Σ Q i, i \u003d 1 ... N,

donde N es el número de habitaciones en la casa. Este valor generalmente se incrementa en un 15-20% para crear una reserva de energía térmica para casos imprevistos: heladas muy severas, violación del aislamiento térmico, una ventana rota, etc.

Ejemplo práctico de cálculo

Como ejemplo, consideramos el cálculo de la potencia del equipo necesario para calentar las instalaciones de una casa de madera con un área de 150 m 2, que tiene un ático cálido, tres paredes externas y ventanas de doble acristalamiento. El área de acristalamiento es del 25%, la altura de las paredes es de 2.5 m. Consideraremos que la temperatura exterior en los días más fríos de cinco días es de -28 ° C.

Determinamos los factores de corrección:

• K 1 \u003d 1.0 (ventana de doble cámara de doble acristalamiento).
• K 2 \u003d 1.25 (material de la pared - madera).
• K 3 \u003d 1.1 (para un área de acristalamiento de 21 - 29%).
• K 4 \u003d 1.16 (consideramos el método de interpolación para valores extremos: 1.1 a -25 ° C y 1.2 a -30 ° C).
• A 5 \u003d 1.22 - tres paredes externas.
• Para 6 \u003d 0,91 - en la parte superior hay un ático cálido.
• K 7 \u003d 1.0 - altura del techo 2.5 m.

Consideramos la carga de calor total:

Q \u003d 100 W / m 2 * 135 m 2 * 1.0 * 1.25 * 1.1 * 1.16 * 1.22 * 0.91 * 1.0 \u003d 23.9 kW.

Ahora determinamos la potencia del sistema de calefacción: W \u003d Q * 1.2 \u003d 28.7 kW.

Tenga en cuenta que si para el cálculo usáramos una metodología simplificada basada en tener en cuenta solo el área de la habitación, obtendríamos 15–22.5 kW (100–150 W x 150 m 2). El sistema funcionaría al límite, sin un margen de poder. Por lo tanto, este ejemplo una vez más enfatiza la importancia de aplicar métodos precisos para determinar las cargas térmicas en el calentamiento.

CÁLCULO

cargas de calor y cantidad anual

calor y combustible para una sala de calderas

edificio residencial individual

Moscú 2005

OVK Engineering LLC

Moscú 2005

Parte general y datos iniciales

  Este cálculo se realiza para determinar el consumo anual de calor y combustible necesarios para una sala de calderas diseñada para la calefacción y el suministro de agua caliente de un edificio residencial individual. El cálculo de las cargas térmicas se realiza de acuerdo con lo siguiente documentos normativos:

  MDK 4-05.2004 "Metodología para determinar la necesidad de combustible, energía eléctrica y agua en la producción y transmisión de energía térmica y portadores de calor en sistemas de suministro de calor comunal" (Gosstroy de la Federación de Rusia 2004); SNiP 23-01-99 "Climatología de la construcción"; SNiP 41-01-2003 "Calefacción, ventilación y aire acondicionado"; SNiP 2.04.01-85 * "Suministro interno de agua y alcantarillado de edificios".

Característica del edificio:

  Volumen de construcción del edificio - 1460 m² Superficie total - 350.0 m² Superficie habitable - 107.8 m² Número estimado de residentes - 4 personas

Climatol datos lógicos del área de construcción:

  Lugar de construcción: Federación de Rusia, región de Moscú, Domodedovo

Temperaturas de diseño  aire:

  Para el diseño del sistema de calefacción: t \u003d -28 ºС Para el diseño del sistema de ventilación: t \u003d -28 ºС En habitaciones con calefacción: t \u003d +18 C

  Factor de corrección α (a -28 С) - 1.032

  La característica de calefacción específica del edificio es q \u003d 0.57 [Kcal / m · h С]

Período de calentamiento:

  Duración: 214 días Temperatura promedio del período de calentamiento: t \u003d -3.1 ºС Promedio del mes más frío \u003d -10.2 ºС Eficiencia de la caldera - 90%

Datos iniciales para el cálculo del suministro de agua caliente:

  Modo de funcionamiento: 24 horas al día; Duración del suministro de agua caliente en el período de calentamiento - 214 días; Duración del suministro de agua caliente en el período de verano - 136 días; Temperatura del agua del grifo en el período de calentamiento - t \u003d +5 C Temperatura del agua del grifo en el período de verano - t \u003d +15  C El coeficiente de cambio en el flujo de agua caliente según el período del año es β \u003d 0,8. La tasa de flujo de agua para el suministro de agua caliente por día es de 190 l / persona. La tasa de consumo de agua caliente por hora es de 10,5 l / persona. Eficiencia de la caldera: 90% de eficiencia de la caldera: 86%

  Zona de Humedad - "Normal"

Las cargas máximas por hora de los consumidores son las siguientes:

  Para calefacción - 0.039 Gcal / hora Para agua caliente - 0.0025 Gcal / hora Para ventilación - no

  El consumo total máximo de calor por hora, teniendo en cuenta las pérdidas de calor en las redes y para las necesidades propias: 0,0415 Gcal / hora

  Para calentar un edificio residencial, se proporciona una sala de calderas, equipada con una caldera de gas de la marca Ishma-50 (capacidad 48 kW). Para el suministro de agua caliente, está prevista la instalación de una caldera de gas Ariston SGA 200 de 195 L (capacidad de 10,1 kW)

  La capacidad de la caldera de calentamiento es 0.0413 Gcal / hora

  Potencia de la caldera - 0,0087 Gcal / hora

  Combustible - gas natural; El consumo anual total de combustible natural (gas) será de 0.0155 millones de nm 3 por año o 0.0177 mil toneladas de combustible equivalente equivalente. por año de combustible equivalente.

El cálculo fue: L.A. Altshuler

LISTA

Datos presentados por las oficinas centrales regionales, empresas (asociaciones) a la Administración de la Región de Moscú junto con una petición para establecer el tipo de combustible para empresas (asociaciones) y plantas que consumen calor.

Preguntas generales

Preguntas	Las respuestas
Ministerio (departamento)	Burlakov V.V.
La empresa y su ubicación (región, distrito, asentamiento, calle)	Edificio residencial individual ubicado en: Región de Moscú, Domodedovo st. Ruiseñor, 1
Distancia del objeto a: - estación de ferrocarril - tubería de gas - base de productos petroleros - la fuente de suministro de calor más cercana (TPP, sala de calderas) con una indicación de su capacidad, carga y accesorios
Disponibilidad de la empresa para el uso de recursos de combustible y energía (existentes, proyectados, en construcción) indicando la categoría	en construcción, residencial
Documentos, aprobaciones (conclusiones), fecha, número, nombre de la organización: - sobre el uso de gas natural, carbón; - sobre el transporte de combustible líquido; - sobre la construcción de una sala de calderas individual o ampliada.	Permiso de software Mosoblgaz No. _______ de ___________ Permiso del Ministerio de Vivienda y Servicios Públicos, Combustible y Energía de la Región de Moscú No. _______ de ___________
Sobre la base de qué documento es la empresa diseñada, construida, ampliada, reconstruida
El tipo y la cantidad (t.t.u) del combustible utilizado actualmente y sobre la base de qué documento (fecha, número, consumo establecido), para combustible sólido indican su campo, y para el carbón de Donetsk - su marca	no utilizado
Tipo de combustible solicitado, consumo anual total (t.t.u) y año de inicio del consumo	gas natural 0.0155 mil toneladas de combustible equivalente por año; Año 2005
El año en que la empresa alcanza su capacidad de diseño, el consumo total anual de combustible (mil toneladas de combustible equivalente) este año	Año 2005; 0.0177 mil toneladas de combustible equivalente

Plantas de calderas

a) demanda de calor

Para lo que necesita	La carga térmica máxima conectada (Gcal / hora)		Número de horas de trabajo por año.	Demanda anual de calor (Gcal)		Cobertura de demanda de calor (Gcal / año)
	Existente	imponible, incluyendo			Proyecto mayo, incluyendo	Koh tel Naya	enérgico ir a los recursos	Debido a otros
Agua caliente suministro
lo que necesita
consumo
real sala de calderas
Pérdida de calor

Nota:  1. En la columna 4, indique entre paréntesis el número de horas de operación de equipos tecnológicos por año a cargas máximas. 2. En las columnas 5 y 6 se muestra el suministro de calor a terceros consumidores.

b) la composición y características del equipo de caldera, tipo y anual

consumo de combustible

Tipo de calderas por grupos			Combustible utilizado			Combustible solicitado
			Tipo de base reservar	consumo	consumo aullando	Tipo de base reservar	consumo	consumo aullando
Funcionamiento de ellos: desmantelado
Ishma-50 Ariston SGA 200		0,050						mil toneladas de combustible equivalente por año;

Nota:  1. El consumo anual de combustible indica el total de los grupos de calderas. 2. Especifique el consumo específico de combustible teniendo en cuenta las propias necesidades de la sala de calderas. 3. En las columnas 4 y 7, indique el método de quema de combustible (lecho, cámara, en un lecho fluidizado).

Consumidores de calor

	Consumidores de calor	Carga térmica máxima (Gcal / hora)			Tecnología
		Calefacción		Suministro de agua caliente
	Edificio residencial
	Edificio residencial
	Total para edificio residencial

Demanda de calor para necesidades industriales

	Consumidores de calor	Nombre del producto	produccion	Consumo de calor específico por unidad. produccion	Consumo anual de calor

Plantas tecnológicas que consumen combustible

a) la capacidad de la empresa para producir los principales tipos de productos

Tipo de producto	Lanzamiento anual (indicar unidad)		Consumo de combustible específico (kg equivalente / unidad de producción)
	existente	diseñado	actual	estimado

b) la composición y características de los equipos tecnológicos,

tipo y consumo anual de combustible

Tipo de tecnología equipo			Combustible utilizado		Combustible solicitado
				Gasto anual (informes) mil toneladas de combustible equivalente		Gasto anual (informes) de que año mil toneladas de combustible equivalente

Nota:  1. Además del combustible solicitado, indique otros tipos de combustible en los que pueden operar las plantas de proceso.

Uso de combustible y calor recursos secundarios

Recursos secundarios de combustible				Recursos termales secundarios
Ver, fuente	mil toneladas de combustible equivalente	Cantidad de combustible usado (mil toneladas de combustible equivalente)		Ver, fuente	mil toneladas de combustible equivalente	Cantidad de calor usado (mil Gcal / hora)
		Existente				Criatura

CÁLCULO

consumo de calor y combustible por hora y anual

Consumo máximo de calor por hora porla calefacción del consumidor se calcula mediante la fórmula:

Qot. \u003d Vzd. x qot. x (Tv. - Tr.) x x [Kcal / hora]

Donde: Vzd. (M³) - el volumen del edificio; qde. (kcal / hora * m³ * ºС) - característica térmica específica del edificio; α - factor de corrección para un cambio en las características de calefacción de edificios a una temperatura que no sea -30ºС.

Flujo horario máximoel calor para la ventilación se calcula mediante la fórmula:

Qvent. \u003d Vн. x qvent. x (TV - Tr.) [Kcal / hora]

Donde: qvent. (kcal / hora * m³ * ºС) - característica de ventilación específica del edificio;

La fórmula calcula el consumo medio de calor durante el período de calentamiento para las necesidades de calefacción y ventilación:

  para calentar:

Q.p. \u003d Q de. x (Tv. - Ts.r.ot.) / (Tv. - Trot.) [Kcal / hora]

Para ventilación:

Q.p. \u003d Qvent. x (Tv. - Ts.r.ot.) / (Tv. - Trot.) [Kcal / hora]

El consumo anual de calor del edificio está determinado por la fórmula:

Qot.año \u003d 24 x Q promedio x P [Gcal / año]

Para ventilación:

Qot.año \u003d 16 x Qav. x P [Gcal / año]

Consumo de calor promedio por hora para el período de calentamiento.para el suministro de agua caliente de edificios residenciales está determinada por la fórmula:

Q \u003d 1.2 m x a x (55 - Tx.z.) / 24 [Gcal / año]

Donde: coeficiente 1,2 teniendo en cuenta la transferencia de calor en la habitación desde la tubería de los sistemas de suministro de agua caliente (1 + 0.2); a - la tasa de consumo de agua en litros a una temperatura de 55 ° C para edificios residenciales por persona por día, debe tomarse de acuerdo con el capítulo de SNiP sobre el diseño del suministro de agua caliente; Th.z. - temperatura del agua fría (grifo) durante el período de calentamiento, tomada igual a 5ºС.

El consumo promedio de calor por hora para el suministro de agua caliente en el período de verano está determinado por la fórmula:

Qav.op.h. \u003d Q x (55 - Tx.l.) / (55 - Tx.z.) x B [Gcal / año]

Donde: B - coeficiente teniendo en cuenta la disminución en el flujo promedio de agua por hora para el suministro de agua caliente de viviendas y edificios publicos  en el período de verano en relación con la calefacción, se toma igual a 0,8; Th.l. - la temperatura del agua fría (grifo) en el verano, tomada igual a 15ºС.

El consumo promedio de calor por hora para el suministro de agua caliente está determinado por la fórmula:

Q año en adelante \u003d 24Qg.p.h.v.p. + 24Qc.p.g.v. * * (350 - Po) * B \u003d

Promedio 24Q de año a año + Promedio 24Q de año a año (55 - Tkh.l.) / (55 - Tkh.z.) x V [Gcal / año]

Consumo total anual de calor:

Qyear \u003d Qyear de. + Qyear vent. + Qyear en adelante + Qyr + Q año de tecnología. [Gcal / año]

El cálculo del consumo anual de combustible está determinado por la fórmula:

Wu.t. \u003d Qyear x 10ˉ 6 / Q. x η

Donde: Q. - menor valor calorífico del combustible estándar igual a 7000 kcal / kg equivalente; η es la eficiencia de la caldera; Qyear: consumo total anual de calor para todo tipo de consumidores.

CÁLCULO

cargas térmicas y cantidad anual de combustible

Cálculo de las cargas máximas de calentamiento por hora:

1.1. Edificio residencial:  Consumo máximo de calefacción por hora:

Qmax. \u003d 0.57 x 1460 x (18 - (-28)) x 1.032 \u003d 0.039 [Gcal / hora]

Total para   edificio residencial: Q max. \u003d 0.039 Gcal / hora Total, teniendo en cuenta las necesidades propias de la sala de calderas: Q max. \u003d 0.040 Gcal / hora

Cálculo del consumo medio de calor por hora y por año para calefacción:

2.1. Edificio residencial:

Qmax. \u003d 0.039 Gcal / hora

Q prom. \u003d 0.039 x (18 - (-3.1)) / (18 - (-28)) \u003d 0.0179 [Gcal / hora]

Q año desde. \u003d 0.0179 x 24 x 214 \u003d 91.93 [Gcal / año]

Teniendo en cuenta las propias necesidades de la sala de calderas (2%) Qyear de. \u003d 93.77 [Gcal / año]

Total para   edificio residencial:

Consumo medio de calor por hora   para calentar Q mié desde \u003d 0.0179 Gcal / hora

Consumo total anual de calor para calentar Q año desde. \u003d 91,93 Gcal / año

Consumo total anual de calor para calefacción, teniendo en cuenta las propias necesidades de la sala de calderas Q año desde. \u003d 93,77 Gcal / año

Cálculo de cargas máximas por hora en ACS:

1.1. Edificio residencial:

Qmax agua caliente \u003d 1.2 x 4 x 10.5 x (55 - 5) x 10 ^ (- 6) \u003d 0.0025 [Gcal / hora]

Total para un edificio residencial: Q agua caliente máxima \u003d 0.0025 Gcal / hora

Cálculo promedio anual y anual nuevo consumo de calor para agua caliente sanitaria:

2.1. Edificio residencial: Consumo de calor promedio por hora para agua caliente:

Q prom. \u003d 1.2 x 4 x 190 x (55 - 5) x 10 ^ (- 6) / 24 \u003d 0.0019 [Gcal / hora]

Q prom. \u003d 0.0019 x 0.8 x (55-15) / (55-5) / 24 \u003d 0.0012 [Gcal / hora]

Godotconsumo de calor ACS:  Q año desde. \u003d 0.0019 x 24 x 214 + 0.0012 x 24 x 136 \u003d 13.67 [Gcal / año] Total en agua caliente:

Consumo medio de calor por hora durante la temporada de calefacción Q cf. suministro de agua caliente \u003d 0.0019 Gcal / hora

Consumo medio de calor por hora en verano Q cf. suministro de agua caliente \u003d 0.0012 Gcal / hora

Consumo total anual de calor Q año de agua caliente \u003d 13,67 Gcal / año

Cálculo de la cantidad anual de gas natural.

y combustible equivalente :

∑ Qaño \u003d ∑Qaño desde. +Qaño de agua caliente \u003d 107,44 Gcal / año

El consumo anual de combustible será:

Vgod \u003d ∑Año x 10ˉ 6 /Q.n. x η

Consumo anual de combustible

(gas natural) para la sala de calderas será:

Caldera (eficiencia \u003d 86%) : Vgod Nat. \u003d 93.77 x 10ˉ 6 / 8000 x 0,86 \u003d 0,0136 mln.nm³ por año Caldera (eficiencia \u003d 90%): \u003d 13,67 x 10ˉ 6 / 8000 x 0.9 \u003d 0.0019 millones de nm –3 por año Total : 0.0155 ppm    por año

El consumo anual equivalente de combustible para la sala de calderas será:

Caldera (eficiencia \u003d 86%) : Vgod U.T. \u003d 93.77 x 10ˉ 6 / 7000 x 0,86 \u003d 0,0155 millones de nm –3 por añoBoletín informativo

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