Selección de una bomba de circulación para el sistema de calefacción. Parte 2
La bomba de circulación se selecciona por dos características principales:
- G * - consumo, expresado en m3 / h;
- H es la cabeza, expresada en m.
- la cantidad de calor que se necesita para compensar las pérdidas de calor (en este artículo, tomamos una casa con un área de 120 m2 con una pérdida de calor de 12,000 W como base)
- capacidad calorífica específica del agua igual a 4200 J / kg * оС;
- la diferencia entre la temperatura inicial t1 (temperatura de retorno) y la temperatura final t2 (temperatura de flujo) a la que se calienta el refrigerante (esta diferencia se denota como ΔT y en la ingeniería térmica para calcular los sistemas de calefacción por radiadores se determina a 15-20 ° C ).
* Los fabricantes de equipos de bombeo utilizan la letra Q para registrar el caudal del medio de calentamiento. Los fabricantes de válvulas, por ejemplo, Danfoss utilizan la letra G para calcular el caudal.
En la práctica nacional, esta carta también se utiliza.
Por tanto, en el marco de las explicaciones de este artículo, también usaremos la letra G, pero en otros artículos, yendo directamente al análisis del cronograma de funcionamiento de la bomba, seguiremos usando la letra Q para el caudal.
Determinación del caudal (G, m3 / h) del portador de calor al elegir una bomba.
El punto de partida para seleccionar una bomba es la cantidad de calor que pierde la casa. ¿Cómo averiguarlo? Para hacer esto, necesita calcular la pérdida de calor.
Este es un cálculo de ingeniería complejo que requiere el conocimiento de muchos componentes. Por lo tanto, dentro del marco de este artículo, omitiremos esta explicación y tomaremos una de las técnicas comunes (pero lejos de ser precisas) utilizadas por muchas empresas de instalación como base para la cantidad de pérdida de calor.
Su esencia radica en una cierta tasa de pérdida promedio por 1 m2.
Este valor es arbitrario y asciende a 100 W / m2 (si la casa o habitación tiene paredes de ladrillo sin aislamiento, e incluso un grosor insuficiente, la cantidad de calor que pierde la habitación será mucho mayor.
Nota
Por el contrario, si la envolvente del edificio se realiza con materiales modernos y tiene un buen aislamiento térmico, la pérdida de calor se reducirá y puede ser de 90 u 80 W / m2).
Entonces, digamos que tienes una casa de 120 o 200 m2. Entonces la cantidad de pérdida de calor acordada por nosotros para toda la casa será:
120 * 100 = 12000 W o 12 kW.
¿Qué tiene esto que ver con la bomba? El más directo.
El proceso de pérdida de calor en la casa ocurre constantemente, lo que significa que el proceso de calefacción de las instalaciones (compensación de la pérdida de calor) debe continuar constantemente.
Imagina que no tienes bomba ni tuberías. Como resolverías este problema?
Para compensar la pérdida de calor, habría que quemar algún tipo de combustible en una habitación climatizada, por ejemplo, leña, lo que, en principio, la gente lleva haciendo miles de años.
Pero decidió renunciar a la leña y usar agua para calentar la casa. ¿Qué tendrías que hacer tú? Tendría que tomar un balde (s), verter agua allí y calentarlo sobre un fuego o una estufa de gas hasta el punto de ebullición.
Después de eso, toma los baldes y llévalos a la habitación, donde el agua daría su calor a la habitación. Luego tome otros baldes de agua y vuelva a ponerlos en el fuego o estufa de gas para calentar el agua, y luego llévelos a la habitación en lugar del primero.
Y así ad infinitum.
Hoy, la bomba hace el trabajo por usted. Obliga al agua a moverse hacia el dispositivo, donde se calienta (caldera), y luego, para transferir el calor almacenado en el agua a través de tuberías, la dirige a los dispositivos de calefacción para compensar las pérdidas de calor en la habitación.
Surge la pregunta: ¿cuánta agua se necesita por unidad de tiempo, calentada a una temperatura determinada, para compensar la pérdida de calor en el hogar?
¿Cómo calcularlo?
Para hacer esto, necesita conocer varios valores:
Estos valores deben sustituirse en la fórmula:
G = Q / (c * (t2 - t1)), donde
G - consumo de agua requerido en el sistema de calefacción, kg / seg. (Este parámetro debe ser proporcionado por la bomba. Si compra una bomba con un caudal más bajo, entonces no podrá proporcionar la cantidad de agua necesaria para compensar las pérdidas de calor; si toma una bomba con un caudal sobreestimado , esto conducirá a una disminución de su eficiencia, un consumo excesivo de electricidad y altos costos iniciales)
Q es la cantidad de calor W requerida para compensar la pérdida de calor;
t2 es la temperatura final a la que necesita calentar el agua (generalmente 75, 80 o 90 ° C);
t1 - temperatura inicial (temperatura del refrigerante enfriado entre 15 y 20 ° C);
c - capacidad calorífica específica del agua, igual a 4200 J / kg * оС.
Sustituya los valores conocidos en la fórmula y obtenga:
G = 12000/4200 * (80 - 60) = 0,143 kg / s
Este caudal de refrigerante en un segundo es necesario para compensar las pérdidas de calor de su vivienda de 120 m2.
Importante
En la práctica, se utiliza un caudal de agua desplazado en 1 hora. En este caso, la fórmula, después de pasar por algunas transformaciones, toma la siguiente forma:
G = 0,86 * Q / t2 - t1;
o
G = 0.86 * Q / ΔT, donde
ΔT es la diferencia de temperatura entre el suministro y el retorno (como ya hemos visto anteriormente, ΔT es un valor conocido que se incluyó inicialmente en el cálculo).
Entonces, por complicadas que parezcan a primera vista las explicaciones para la selección de una bomba, dada una cantidad tan importante como el caudal, el cálculo en sí y, por tanto, la selección por este parámetro es bastante sencilla.
Todo se reduce a sustituir valores conocidos en una fórmula simple. Esta fórmula se puede "martillar" en Excel y utilizar este archivo como una calculadora rápida.
¡Vamos a practicar!
Una tarea: debe calcular el caudal del refrigerante para una casa con un área de 490 m2.
Decisión:
Q (cantidad de pérdida de calor) = 490 * 100 = 49000 W = 49 kW.
El régimen de temperatura de diseño entre el suministro y el retorno se establece de la siguiente manera: temperatura de suministro - 80 ° C, temperatura de retorno - 60 ° C (de lo contrario, el registro se realiza como 80/60 ° C).
Por lo tanto, ΔT = 80 - 60 = 20 ° C.
Ahora sustituimos todos los valores en la fórmula:
G = 0,86 * Q / ΔT = 0,86 * 49/20 = 2,11 m3 / h.
Cómo utilizar todo esto directamente al elegir una bomba, lo aprenderá en la parte final de esta serie de artículos. Ahora hablemos de la segunda característica importante: la presión. Leer más
Parte 1; Parte 2; Parte 3; Parte 4.
Cálculos específicos
Digamos que necesita hacer un cálculo para un hogar con un área de 150 metros cuadrados. m) Si asumimos que se pierden 100 vatios de calor por metro cuadrado, obtenemos: 150x100 = 15 kW de pérdidas de calor.
¿Cómo se compara este valor con una bomba de circulación? Con pérdidas de calor, hay un consumo constante de energía térmica. Para mantener la temperatura en la habitación, se necesita más energía que para compensarla.
Para calcular una bomba de circulación para un sistema de calefacción, debe comprender qué funciones tiene. Este dispositivo realiza las siguientes tareas:
- crear una presión de agua suficiente para superar la resistencia hidráulica de los componentes del sistema;
- Bombee a través de tuberías y radiadores un volumen de agua caliente tal que sea necesario para calentar eficazmente el hogar.
Es decir, para que el sistema funcione, debe ajustar la energía térmica al radiador. Y esta función la realiza una bomba de circulación. Es él quien estimula el suministro de refrigerante a los dispositivos de calefacción.
La siguiente tarea: ¿cuánta agua, calentada a la temperatura requerida, debe entregarse a los radiadores en un cierto período de tiempo, mientras se compensan todas las pérdidas de calor? La respuesta se expresa en la cantidad de portador de calor bombeado por unidad de tiempo. Esto se llamará la potencia que tiene la bomba de circulación. Y viceversa: puede determinar el caudal aproximado del refrigerante por la potencia de la bomba.
Los datos que se necesitan para esto:
- La cantidad de energía térmica necesaria para compensar la pérdida de calor. Para este hogar con un área de 150 metros cuadrados. metros esta cifra es de 15 kW.
- La capacidad calorífica específica del agua, que actúa como portador de calor, es de 4200 J por 1 kilogramo de agua, para cada grado de temperatura.
- Delta de temperaturas entre el agua en el suministro de la caldera y en el último tramo de la tubería en el retorno.
Se cree que en condiciones normales este último valor no supera los 20 grados. En promedio, tardan 15 grados.
La fórmula para calcular la bomba es la siguiente: G / (cx (T1-T2)) = Q
- Q es el consumo del portador de calor en el sistema de calefacción. Se debe entregar tanto líquido a una determinada temperatura a la bomba de circulación a los dispositivos de calefacción por unidad de tiempo para que se compensen las pérdidas de calor. No es práctico comprar un dispositivo que tenga más potencia. Esto solo conducirá a un mayor consumo de electricidad.
- G - pérdida de calor en casa;
- T2 es la temperatura del refrigerante que sale del intercambiador de calor de la caldera. Este es exactamente el nivel de temperatura que se necesita para calentar la habitación (aproximadamente 80 grados);
- T1 es la temperatura del refrigerante en la tubería de retorno a la entrada de la caldera (la mayoría de las veces 60 grados);
- c es el calor específico del agua (4200 julios por kg).
Cuando se calcula utilizando esta fórmula, la cifra es de 2,4 kg / s.
Ahora debe traducir este indicador al idioma de los fabricantes de bombas de circulación.
1 kilogramo de agua corresponde a 1 decímetro cúbico. Un metro cúbico es igual a 1000 decímetros cúbicos.
Resulta que la bomba bombea agua en el siguiente volumen por segundo:
- 2.4 / 1000 = 0.0024 metros cúbicos metro.
A continuación, debe convertir los segundos en horas:
- 0.0024x3600 = 8.64 metros cúbicos m / h.
Determinación de los caudales estimados del refrigerante.
El consumo estimado de agua de calefacción para el sistema de calefacción (t / h) conectado de acuerdo con un esquema dependiente se puede determinar mediante la fórmula:
Figura 346. Consumo estimado de agua de calefacción para CO
- donde Qо.р. es la carga estimada en el sistema de calefacción, Gcal / h;
- τ1.p. es la temperatura del agua en la tubería de suministro de la red de calefacción a la temperatura de diseño del aire exterior para el diseño de la calefacción, ° С;
- τ2.r.- la temperatura del agua en la tubería de retorno del sistema de calefacción a la temperatura de diseño del aire exterior para el diseño de calefacción, ° С;
El consumo de agua estimado en el sistema de calefacción se determina a partir de la expresión:
Figura 347. Consumo de agua estimado en el sistema de calefacción
- τ3.r.- la temperatura del agua en la tubería de suministro del sistema de calefacción a la temperatura de diseño del aire exterior para el diseño de calefacción, ° С;
Caudal relativo de agua de calefacción Grel. para el sistema de calefacción:
Figura 348. Caudal relativo de agua de calefacción para CO
- donde Gc. es el valor actual del consumo de la red para el sistema de calefacción, t / h.
Consumo de calor relativo Qrel. para el sistema de calefacción:
Figura 349. Consumo de calor relativo para CO
- donde Q®.- valor actual del consumo de calor para el sistema de calefacción, Gcal / h
- donde Qо.р. es el valor calculado del consumo de calor para el sistema de calefacción, Gcal / h
Caudal estimado del agente de calefacción en el sistema de calefacción conectado de acuerdo con un esquema independiente:
Figura 350. Consumo de CO estimado según un esquema independiente
- donde: t1.р, t2.р. - la temperatura calculada del portador de calor calentado (segundo circuito), respectivamente, en la salida y entrada del intercambiador de calor, ºС;
La tasa de flujo estimada del refrigerante en el sistema de ventilación está determinada por la fórmula:
Figura 351. Tasa de flujo estimada para SV
- donde: Qv.r.- la carga estimada en el sistema de ventilación, Gcal / h;
- τ2.w.r. es la temperatura calculada del suministro de agua después del calentador de aire del sistema de ventilación, ºС.
El caudal estimado del refrigerante para el sistema de suministro de agua caliente (ACS) para sistemas abiertos de suministro de calor se determina mediante la fórmula:
Figura 352. Caudal estimado para sistemas abiertos de ACS
Consumo de agua para el suministro de agua caliente desde la tubería de suministro de la red de calefacción:
Figura 353. Caudal de ACS desde el suministro
- donde: β es la fracción de agua extraída de la tubería de suministro, determinada por la fórmula:Figura 354.Participación de la extracción de agua del suministro
Consumo de agua para el suministro de agua caliente desde la tubería de retorno de la red de calefacción:
Figura 355. Caudal de ACS de retorno
Caudal estimado del agente de calefacción (agua de calefacción) para el sistema de ACS para sistemas cerrados de suministro de calor con un circuito paralelo para conectar calentadores al sistema de suministro de agua caliente:
Figura 356. Caudal para el circuito 1 de ACS en un circuito paralelo
- donde: τ1.i. es la temperatura del agua de suministro en la tubería de suministro en el punto de ruptura del gráfico de temperatura, ºС;
- τ2.t.i. es la temperatura del agua de suministro después del calentador en el punto de ruptura del gráfico de temperatura (tomado = 30 ºС);
Carga estimada de ACS
Con tanques de batería
Figura 357.
En ausencia de tanques de batería
Figura 358.
Gráfico de duración de la carga de calor
Para establecer un modo económico de funcionamiento del equipo de calefacción, para seleccionar los parámetros más óptimos del refrigerante, es necesario conocer la duración del funcionamiento del sistema de suministro de calor en varios modos durante todo el año. Para ello, se construyen gráficos de la duración de la carga térmica (gráficos de Rossander).
El método para graficar la duración de la carga de calor estacional se muestra en la Fig. 4. La construcción se realiza en cuatro cuadrantes. En el cuadrante superior izquierdo, los gráficos se trazan en función de la temperatura exterior. tH,
carga de calor de calefacción
Q,
ventilación
QB
y la carga estacional total
(Q +
n durante el período de calefacción de temperaturas exteriores tn iguales o inferiores a esta temperatura.
En el cuadrante inferior derecho, se dibuja una línea recta en un ángulo de 45 ° con los ejes vertical y horizontal, que se utiliza para transferir los valores de la escala. PAG
desde el cuadrante inferior izquierdo al cuadrante superior derecho. La duración de la carga de calor 5 se traza para diferentes temperaturas exteriores
tnorte
por los puntos de intersección de las líneas discontinuas que determinan la carga térmica y la duración de las cargas estacionarias iguales o superiores a ésta.
Área bajo la curva 5
la duración de la carga de calor es igual al consumo de calor para calefacción y ventilación durante la temporada de calefacción Qcr.
Higo. 4. Trazado de la duración de la carga de calor estacional
En el caso de que la carga de calefacción o ventilación cambie según las horas del día o los días de la semana, por ejemplo, cuando las empresas industriales se cambian a calefacción de reserva durante las horas no laborables o la ventilación de las empresas industriales no funciona las 24 horas del día, tres las curvas de consumo de calor se trazan en el gráfico: una (generalmente una línea continua) basada en el consumo de calor semanal promedio a una temperatura exterior dada para calefacción y ventilación; dos (generalmente punteados) basados en las cargas máximas y mínimas de calefacción y ventilación a la misma temperatura exterior tH.
Tal construcción se muestra en la Fig. cinco.
Higo. 5. Gráfico integral de la carga total del área
y
—
Q
= f (tн);
B
- gráfico de la duración de la carga térmica; 1 - carga total semanal promedio;
2
- carga total máxima por hora;
3
- carga total mínima por hora
El consumo anual de calor para calefacción se puede calcular con un pequeño error sin tener en cuenta con precisión la repetibilidad de las temperaturas del aire exterior para la temporada de calefacción, tomando el consumo medio de calor para calefacción para la temporada igual al 50% del consumo de calor para calefacción. a la temperatura exterior de diseño tpero.
Si se conoce el consumo anual de calor para calefacción, entonces, conociendo la duración de la temporada de calefacción, es fácil determinar el consumo medio de calor. El consumo máximo de calor para calefacción se puede tomar para cálculos aproximados iguales al doble del consumo promedio.
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Consumo de agua en el sistema de calefacción: cuente los números.
En el artículo, daremos una respuesta a la pregunta: cómo calcular correctamente la cantidad de agua en el sistema de calefacción. Este es un parámetro muy importante.
Es necesario por dos razones:
Entonces, lo primero es lo primero.
Características de la selección de una bomba de circulación.
La bomba se selecciona de acuerdo con dos criterios:
Con presión, todo está más o menos claro: esta es la altura a la que se debe elevar el líquido y se mide desde el punto más bajo hasta el más alto o hasta la siguiente bomba, en el caso de que haya más de una en el proyecto.
Volumen del tanque de expansión
Todo el mundo sabe que un líquido tiende a aumentar de volumen cuando se calienta. Para que el sistema de calefacción no parezca una bomba y no fluya por todas las costuras, hay un tanque de expansión en el que se recoge el agua desplazada del sistema.
¿Qué volumen se debe comprar o fabricar un tanque?
Es simple, conocer las características físicas del agua.
El volumen calculado de refrigerante en el sistema se multiplica por 0,08. Por ejemplo, para un refrigerante de 100 litros, el tanque de expansión tendrá un volumen de 8 litros.
Hablemos de la cantidad de líquido bombeado con más detalle.
El consumo de agua en el sistema de calefacción se calcula mediante la fórmula:
G = Q / (c * (t2 - t1)), donde:
- G - consumo de agua en el sistema de calefacción, kg / seg;
- Q es la cantidad de calor que compensa la pérdida de calor, W;
- c es la capacidad calorífica específica del agua, este valor es conocido y es igual a 4200 J / kg * ᵒС (tenga en cuenta que cualquier otro portador de calor tiene un peor rendimiento en comparación con el agua);
- t2 es la temperatura del refrigerante que ingresa al sistema, ᵒС;
- t1 es la temperatura del refrigerante en la salida del sistema, ᵒС;
¡Recomendación! Para una vida cómoda, la temperatura delta del portador de calor en la entrada debe ser de 7 a 15 grados. La temperatura del piso en el sistema de "piso cálido" no debe exceder 29
ᵒ
C. Por lo tanto, tendrá que averiguar por sí mismo qué tipo de calefacción se instalará en la casa: si habrá baterías, "piso cálido" o una combinación de varios tipos.
El resultado de esta fórmula dará la tasa de flujo del refrigerante por segundo de tiempo para reponer la pérdida de calor, luego este indicador se convierte en horas.
¡Consejo! Lo más probable es que la temperatura durante la operación difiera según las circunstancias y la temporada, por lo que es mejor agregar inmediatamente el 30% del stock a este indicador.
Considere el indicador de la cantidad estimada de calor requerida para compensar las pérdidas de calor.
Quizás este sea el criterio más difícil e importante que requiere conocimientos de ingeniería, que deben abordarse de manera responsable.
Si se trata de una casa privada, entonces el indicador puede variar de 10-15 W / m² (tales indicadores son típicos para "casas pasivas") a 200 W / m² o más (si es una pared delgada sin aislamiento o con un aislamiento insuficiente) .
En la práctica, las organizaciones de construcción y comercio toman como base el indicador de pérdida de calor: 100 W / m².
Recomendación: calcule este indicador para una casa específica en la que se instalará o reconstruirá el sistema de calefacción.
Para esto, se utilizan calculadoras de pérdida de calor, mientras que las pérdidas para paredes, techos, ventanas y pisos se consideran por separado.
Estos datos permitirán conocer cuánto calor emite físicamente la casa al medio ambiente en una región en particular con sus propios regímenes climáticos.
Consejo
La cifra calculada de pérdidas se multiplica por el área de la casa y luego se sustituye en la fórmula para el consumo de agua.
Ahora es necesario abordar una cuestión como el consumo de agua en el sistema de calefacción de un edificio de apartamentos.
Características de los cálculos para un edificio de apartamentos.
Hay dos opciones para organizar la calefacción de un edificio de apartamentos:
Una característica de la primera opción es que el proyecto se realiza sin tener en cuenta los deseos personales de los residentes de los apartamentos individuales.
Por ejemplo, si en un apartamento separado deciden instalar un sistema de "piso cálido" y la temperatura de entrada del refrigerante es de 70 a 90 grados a una temperatura permitida para tuberías de hasta 60 ᵒС.
O, por el contrario, al decidir tener pisos cálidos para toda la casa, un sujeto individual puede terminar en un departamento frío si instala baterías comunes.
El cálculo del consumo de agua en el sistema de calefacción sigue el mismo principio que para una casa privada.
Por cierto: la disposición, operación y mantenimiento de una sala de calderas común es un 15-20% más barata que una contraparte individual.
Entre las ventajas de la calefacción individual en su apartamento, debe destacar el momento en que puede montar el tipo de sistema de calefacción que considera prioritario para usted.
Al calcular el consumo de agua, agregue un 10% para energía térmica, que se destinará a calentar escaleras y otras estructuras de ingeniería.
La preparación preliminar de agua para el futuro sistema de calefacción es de gran importancia. Depende de la eficiencia con la que se lleve a cabo el intercambio de calor. Por supuesto, la destilación sería ideal, pero no vivimos en un mundo ideal.
Aunque, hoy en día, muchos usan agua destilada para calentar. Lea sobre esto en el artículo.
Nota
De hecho, el indicador de dureza del agua debe ser de 7-10 mg-eq / 1l. Si este indicador es más alto, significa que se requiere ablandamiento del agua en el sistema de calefacción. De lo contrario, se produce el proceso de precipitación de sales de magnesio y calcio en forma de incrustaciones, lo que conducirá a un rápido desgaste de los componentes del sistema.
La forma más económica de ablandar el agua es hirviendo, pero, por supuesto, esta no es una panacea y no resuelve por completo el problema.
Puede utilizar suavizantes magnéticos. Este es un enfoque bastante asequible y democrático, pero funciona cuando se calienta a no más de 70 grados.
Existe un principio de ablandamiento del agua, los llamados filtros inhibidores, basados en varios reactivos. Su tarea es purificar el agua de cal, carbonato de sodio e hidróxido de sodio.
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¡Corrija los cálculos y tenga un buen día!
Método de cálculo térmico
Datos requeridos
Antes de calcular la energía térmica para calefacción, se dirige a recopilar información sobre el edificio en el que se instalará la red climática.
Te será útil:
- Proyecto de una casa futura o existente... Debe contener las dimensiones geométricas de las habitaciones y las dimensiones exteriores del edificio. Además, el tamaño y la cantidad de aberturas de puertas y ventanas serán útiles.
- Condiciones climáticas de la zona donde se encuentra la casa.... Debe aclarar la duración de la temporada de calefacción, la orientación de la casa a los puntos cardinales, las temperaturas medias diarias y mensuales y otra información similar.
- Material de pared y aislamiento.... Depende de ellos la cantidad de energía térmica que se disipará de forma improductiva a través de los diferentes elementos del edificio.
- Materiales y construcción de pisos y techos... Las superficies especificadas suelen ser una circunstancia de fuerte pérdida de calor. Si este es el caso, es recomendable aislar el piso y el piso del ático, después de lo cual se debe volver a calcular la potencia del sistema de calefacción.
Fórmula para calcular la potencia térmica de la red climática.
Para todos los cálculos de ingeniería, necesitará más de una fórmula de cálculo de calefacción. Porque, como se mencionó en los apartados anteriores, son muchas las características serias que deben establecerse para el sistema de calefacción.
¡Nota! Ser dirigido muy susurrando para hacer un cálculo: la calefacción, como el suministro de agua o el alcantarillado, son redes climáticas bastante complejas y costosas. Si se cometieron errores en el diseño, se requerirá modernización durante la construcción. Y el precio de tales eventos de vez en cuando se traduce en una cantidad bastante grande.
El parámetro más serio en el cálculo es la potencia de la caldera de calefacción, ya que es él quien actúa como elemento central de la red climática. Para ello, se utiliza la siguiente fórmula:
Mkotla = Thouse * 20%, donde:
- Tdoma: la necesidad de energía térmica de la casa donde se instala la calefacción.
- El 20% es un coeficiente que tiene en cuenta los imprevistos. Estos incluyen la caída de presión en la red principal de gas, heladas severas, pérdidas de calor no contabilizadas al abrir puertas y ventanas, y otros factores.
Determinación de la pérdida de calor.
Para calcular la necesidad de energía térmica en el hogar, debe conocer la cantidad de pérdida de calor que se produce a través de las paredes, el piso y el techo. Para ello, es posible utilizar una tabla en la que se indica la conductividad térmica de diferentes materiales.
| Nombre | Espesor, cm | Coeficiente de conductividad térmica |
| Espuma de poliestireno | 0,11 | 0,037 |
| Lana de vidrio | 0,12 | 0,041 |
| Fibra mineral | 0,13 | 0,044 |
| Madera cepillada | 0,44 | 0,15 |
| Hormigón celular | 0,54 | 0,183 |
| Hormigón celular | 0,62 | 0,21 |
| Ladrillo | 0,79 | 0,27 |
Pero, para conocer correctamente la pérdida de calor y calcular la potencia de la caldera, no será suficiente conocer el coeficiente de conductividad térmica de los materiales.
Además, es necesario incluir ciertas modificaciones en la fórmula de cálculo:
- Construcción y material de las unidades de vidrio utilizadas:
- ventanas de madera simples - 1,27,
- Bloques de ventana de metal y plástico con doble acristalamiento 1,
- marcos de ventanas de polímero con triple acristalamiento 0.85.
- Zona acristalada de la casa. Aquí todo es sencillo. Cuanto mayor sea la relación entre el área de las ventanas y el área del piso, mayor será la pérdida de calor del edificio. Para los cálculos, es posible tomar los siguientes coeficientes:
| Relación ventana / pared | Factor de corrección |
| 0,1 | 0,8 |
| 0,15 | 0,9 |
| 0,2 | 1 |
| 0,25 | 1,1 |
| 0,3 | 1,2 |
| 0,35 | 1,3 |
| 0,4 | 1,4 |
| 0,5 | 1,5 |
- Temperatura media diaria del aire exterior. Esta corrección también debe tenerse en cuenta, ya que a valores demasiado bajos aumenta el coeficiente de pérdida de calor a través de las paredes y ventanas. Se aceptan los siguientes valores para los cálculos:
| La temperatura | Factor de corrección |
| hasta - 10 оС | 0,7 |
| - 10 оС | 0,8 |
| - 15 оС | 0,9 |
| - 20 оС | 1 |
| - 25 оС | 1,1 |
| - 30 оС | 1,2 |
| - 35 оС | 1,3 |
- Número de muros exteriores. Si la habitación está ubicada en casas, entonces solo una pared entra en contacto con el aire exterior, aquella donde se encuentra la ventana. Pero, las habitaciones de esquina o las habitaciones en edificios pequeños pueden tener dos, tres y cuatro paredes exteriores. En este caso, se deben tener en cuenta los siguientes factores de corrección:
- una habitación - 1,
- dos habitaciones - 1.2,
- tres habitaciones - 1,22,
- cuatro habitaciones - 1,33
- Numero de pisos. Como en el pasado, la cantidad de pisos y / o la presencia de un ático afecta la pérdida de calor. En este caso, es necesario tomar los siguientes valores para las correcciones:
- la presencia de varios pisos - 0.82,
- techo aislado o piso del ático - 0.91,
- techo no aislado - 1.
- Distancia entre paredes y techo. Como sabemos, la enorme altura de los techos aumenta la cantidad de la habitación, por lo tanto, se necesita gastar más calor para calentarla. Los coeficientes en este caso se utilizan de la siguiente manera:
| Altura | Factor de corrección |
| 2,5 metros | 1 |
| 3 metros | 1,05 |
| 3,5 metros | 1,1 |
| 4 metros | 1,15 |
| 4,5 metros | 1,2 |
Para calcular el calentamiento, debe multiplicar todos los coeficientes anteriores y averiguar Tdomapo usando la siguiente fórmula:
Tdoma = Pud * Knespecialized * S, donde:
- Pud: pérdida de calor específica (en la mayoría de los casos, 100 W / m2)
- No especializado: corrección no especializada obtenida multiplicando todos los coeficientes anteriores,
- S - área de construcción de viviendas.
Cálculo del consumo de agua para calefacción - Sistema de calefacción.
»Cálculos de calefacción
El diseño de calefacción incluye una caldera, un sistema de conexión, termostatos de suministro de aire, colectores, sujetadores, un tanque de expansión, baterías, bombas de aumento de presión, tuberías.
Cualquier factor es definitivamente importante. Por lo tanto, la elección de las piezas de instalación debe realizarse correctamente. En la pestaña abierta, intentaremos ayudarlo a elegir las piezas de instalación necesarias para su apartamento.
La instalación de calefacción de la mansión incluye dispositivos importantes.
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El caudal estimado de agua de la red, kg / h, para determinar los diámetros de las tuberías en las redes de calentamiento de agua con regulación de alta calidad del suministro de calor debe determinarse por separado para calefacción, ventilación y suministro de agua caliente de acuerdo con las fórmulas:
Para calentar
(40)
máximo
(41)
en sistemas de calefacción cerrados
promedio por hora, con un circuito paralelo para conectar calentadores de agua
(42)
máximo, con conexión en paralelo de calentadores de agua
(43)
promedio por hora, con esquemas de conexión de dos etapas para calentadores de agua
(44)
máximo, con diagramas de conexión de dos etapas de calentadores de agua
(45)
Importante
En las fórmulas (38 - 45), los flujos de calor calculados se dan en W, la capacidad calorífica c se toma igual. Estas fórmulas se calculan en etapas para las temperaturas.
El consumo total estimado de agua de la red, kg / h, en redes de calefacción de dos tuberías en sistemas de suministro de calor abiertos y cerrados con regulación de alta calidad del suministro de calor debe determinarse mediante la fórmula:
(46)
El coeficiente k3, teniendo en cuenta la proporción del consumo de agua promedio por hora para el suministro de agua caliente al regular la carga de calefacción, debe tomarse de acuerdo con la tabla No. 2.
Tabla 2. Valores de coeficiente
r-Radio de un círculo igual a la mitad del diámetro, m
Q-caudal de agua m 3 / s
D-Diámetro interno de la tubería, m
Velocidad V del flujo de refrigerante, m / s
Resistencia al movimiento del refrigerante.
Cualquier refrigerante que se mueva dentro de la tubería se esfuerza por detener su movimiento. La fuerza que se aplica para detener el movimiento del refrigerante es la fuerza de resistencia.
Esta resistencia se llama pérdida de presión. Es decir, el portador de calor en movimiento a través de una tubería de cierta longitud pierde presión.
La altura se mide en metros o en presiones (Pa). Por conveniencia, es necesario utilizar medidores en los cálculos.
Lo siento, pero estoy acostumbrado a especificar la pérdida de carga en metros. 10 metros de columna de agua crean 0,1 MPa.
Para comprender mejor el significado de este material, recomiendo seguir la solución del problema.
Objetivo 1.
En una tubería con un diámetro interior de 12 mm, el agua fluye a una velocidad de 1 m / s. Encuentra el gasto.
Decisión:
Debe utilizar las fórmulas anteriores:
Calcular el volumen de agua en el sistema de calefacción con una calculadora en línea
Cada sistema de calefacción tiene una serie de características importantes: potencia térmica nominal, consumo de combustible y volumen de refrigerante. El cálculo del volumen de agua en el sistema de calefacción requiere un enfoque integrado y escrupuloso. Entonces, puede averiguar qué caldera, qué potencia elegir, determinar el volumen del tanque de expansión y la cantidad requerida de líquido para llenar el sistema.
Una parte significativa del líquido se encuentra en las tuberías, que ocupan la mayor parte del esquema de suministro de calor.
Por lo tanto, para calcular el volumen de agua, es necesario conocer las características de las tuberías, y la más importante de ellas es el diámetro, que determina la capacidad del líquido en la línea.
Si los cálculos se realizan incorrectamente, entonces el sistema no funcionará de manera eficiente, la habitación no se calentará al nivel adecuado. Una calculadora en línea ayudará a realizar el cálculo correcto de los volúmenes para el sistema de calefacción.
Calculadora de volumen de líquido del sistema de calefacción
Se pueden utilizar tuberías de varios diámetros en el sistema de calefacción, especialmente en circuitos colectores. Por lo tanto, el volumen de líquido se calcula utilizando la siguiente fórmula:
El volumen de agua en el sistema de calefacción también se puede calcular como la suma de sus componentes:
Juntos, estos datos le permiten calcular la mayor parte del volumen del sistema de calefacción. Sin embargo, además de las tuberías, hay otros componentes en el sistema de calefacción. Para calcular el volumen del sistema de calefacción, incluidos todos los componentes importantes del suministro de calefacción, utilice nuestra calculadora en línea del volumen del sistema de calefacción.
Consejo
Calcular con una calculadora es muy fácil. Es necesario introducir en la tabla algunos parámetros en cuanto al tipo de radiadores, diámetro y longitud de las tuberías, volumen de agua en el colector, etc. Luego debe hacer clic en el botón "Calcular" y el programa le dará el volumen exacto de su sistema de calefacción.
Puede consultar la calculadora utilizando las fórmulas anteriores.
Un ejemplo de cálculo del volumen de agua en el sistema de calefacción:
Los valores de los volúmenes de varios componentes.
Volumen de agua del radiador:
- radiador de aluminio - 1 sección - 0,450 litros
- Radiador bimetálico - 1 sección - 0.250 litros
- nueva batería de hierro fundido 1 sección - 1.000 litros
- Batería antigua de hierro fundido de 1 sección - 1.700 litros.
El volumen de agua en 1 metro lineal de la tubería:
- ø15 (G ½ ") - 0.177 litros
- ø20 (G ¾ ") - 0.310 litros
- ø25 (G 1.0 ″) - 0.490 litros
- ø32 (G 1¼ ") - 0.800 litros
- ø15 (G 1½ ") - 1.250 litros
- ø15 (G 2.0 ″) - 1.960 litros.
Para calcular el volumen total de líquido en el sistema de calefacción, también debe agregar el volumen del refrigerante en la caldera. Estos datos se indican en el pasaporte adjunto del dispositivo, o toman parámetros aproximados:
- caldera de piso - 40 litros de agua;
- caldera de pared - 3 litros de agua.
La elección de una caldera depende directamente del volumen de líquido en el sistema de calefacción de la habitación.
Los principales tipos de refrigerantes.
Hay cuatro tipos principales de fluidos que se utilizan para llenar los sistemas de calefacción:
En conclusión, cabe decir que si se está modernizando el sistema de calefacción, se instalan tuberías o baterías, entonces es necesario recalcular su volumen total, de acuerdo con las nuevas características de todos los elementos del sistema.
Portador de calor en el sistema de calefacción: cálculo de volumen, caudal, inyección y más
Para tener una idea de la correcta calefacción de una casa individual, es necesario profundizar en los conceptos básicos. Considere los procesos de circulación del refrigerante en los sistemas de calefacción. Aprenderá a organizar correctamente la circulación del refrigerante en el sistema. Se recomienda ver el video explicativo a continuación para una presentación más profunda y reflexiva del tema de estudio.
Cálculo del refrigerante en el sistema de calefacción ↑
El volumen de refrigerante en los sistemas de calefacción requiere un cálculo preciso.
El cálculo del volumen requerido de refrigerante en el sistema de calefacción se realiza con mayor frecuencia en el momento del reemplazo o reconstrucción de todo el sistema. El método más simple sería simplemente usar las tablas de cálculo apropiadas. Son fáciles de encontrar en libros de referencia temáticos. Según la información básica, contiene:
- en la sección del radiador de aluminio (batería) 0,45 litros de refrigerante;
- en la sección del radiador de hierro fundido 1 / 1,75 litros;
- metro lineal de tubo de 15 mm / 32 mm 0,177 / 0,8 litros.
También se requieren cálculos al instalar las llamadas bombas de compensación y un tanque de expansión. En este caso, para determinar el volumen total de todo el sistema, es necesario sumar el volumen total de los dispositivos de calefacción (baterías, radiadores), así como la caldera y las tuberías. La fórmula de cálculo es la siguiente:
V = (VS x E) / d, donde d es un indicador de la eficiencia del tanque de expansión instalado; E representa el coeficiente de expansión del líquido (expresado en porcentaje), VS es igual al volumen del sistema, que incluye todos los elementos: intercambiadores de calor, caldera, tuberías, también radiadores; V es el volumen del tanque de expansión.
Respecto al coeficiente de expansión del líquido. Este indicador puede estar en dos valores, dependiendo del tipo de sistema.Si el portador de calor es agua, para el cálculo su valor es 4%. En el caso del etilenglicol, por ejemplo, el coeficiente de expansión se toma como 4,4%.
Existe otra opción bastante común, aunque menos precisa, para evaluar el volumen de refrigerante en el sistema. Esta es la forma en que se utilizan los indicadores de potencia: para un cálculo aproximado, solo necesita conocer la potencia del sistema de calefacción. Se supone que 1 kW = 15 litros de líquido.
No se requiere una evaluación en profundidad del volumen de los dispositivos de calefacción, incluida la caldera y las tuberías. Consideremos esto con un ejemplo específico. Por ejemplo, la capacidad de calefacción de una casa en particular era de 75 kW.
En este caso, el volumen total del sistema se deduce mediante la fórmula: VS = 75 x 15 y será igual a 1125 litros.
También debe tenerse en cuenta que el uso de varios tipos de elementos adicionales del sistema de calefacción (ya sean tuberías o radiadores) reduce de alguna manera el volumen total del sistema. La información completa sobre este tema se encuentra en la correspondiente documentación técnica del fabricante de ciertos elementos.
Video útil: circulación de refrigerante en sistemas de calefacción ↑
Bombeo de refrigerante al sistema de calefacción ↑
Habiendo decidido los indicadores del volumen del sistema, se debe entender lo principal: cómo se bombea el refrigerante al sistema de calefacción de tipo cerrado.
Hay dos opciones:
Durante el proceso de bombeo, debe seguir las lecturas del manómetro, sin olvidar que las salidas de aire de los radiadores de calefacción (baterías) deben estar abiertas sin falta.
Caudal de agente calefactor en el sistema de calefacción ↑
El caudal en el sistema de portador de calor significa la cantidad de masa del portador de calor (kg / s) destinada a suministrar la cantidad requerida de calor a la habitación calentada.
El cálculo del portador de calor en el sistema de calefacción se determina como el cociente de dividir la demanda de calor calculada (W) de la (s) habitación (es) por la transferencia de calor de 1 kg de portador de calor para calefacción (J / kg).
El caudal del medio de calentamiento en el sistema durante la temporada de calefacción en los sistemas de calefacción central verticales cambia, ya que están regulados (esto es especialmente cierto en la circulación gravitacional del medio de calentamiento. En la práctica, en los cálculos, el caudal del El medio de calentamiento generalmente se mide en kg / h.
Otros métodos para calcular la cantidad de calor.
Es posible calcular la cantidad de calor que ingresa al sistema de calefacción de otras formas.
La fórmula de cálculo para calefacción en este caso puede diferir ligeramente de la anterior y tiene dos opciones:
- Q = ((V1 * (T1 - T2)) + (V1 - V2) * (T2 - T)) / 1000.
- Q = ((V2 * (T1 - T2)) + (V1 - V2) * (T1 - T)) / 1000.
Todos los valores de las variables en estas fórmulas son los mismos que antes.
En base a esto, es seguro decir que el cálculo de kilovatios de calefacción se puede realizar por su cuenta. Sin embargo, no olvide consultar con organizaciones especiales responsables del suministro de calor a las viviendas, ya que sus principios y sistema de asentamiento pueden ser completamente diferentes y constar de un conjunto de medidas completamente diferente.
Después de haber decidido diseñar el llamado sistema de "piso cálido" en una casa privada, debe estar preparado para el hecho de que el procedimiento para calcular la cantidad de calor será mucho más complicado, ya que en este caso debe tener en cuenta no solo las características del circuito de calefacción, sino que también proporcionan los parámetros de la red eléctrica, a partir de la cual se calentará el piso. Al mismo tiempo, las organizaciones responsables del control de dicho trabajo de instalación serán completamente diferentes.
Muchos propietarios se enfrentan a menudo al problema de convertir la cantidad requerida de kilocalorías en kilovatios, lo que se debe al uso de muchas unidades de medición auxiliares en el sistema internacional llamado "C". Aquí debe recordar que el coeficiente que convierte kilocalorías en kilovatios será 850, es decir, en términos más simples, 1 kW es 850 kcal. Este procedimiento de cálculo es mucho más simple, ya que no será difícil calcular la cantidad requerida de giga calorías; el prefijo "giga" significa "millón", por lo tanto, 1 giga de calorías equivale a 1 millón de calorías.
Para evitar errores en los cálculos, es importante recordar que absolutamente todos los medidores de calor modernos tienen algún error, aunque a menudo se encuentran dentro de límites aceptables. El cálculo de dicho error también se puede realizar de forma independiente utilizando la siguiente fórmula: R = (V1 - V2) / (V1 + V2) * 100, donde R es el error del medidor de calefacción general de la casa
V1 y V2 son los parámetros del caudal de agua en el sistema ya mencionado anteriormente, y 100 es el coeficiente responsable de convertir el valor obtenido en porcentaje. De acuerdo con los estándares operativos, el error máximo permitido puede ser del 2%, pero generalmente esta cifra en los dispositivos modernos no supera el 1%.
