Como calcular a potência de uma caldeira de aquecimento para uma casa privada?

Usando um cálculo hidráulico, você pode selecionar corretamente os diâmetros e comprimentos dos tubos, equilibrar de forma correta e rápida o sistema com a ajuda das válvulas do radiador. Os resultados desse cálculo também o ajudarão a escolher a bomba de circulação certa.

Como resultado do cálculo hidráulico, é necessário obter os seguintes dados:

m é a vazão do agente de aquecimento para todo o sistema de aquecimento, kg / s;

ΔP é a perda de carga no sistema de aquecimento;

ΔP1, ΔP2 ... ΔPn, são as perdas de pressão da caldeira (bomba) para cada radiador (do primeiro ao enésimo);

Consumo de portador de calor

A taxa de fluxo do refrigerante é calculada pela fórmula:

,

onde Q é a potência total do sistema de aquecimento, kW; retirado do cálculo da perda de calor do edifício

Cp - capacidade térmica específica da água, kJ / (kg * deg. C); para cálculos simplificados, consideramos igual a 4,19 kJ / (kg * deg. C)

ΔPt é a diferença de temperatura na entrada e na saída; normalmente pegamos o abastecimento e retorno da caldeira

Calculadora de consumo de agente de aquecimento (apenas para água)

Q = kW; Δt = oC; m = l / s

Da mesma forma, você pode calcular a vazão do refrigerante em qualquer seção do tubo. As seções são selecionadas de forma que a velocidade da água seja a mesma no tubo. Assim, a divisão em seções ocorre antes do tee, ou antes da redução. É necessário somar em termos de potência todos os radiadores para os quais o refrigerante flui através de cada seção do tubo. Em seguida, substitua o valor na fórmula acima. Esses cálculos precisam ser feitos para os tubos na frente de cada radiador.

Métodos para calcular a energia necessária da caldeira

Na verdade, é sempre melhor confiar em especialistas para realizar cálculos de engenharia térmica - há muitas nuances a serem levadas em consideração. Mas, é claro que tais serviços não são fornecidos gratuitamente, por isso muitos proprietários preferem assumir a responsabilidade pela escolha dos parâmetros do equipamento da caldeira.

Vamos ver quais métodos de cálculo da produção de calor são mais frequentemente oferecidos na Internet. Mas primeiro, vamos esclarecer a questão do que exatamente deve influenciar esse parâmetro. Isso tornará mais fácil entender as vantagens e desvantagens de cada um dos métodos de cálculo propostos.

Quais princípios são fundamentais para fazer cálculos

Portanto, o sistema de aquecimento tem duas tarefas principais. Esclareçamos desde já que não existe uma separação clara entre eles - pelo contrário, existe uma relação muito próxima.

• O primeiro é criar e manter uma temperatura confortável para viver nas instalações. Além disso, este nível de aquecimento deve se aplicar a todo o volume da sala. Obviamente, devido às leis físicas, a gradação da temperatura na altura ainda é inevitável, mas não deve afetar a sensação de conforto no ambiente. Acontece que o sistema de aquecimento deve ser capaz de aquecer uma certa quantidade de ar.

O grau de conforto térmico é, evidentemente, um valor subjetivo, ou seja, diferentes pessoas podem avaliá-lo à sua maneira. No entanto, é geralmente aceito que este indicador está na faixa de +20 ÷ 22 ° С. Normalmente, é essa temperatura que é usada ao realizar cálculos de engenharia de calor.

Isso também é indicado pelos padrões estabelecidos pelos atuais GOST, SNiP e SanPiN. Por exemplo, a tabela abaixo mostra os requisitos do GOST 30494-96:

• A segunda tarefa é compensar constantemente as possíveis perdas de calor. Criar uma casa “ideal”, sem vazamento de calor, é um problema praticamente insolúvel. Você só pode reduzi-los ao mínimo. E praticamente todos os elementos da estrutura do edifício tornam-se caminhos de vazamento em um grau ou outro.

A perda de calor é o principal inimigo dos sistemas de aquecimento.

Por que todas essas explicações um tanto extensas foram dadas? E só para que o leitor tenha total clareza é que, no cálculo, quer queira quer não, é preciso levar em conta as duas direções. Ou seja, tanto a "geometria" das instalações aquecidas da casa, quanto o nível aproximado de perdas de calor delas. E a quantidade desses vazamentos de calor, por sua vez, depende de vários fatores. Trata-se da diferença de temperatura exterior e interior, da qualidade do isolamento térmico, das características de toda a casa no seu conjunto e da localização de cada uma das suas instalações, e outros critérios de avaliação.

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Agora, munidos desse conhecimento preliminar, continuaremos a considerar vários métodos para calcular a energia térmica necessária.

Cálculo de energia pela área de instalações aquecidas

Este método é "anunciado" muito mais amplamente do que outros, o que não é surpreendente - nada poderia ser mais simples.

Propõe-se a partir de sua relação condicional, que para aquecimento de alta qualidade de um metro quadrado da área da sala, é necessário consumir 100 W de energia térmica. Assim, ajudará a calcular qual é a fórmula térmica:

Q = Stot / 10

Onde:

Q - a produção de calor necessária para o sistema de aquecimento, expressa em quilowatts.

Stot - a área total das instalações aquecidas da casa, em metros quadrados.

O método de cálculo mais primitivo baseia-se apenas na área das instalações aquecidas.

No entanto, as reservas são feitas:

• A primeira é que a altura do teto da sala deve ser de 2,7 metros em média, sendo permitido um alcance de 2,5 a 3 metros.
• A segunda - você pode fazer uma alteração para a região de residência, ou seja, aceitar não uma taxa rígida de 100 W / m², mas sim uma "flutuante":

Ou seja, a fórmula assumirá uma forma ligeiramente diferente:

Q = Stot × Qsp / 1000

Onde:

Qud - retirado da tabela acima, o valor da produção de calor específico por metro quadrado de área.

• Terceiro, o cálculo é válido para casas ou apartamentos com grau médio de isolamento das estruturas envolventes.

No entanto, apesar das reservas acima mencionadas, esse cálculo não é de forma alguma preciso. Concordo que é amplamente baseado na "geometria" da casa e suas instalações.Mas a perda de calor praticamente não é levada em consideração, exceto pelas faixas um tanto "borradas" de energia térmica específica por região (que também têm limites muito nebulosos), e observa que as paredes devem ter um grau médio de isolamento.

Mas seja como for, esse método ainda é popular, justamente por sua simplicidade.

É claro que a reserva operacional da potência da caldeira deve ser adicionada ao valor calculado obtido. Não deve ser exagerado - os especialistas aconselham parar na faixa de 10 a 20%. A propósito, isso se aplica a todos os métodos de cálculo da potência do equipamento de aquecimento, que serão discutidos a seguir.

Cálculo da energia térmica necessária pelo volume das instalações

Em geral, esse método de cálculo é basicamente igual ao anterior. É verdade que o valor inicial aqui não é a área, mas o volume - na verdade, a mesma área, mas multiplicado pela altura dos tetos.

E as normas de energia térmica específica são tomadas aqui da seguinte forma:

• para casas de alvenaria - 34 W / m³;
• para casas de painel - 41 W / m³.

Cálculo com base no volume das instalações aquecidas. Sua precisão também é baixa.

Mesmo com base nos valores propostos (a partir de sua redação), fica claro que essas normas foram estabelecidas para edifícios de apartamentos, e são utilizadas principalmente para calcular a demanda de energia térmica para instalações conectadas ao ramal central ou a uma caldeira autônoma .

É bastante óbvio que a "geometria" é novamente colocada em primeiro plano. E todo o sistema de contabilização das perdas de calor é reduzido apenas às diferenças na condutividade térmica das paredes de tijolo e painel.

Em uma palavra, essa abordagem para calcular a energia térmica também não difere em precisão.

Algoritmo de cálculo levando em consideração as características da casa e seus cômodos individuais

Descrição do método de cálculo

Assim, os métodos propostos acima dão apenas uma ideia geral da quantidade de energia térmica necessária para o aquecimento de uma casa ou apartamento. Eles têm uma vulnerabilidade comum - o desconhecimento quase total de possíveis perdas de calor, que são recomendadas para serem consideradas "médias".

Mas é perfeitamente possível realizar cálculos mais precisos. Isso ajudará no algoritmo de cálculo proposto, que está incorporado, adicionalmente, na forma de uma calculadora online, que será oferecida a seguir. Antes de iniciar os cálculos, faz sentido considerar passo a passo o próprio princípio de sua implementação.

Em primeiro lugar, uma observação importante. O método proposto envolve a avaliação não de toda a casa ou apartamento em termos de área ou volume total, mas de cada divisão aquecida separadamente. Concorde que salas de áreas iguais, mas diferentes, digamos, no número de paredes externas, exigirão diferentes quantidades de calor. Você não pode colocar um sinal de igual entre quartos que têm uma diferença significativa no número e na área das janelas. E existem muitos desses critérios para avaliar cada uma das salas.

Portanto, será mais correto calcular a potência necessária para cada uma das instalações separadamente. Pois bem, então um simples somatório dos valores obtidos nos levará ao indicador desejado da potência térmica total para todo o sistema de aquecimento. Isso é, de fato, para seu "coração" - o caldeirão.

Cada cômodo da casa possui características próprias. Portanto, seria mais correto calcular a potência térmica necessária para cada um deles separadamente, com o somatório subsequente dos resultados.

Mais uma nota. O algoritmo proposto não tem a pretensão de ser "científico", ou seja, não se baseia diretamente em nenhuma fórmula específica estabelecida pelo SNiP ou outros documentos norteadores. No entanto, está comprovado na prática e apresenta resultados com alto grau de precisão. As diferenças com os resultados dos cálculos de engenharia térmica realizados profissionalmente são mínimas e não afetam de forma alguma a escolha correta do equipamento em termos de sua potência térmica nominal.

A "arquitetura" do cálculo é a seguinte - toma-se a base, onde o valor supracitado da potência térmica específica, igual a 100 W / m2, é tomado e, em seguida, é introduzida toda uma série de fatores de correção, de um grau ou outro refletindo a quantidade de perda de calor em uma sala específica.

Se você expressar isso com uma fórmula matemática, o resultado será algo assim:

Qk = 0,1 × Sк × k1 × k2 × k3 × k4 × k5 × k6 × k7 × k8 × k9 × k10 × k11

Onde:

Qk - a energia térmica necessária para o aquecimento total de uma sala particular

0.1 - conversão de 100 W para 0,1 kW, apenas pela comodidade de se obter o resultado em quilowatts.

Sк - a área da sala.

k1 ÷ k11 - fatores de correção para ajustar o resultado, levando em consideração as características da sala.

Presumivelmente, não deve haver problemas com a determinação da área das instalações. Portanto, vamos prosseguir para uma consideração detalhada dos fatores de correção.

• k1 é um coeficiente que leva em consideração a altura do teto da sala.

É claro que a altura dos tetos afeta diretamente o volume de ar que o sistema de aquecimento deve aquecer. Para o cálculo, propõe-se tomar os seguintes valores do fator de correção:

• k2 é um coeficiente que leva em consideração o número de paredes da sala em contato com a rua.

Quanto maior for a área de contato com o ambiente externo, maior será o nível de perda de calor. Todo mundo sabe que em uma sala de canto é sempre muito mais fresco do que em uma sala com apenas uma parede externa. E algumas dependências de uma casa ou apartamento podem até ser internas, não tendo contato com a rua.

De acordo com a mente, é claro, deve-se levar não apenas o número de paredes externas, mas também sua área. Mas nosso cálculo ainda está simplificado, então nos limitaremos apenas à introdução de um fator de correção.

Os coeficientes para diferentes casos são mostrados na tabela abaixo:

Não consideramos o caso quando todas as quatro paredes são externas. Este não é mais um edifício residencial, mas apenas uma espécie de celeiro.

• k3 é um coeficiente que leva em consideração a posição das paredes externas em relação aos pontos cardeais.

Mesmo no inverno, você não deve desconsiderar o impacto potencial da energia solar. Em dias claros, eles penetram pelas janelas nas instalações, sendo assim incluídos no fornecimento geral de calor. Além disso, as paredes recebem uma carga de energia solar, o que leva a uma diminuição na quantidade total de perda de calor por meio delas. Mas tudo isso é verdade apenas para aquelas paredes que "vêem" o sol. Nos lados norte e nordeste da casa, não existe tal influência, para a qual uma certa correção também pode ser feita.

A posição da parede da sala em relação aos pontos cardeais pode ser importante - os raios de sol podem fazer seus próprios ajustes

Os valores do fator de correção para os pontos cardeais estão na tabela abaixo:

• k4 é um coeficiente que leva em consideração a direção dos ventos de inverno.

Talvez esta alteração não seja obrigatória, mas para casas localizadas em áreas abertas, faz sentido levá-la em consideração.

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Quase em qualquer localidade há predominância de ventos de inverno - também chamada de “rosa dos ventos”. Os meteorologistas locais têm esse esquema sem falhas - ele é elaborado com base nos resultados de muitos anos de observações meteorológicas. Frequentemente, os próprios habitantes locais estão bem cientes de quais ventos os perturbam com mais frequência no inverno.

Para casas em áreas abertas e ventosas, faz sentido levar em consideração as direções predominantes dos ventos de inverno.

E se a parede da sala estiver localizada do lado do vento e não for protegida por alguma barreira natural ou artificial contra o vento, então ela será resfriada com muito mais força. Ou seja, as perdas de calor da sala também aumentam. Em menor medida, isso se expressará na parede localizada paralela à direção do vento, no mínimo - localizada a sotavento.

Se não houver desejo de "se preocupar" com esse fator, ou se não houver informações confiáveis ​​sobre a rosa dos ventos de inverno, você pode deixar o coeficiente igual a um. Ou, pelo contrário, tome-o como máximo, para o caso, ou seja, para as condições mais desfavoráveis.

Os valores deste fator de correção estão na tabela:

• k5 é um coeficiente que leva em consideração o nível de temperatura invernal da região de residência.

Se os cálculos de engenharia térmica forem realizados de acordo com todas as regras, a avaliação das perdas de calor é realizada levando em consideração a diferença de temperatura no ambiente e no exterior. É claro que quanto mais frias as condições climáticas na região, mais calor precisa ser fornecido ao sistema de aquecimento.

Certamente, o nível das temperaturas de inverno tem o efeito mais direto sobre a quantidade necessária de energia térmica para o aquecimento ambiente.

Em nosso algoritmo, isso também será levado em conta até certo ponto, mas com uma simplificação aceitável. Dependendo do nível de temperaturas mínimas de inverno caindo na década mais fria, um fator de correção k5 é selecionado.

É pertinente fazer uma observação aqui. O cálculo estará correto se as temperaturas consideradas normais para a região em questão forem levadas em consideração. Não há necessidade de lembrar as geadas anômalas que aconteceram, digamos, vários anos atrás (e é por isso que, aliás, elas são lembradas). Ou seja, a temperatura mais baixa, mas normal para uma determinada área deve ser escolhida.

• k6 é um coeficiente que leva em consideração a qualidade do isolamento térmico das paredes.

É bastante claro que quanto mais eficaz for o sistema de isolamento de parede, menor será o nível de perdas de calor. Idealmente, para o qual se deve se esforçar, o isolamento térmico deve ser geralmente completo, realizado com base nos cálculos de engenharia térmica realizados, levando em consideração as condições climáticas da região e as características do projeto da casa.

No cálculo da potência calorífica necessária ao sistema de aquecimento, deve-se ter em conta também o isolamento térmico existente nas paredes. A seguinte gradação de fatores de correção é proposta:

O grau insuficiente de isolamento térmico ou a sua ausência total, em tese, não deveriam ser observados em um edifício residencial. Caso contrário, o sistema de aquecimento será muito caro e mesmo sem a garantia de criar condições de vida verdadeiramente confortáveis.

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Se o leitor deseja avaliar de forma independente o nível de isolamento térmico de sua casa, ele pode usar as informações e a calculadora, que se encontram na última seção desta publicação.

• k7 e k8 são coeficientes que levam em consideração a perda de calor pelo piso e pelo teto.

Os dois coeficientes a seguir são semelhantes - sua introdução no cálculo leva em consideração o nível aproximado de perdas de calor pelos pisos e tetos das instalações. Não há necessidade de descrever em detalhes aqui - as opções possíveis e os valores correspondentes desses coeficientes são mostrados nas tabelas:

Para começar, o coeficiente k7, que corrige o resultado em função das características do piso:

Agora é o coeficiente k8, corrigindo para a vizinhança de cima:

• k9 é um coeficiente que leva em consideração a qualidade das janelas da sala.

Também aqui tudo é simples - quanto maior for a qualidade das janelas, menor será a perda de calor através delas. Os caixilhos de madeira antigos geralmente não apresentam boas propriedades de isolamento térmico. A situação é melhor com sistemas de janelas modernos equipados com janelas de vidros duplos. Mas eles também podem ter uma certa gradação - de acordo com o número de câmaras na unidade de vidro e de acordo com outras características do projeto.

Para o nosso cálculo simplificado, os seguintes valores do coeficiente k9 podem ser aplicados:

• k10 é um fator que corrige a área de envidraçamento da sala.

A qualidade das janelas ainda não revela totalmente todos os volumes de possível perda de calor através delas. A área envidraçada é muito importante. Concordo, é difícil comparar uma pequena janela e uma enorme janela panorâmica que ocupa quase toda a parede.

Quanto maior for a área das janelas, mesmo com as janelas de vidros duplos da mais alta qualidade, maior será o nível de perda de calor

Para fazer um ajuste para este parâmetro, você primeiro precisa calcular o chamado coeficiente de envidraçamento. Não é difícil - basta que se encontre a relação entre a área envidraçada e a área total da divisão.

kw = sw / S

Onde:

kw - o coeficiente de envidraçamento da sala;

sw - área total das superfícies envidraçadas, m²;

S - área da sala, m².

Todos podem medir e somar a área das janelas. E então é fácil encontrar o coeficiente de envidraçamento necessário por divisão simples. E ele, por sua vez, possibilita entrar na tabela e determinar o valor do fator de correção k10:

• k11 - coeficiente considerando a presença de portas para a rua.

O último dos coeficientes considerados. O quarto pode ter uma porta que leva diretamente para a rua, para uma varanda fria, para um corredor ou escada sem aquecimento, etc. A porta em si não é apenas uma "ponte fria" muito séria - com sua abertura regular, uma boa quantidade de ar frio entrará na sala todas as vezes. Portanto, uma correção deve ser feita para este fator: tais perdas de calor, é claro, requerem compensação adicional.

Os valores do coeficiente k11 são dados na tabela:

Este fator deve ser levado em consideração se as portas forem usadas regularmente no inverno.

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* * * * * * *

Portanto, todos os fatores de correção foram considerados. Como você pode ver, não há nada muito complicado aqui, e você pode prosseguir com os cálculos com segurança.

Mais uma dica antes de iniciar os cálculos. Tudo será muito mais fácil se traçar primeiro uma tabela, na primeira coluna da qual poderá indicar sequencialmente todas as divisões da casa ou apartamento a vedar. Além disso, por colunas, coloque os dados necessários para os cálculos. Por exemplo, na segunda coluna - a área da sala, na terceira - a altura dos tetos, na quarta - orientação para os pontos cardeais - e assim por diante. Não é difícil fazer tal tabuinha, tendo à sua frente uma planta dos seus bairros residenciais. É claro que os valores calculados da saída de calor necessária para cada sala serão inseridos na última coluna.

A tabela pode ser desenhada em um aplicativo de escritório, ou mesmo simplesmente desenhada em um pedaço de papel. E não se apresse em se desfazer dele após os cálculos - os indicadores de energia térmica obtidos ainda serão úteis, por exemplo, ao comprar radiadores de aquecimento ou dispositivos de aquecimento elétrico usados ​​como fonte de calor de backup.

Para tornar o mais fácil possível para o leitor realizar tais cálculos, uma calculadora online especial é colocada abaixo. Com ele, com os dados iniciais previamente coletados em uma tabela, o cálculo levará literalmente alguns minutos.

Calculadora para calcular a potência térmica necessária para as instalações de uma casa ou apartamento.

Vá para os cálculos

Depois de realizar cálculos para cada uma das instalações aquecidas, todos os indicadores são somados. Este será o valor da energia térmica total necessária para aquecer totalmente uma casa ou apartamento.

Como já mencionado, uma margem de 10 ÷ 20 por cento deve ser adicionada ao valor final resultante. Por exemplo, a potência calculada é 9,6 kW. Se você adicionar 10%, terá 10,56 kW. Ao adicionar 20% - 11,52 kW. Idealmente, a potência térmica nominal da caldeira adquirida deve estar apenas na faixa de 10,56 a 11,52 kW. Se não houver tal modelo, então é adquirido o mais próximo em termos de poder na direção de seu aumento. Por exemplo, para este exemplo particular, caldeiras de aquecimento com uma potência de 11,6 kW são perfeitas - são apresentadas em várias linhas de modelos de diferentes fabricantes.

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Velocidade do refrigerante

Em seguida, a partir dos valores obtidos da vazão do refrigerante, é necessário calcular para cada seção de tubos na frente dos radiadores a velocidade de movimento da água em tubos de acordo com a fórmula:

,

onde V é a velocidade de movimento do refrigerante, m / s;

m - fluxo de refrigerante através da seção do tubo, kg / s

ρ é a densidade da água, kg / m3. pode ser igual a 1000 kg / metro cúbico.

f - área da seção transversal do tubo, m2. pode ser calculado usando a fórmula: π * r2, onde r é o diâmetro interno dividido por 2

Calculadora de velocidade do refrigerante

m = l / s; tubo mm por mm; V = m / s

Determinação da potência por área

O cálculo da potência de uma caldeira de aquecimento por área da casa é a maneira mais fácil de selecionar uma unidade de aquecimento. Com base em inúmeros cálculos feitos por especialistas, foi determinado o valor médio, que é 1 kW de calor para cada 10 metros quadrados.

Mas este indicador é relevante apenas para salas com uma altura de 2,5 - 2,7 metros com um grau médio de isolamento. No caso em que a casa atende aos parâmetros acima, então, conhecendo sua metragem, você pode determinar facilmente a potência aproximada da caldeira da área.

Por exemplo, as dimensões de uma casa térrea são 10 e 14 metros:

1. Em primeiro lugar, determine a área da casa própria, para isso, seu comprimento é multiplicado pela largura, ou vice-versa 10x14 = 140 m2.
2. O resultado obtido, de acordo com o método, é dividido por 10 e obtém-se um valor de potência de 140: 10 = 14 kW.
3. Se o resultado do cálculo da área de uma caldeira a gás ou outro tipo de unidade de aquecimento for fracionário, deve ser arredondado para um valor inteiro.

Perda de pressão nas resistências locais

A resistência local em uma seção de tubo é a resistência em acessórios, válvulas, equipamentos, etc. As perdas de carga nas resistências locais são calculadas pela fórmula:

onde Δpms. - perda de pressão nas resistências locais, Pa;

Σξ - a soma dos coeficientes de resistências locais no local; coeficientes de resistência locais são especificados pelo fabricante para cada conexão

V é a velocidade do refrigerante na tubulação, m / s;

ρ é a densidade do portador de calor, kg / m3.

Ajuste de cálculos

Na prática, moradias com indicadores médios não são tão comuns, portanto, parâmetros adicionais são levados em consideração no cálculo do sistema.

Um fator definidor - a zona climática, a região onde será utilizada a caldeira - já foi discutido.

Aqui estão os valores do coeficiente Wsp para todas as áreas:

• faixa do meio serve como um padrão, o poder específico é 1–1,1;
• Moscou e região de Moscou - multiplique o resultado por 1,2-1,5;
• para as regiões do sul - de 0,7 a 0,9;
• para regiões do norte sobe para 1,5–2,0.

Em cada zona, observamos uma certa difusão de valores. Agimos de forma simples - quanto mais ao sul o terreno na zona climática, menor o coeficiente; quanto mais ao norte, mais alto.

Aqui está um exemplo de ajustes por região. Suponha que a casa para a qual os cálculos foram feitos anteriormente esteja localizada na Sibéria com geadas de até 35 °.

Consideramos Wwood igual a 1,8. Então, o número resultante 12 é multiplicado por 1,8, obtemos 21,6. Arredondando para um valor maior, sai 22 quilowatts.

A diferença com o resultado inicial é quase dupla e, afinal, apenas uma alteração foi levada em consideração. Portanto, é necessário ajustar os cálculos.

Além das condições climáticas das regiões, outras alterações também são levadas em consideração para cálculos precisos: altura do teto e perda de calor do edifício. A altura média do teto é de 2,6 m.

Se a altura for significativamente diferente, calculamos o valor do coeficiente - dividimos a altura real pela média. Suponha que a altura do teto no edifício do exemplo anterior seja de 3,2 m.

Contamos: 3,2 / 2,6 = 1,23, arredondamento, resulta 1,3. Acontece que o aquecimento de uma casa na Sibéria com uma área de 120 m2 e tetos de 3,2 m requer uma caldeira de 22 kW × 1,3 = 28,6, ou seja, 29 quilowatts.

Também é muito importante que os cálculos corretos levem em consideração a perda de calor do edifício. O calor é perdido em qualquer casa, independentemente do seu design e tipo de combustível.

Através de paredes fracamente isoladas, 35% do ar quente pode escapar, pelas janelas - 10% e mais. Um piso não isolado ocupará 15% e um telhado - todos 25%. Mesmo um desses fatores, se presente, deve ser levado em consideração.

Um valor especial é usado para multiplicar a potência resultante. Possui os seguintes indicadores:

• para uma casa de tijolos, madeira ou bloco de espuma, com mais de 15 anos, com bom isolamento, K = 1;
• para outras casas com paredes não isoladas K = 1,5;
• se o telhado da casa, além das paredes não isoladas, não for isolado K = 1,8;
• para uma casa moderna isolada K = 0,6.

Voltemos ao nosso exemplo para cálculos - uma casa na Sibéria, para a qual, de acordo com nossos cálculos, será necessário um dispositivo de aquecimento com capacidade de 29 quilowatts.

Resultados do cálculo hidráulico

Como resultado, é necessário somar as resistências de todas as seções de cada radiador e comparar com os valores de referência. Para que a bomba instalada na caldeira a gás forneça calor a todos os radiadores, a perda de pressão no ramal mais longo não deve exceder 20.000 Pa. A velocidade de movimento do refrigerante em qualquer área deve estar na faixa de 0,25 - 1,5 m / s. A uma velocidade acima de 1,5 m / s, pode ocorrer ruído nos tubos, e uma velocidade mínima de 0,25 m / s é recomendada de acordo com SNiP 2.04.05-91 para evitar a ventilação dos tubos.

Para resistir às condições acima, basta escolher os diâmetros de tubo corretos.Isso pode ser feito de acordo com a tabela.

Indica a potência total dos radiadores que o tubo fornece calor.

Cálculo de desempenho para uma unidade de circuito duplo

Os cálculos acima foram feitos para um dispositivo que fornece apenas aquecimento. Quando você precisa calcular a potência de uma caldeira a gás para uma casa, que irá simultaneamente aquecer água para as necessidades domésticas, seu desempenho precisa ser aumentado. Isso também se aplica a unidades operando com outros tipos de combustível.

Na determinação da potência de uma caldeira de aquecimento com possibilidade de aquecimento de água, deve ser prevista uma margem de 20-25%, aplicando um coeficiente de 1,2-1,25.

Por exemplo, você precisa fazer uma correção para DHW. O resultado calculado anteriormente de 27 kW é multiplicado por 1,2 para obter 32,4 kW. A diferença é bastante grande.

É necessário lembrar como calcular corretamente a potência da caldeira - a reserva para o aquecimento da água é utilizada depois de considerada a região onde o domicílio está localizado, pois a temperatura do líquido também depende da localização do objeto.

Seleção rápida de diâmetros de tubo de acordo com a tabela

Para casas de até 250 m2. desde que haja uma bomba de 6 e válvulas térmicas do radiador, você não pode fazer um cálculo hidráulico completo. Você pode selecionar os diâmetros da tabela abaixo. Em seções curtas, a potência pode ser ligeiramente excedida. Os cálculos foram feitos para um refrigerante Δt = 10oC ev = 0,5m / s.

Informações de finalidade da calculadora

A calculadora online de piso radiante destina-se ao cálculo dos parâmetros térmicos e hidráulicos básicos do sistema, calculando o diâmetro e o comprimento do tubo. A calculadora oferece a oportunidade de calcular o piso quente, implementado pelo método "úmido", com a disposição de um piso monolítico feito de argamassa de cimento-areia ou concreto, bem como com a implementação do método "seco", utilizando o calor - distribuição de placas. O dispositivo do sistema TP "seco" é preferível para pisos e tectos de madeira.

Fluxos de calor direcionados de baixo para cima são os mais preferíveis e confortáveis ​​para a percepção humana. É por isso que o aquecimento ambiente com pisos quentes está se tornando a solução mais popular em comparação com as fontes de calor montadas na parede. Os elementos de aquecimento de tal sistema não ocupam espaço adicional, ao contrário dos radiadores de parede.

Os sistemas de piso radiante corretamente concebidos e implementados são uma fonte moderna e confortável de aquecimento ambiente. A utilização de materiais modernos e de alta qualidade, bem como cálculos corretos, permitem criar um sistema de aquecimento eficaz e confiável com uma vida útil de pelo menos 50 anos.

O sistema de aquecimento por piso radiante pode ser a única fonte de aquecimento ambiente apenas em regiões com clima quente e que utilizem materiais com eficiência energética. Em caso de fluxo de calor insuficiente, é necessário usar fontes de calor adicionais.

Os cálculos obtidos serão especialmente úteis para quem pretende implementar um sistema de aquecimento radiante DIY numa casa privada.

Tanque em um sistema de aquecimento de tipo aberto

Em tal sistema, o refrigerante - água simples - se move de acordo com as leis da física de forma natural devido às diferentes densidades de água fria e quente. A inclinação dos tubos também contribui para isso. O portador de calor, aquecido a alta temperatura, tende para cima na saída da caldeira, empurrado para fora pela água fria vinda do tubo de retorno pelo fundo.É assim que ocorre a circulação natural, como resultado do aquecimento dos radiadores. Em um sistema de gravidade, é problemático usar anticongelante devido ao fato de que o refrigerante no tanque de expansão é aberto e evapora rapidamente, mas é por isso que apenas água atua nesta capacidade. Quando aquecido, aumenta de volume e seu excesso entra no tanque e, quando esfria, retorna ao sistema. O tanque está localizado no ponto mais alto do contorno, geralmente no sótão. Para que a água contida não congele, ela é isolada com materiais isolantes e conectada à tubulação de retorno para evitar ebulição. Em caso de transbordamento do tanque, a água é descarregada na rede de esgoto.

O tanque de expansão não é fechado com tampa, daí o nome do sistema de aquecimento - aberto. O nível de água no tanque deve ser controlado para que não apareçam travas de ar na tubulação, levando a uma operação ineficaz dos radiadores. O tanque é conectado à rede por meio de um tubo de expansão, sendo fornecido um tubo de circulação para garantir a circulação da água. À medida que o sistema se enche, a água atinge a conexão do sinal, na qual o

guindaste. Um tubo de transbordamento serve para controlar a expansão da água. Ele é o responsável pela livre circulação do ar dentro do contêiner. Para calcular o volume de um tanque aberto, você precisa saber o volume de água no sistema.

Como calcular a potência de uma caldeira a gás: 3 esquemas de complexidade variável

Como calcular a potência de uma caldeira a gás para os parâmetros dados da sala aquecida? Conheço pelo menos três métodos diferentes que dão diferentes níveis de confiabilidade dos resultados, e hoje vamos conhecer cada um deles.

A construção de uma sala de caldeiras a gás começa com o cálculo do equipamento de aquecimento.

informações gerais

Por que calculamos os parâmetros especificamente para aquecimento a gás?

O fato é que o gás é a fonte de calor mais econômica (e, portanto, a mais popular). Um quilowatt-hora de energia térmica obtida durante sua combustão custa ao consumidor de 50 a 70 copeques.

Para efeito de comparação - o preço de um quilowatt-hora de calor para outras fontes de energia:

Além da eficiência, o equipamento a gás atrai com facilidade de uso. A caldeira requer manutenção não mais do que uma vez por ano, não precisa de gravetos, limpeza do cinzeiro e reabastecimento de combustível. Dispositivos com ignição eletrônica funcionam com termostatos remotos e são capazes de manter automaticamente uma temperatura constante na casa, independente do clima.

A caldeira principal a gás, equipada com ignição eletrônica, combina a máxima eficiência com a facilidade de uso.

O cálculo de uma caldeira a gás para uma residência é diferente do cálculo de uma caldeira a combustível sólido, líquido ou elétrico?

Em geral, não. Qualquer fonte de calor deve compensar a perda de calor pelo piso, paredes, janelas e teto do edifício. Sua potência térmica nada tem a ver com o portador de energia utilizado.

No caso de uma caldeira de circuito duplo que abastece a casa com água quente para uso doméstico, é necessária uma reserva de energia para a aquecer. O excesso de potência garantirá o fluxo simultâneo de água no sistema AQS e o aquecimento do refrigerante para aquecimento.

Métodos de cálculo

Esquema 1: por área

Como calcular a potência necessária de uma caldeira a gás na área da casa?

Seremos ajudados nisso pela documentação regulatória de meio século atrás. De acordo com o SNiP soviético, o aquecimento deve ser projetado a uma taxa de 100 watts de calor por metro quadrado da sala aquecida.

Estimativa de potência de aquecimento por área. Um metro quadrado é alocado para 100 watts de potência da caldeira e dos aparelhos de aquecimento.

Vamos, por exemplo, realizar um cálculo de potência para uma casa medindo 6x8 metros:

1. A área da casa é igual ao produto de suas dimensões totais. 6x8x48 m2;
2. Com uma potência específica de 100 W / m2, a potência total da caldeira deve ser 48x100 = 4800 watts, ou 4,8 kW.

A escolha da potência da caldeira pela zona da divisão aquecida é simples, compreensível e ... na maioria dos casos dá o resultado errado.

Porque ele negligencia uma série de fatores importantes que afetam a perda real de calor:

• O número de janelas e portas. Perde-se mais calor pelos vidros e portas do que por uma parede sólida;
• A altura dos tetos. Em prédios de apartamentos soviéticos, era o padrão - 2,5 metros com um erro mínimo. Mas nos chalés modernos, você pode encontrar tetos com 3, 4 ou mais metros de altura. Quanto mais alto for o teto, maior será o volume aquecido;

A foto mostra o primeiro andar da minha casa. Pé-direito de 3,2 metros.

Zona climática. Com a mesma qualidade de isolamento térmico, a perda de calor é diretamente proporcional à diferença entre as temperaturas interna e externa.

Em um prédio de apartamentos, a perda de calor é afetada pela localização da residência em relação às paredes externas: os cômodos das extremidades e dos cantos perdem mais calor. No entanto, em uma casa de campo típica, todos os quartos compartilham paredes com a rua, portanto, o fator de correção correspondente é incluído na saída de calor da linha de base.

Quarto de canto em um prédio de apartamentos. O aumento da perda de calor através das paredes externas é compensado pela instalação de uma segunda bateria

Esquema 2: por volume, levando em consideração fatores adicionais

Como calcular com as próprias mãos uma caldeira a gás para aquecimento de uma casa privada, tendo em conta todos os fatores que mencionei?

Em primeiro lugar: no cálculo, levamos em consideração não a área da casa, mas o seu volume, ou seja, o produto da área pela altura dos tetos.

• O valor básico da potência da caldeira por metro cúbico de volume aquecido é de 60 watts;
• A janela aumenta a perda de calor em 100 watts;
• A porta adiciona 200 watts;
• A perda de calor é multiplicada pelo coeficiente regional. É determinado pela temperatura média do mês mais frio:

Fórmula para calcular o volume do tanque de expansão

KE é o volume total de todo o sistema de aquecimento. Este indicador é calculado com base no fato de que I kW da potência do equipamento de aquecimento é igual a 15 litros de volume do líquido de arrefecimento. Se a potência da caldeira for de 40 kW, o volume total do sistema será KE = 15 x 40 = 600 litros;

Z é o valor do coeficiente de temperatura do refrigerante. Como já foi observado, para a água é cerca de 4%, e para anticongelantes de várias concentrações, por exemplo, 10-20% de etilenoglicol, é de 4,4 a 4,8%;

N é o valor da eficiência do tanque de membrana, que depende da pressão inicial e máxima no sistema, a pressão inicial do ar na câmara. Muitas vezes, esse parâmetro é especificado pelo fabricante, mas se não estiver lá, você mesmo pode realizar o cálculo usando a fórmula:

DV é a pressão mais alta permitida na rede. Como regra, é igual à pressão permitida da válvula de segurança e raramente excede 2,5-3 atm para sistemas de aquecimento doméstico comuns;

DS é o valor da pressão de carga inicial do tanque de membrana com base em um valor constante de 0,5 atm. para 5 m do comprimento do sistema de aquecimento.

N = (2,5-0,5) /

Assim, a partir dos dados obtidos, pode-se deduzir o volume do tanque de expansão com uma caldeira de potência de 40 kW:

K = 600 x 0,04 / 0,57 = 42,1 litros.

Recomenda-se um tanque de 50 litros com pressão inicial de 0,5 atm. já que os totais para a seleção do produto devem ser ligeiramente superiores aos calculados. Um leve excesso de volume do tanque não é tão ruim quanto a falta de seu volume. Além disso, ao utilizar anticongelante no sistema, os especialistas aconselham a escolha de um tanque com volume 50% superior ao calculado.