Cálculo do sistema de aquecimento de uma casa particular: regras e exemplos de cálculo

Seleção de caldeiras

A caldeira pode ser de vários tipos:

• Caldeira elétrica;
• Caldeira de combustível líquido;
• Aquecedor de água à Gas;
• Caldeira de combustível sólido;
• Caldeira combinada.

Além dos custos com combustível, será necessário realizar uma inspeção preventiva da caldeira pelo menos uma vez por ano. É melhor chamar um especialista para esses fins. Você também precisará realizar a limpeza preventiva dos filtros. As mais fáceis de operar são as caldeiras que funcionam com gás. Eles também são muito baratos para manter e reparar. Uma caldeira a gás é adequada apenas nas casas que têm acesso a um cano principal de gás.

As caldeiras desta classe distinguem-se por um alto grau de segurança.As caldeiras modernas são projetadas de tal forma que não requerem uma sala especial para a sala das caldeiras. As caldeiras modernas são caracterizadas por uma aparência bonita e são capazes de se encaixar com sucesso no interior de qualquer cozinha.

Caldeira a gás na cozinha

Até o momento, as caldeiras semiautomáticas que operam com combustíveis sólidos são especialmente populares. É verdade que essas caldeiras têm uma desvantagem, que uma vez por dia é necessário carregar combustível. Muitos fabricantes produzem essas caldeiras que são totalmente automatizadas. Em tais caldeiras, o combustível sólido é carregado offline.

No entanto, essas caldeiras são um pouco mais problemáticas. Além do problema principal, que é que a eletricidade é bastante cara agora, eles também podem sobrecarregar a rede. Em pequenas aldeias, uma média de até 3 kW por hora é alocada por casa, mas isso não é suficiente para uma caldeira, e deve-se ter em mente que a rede será carregada não apenas com a operação da caldeira.

caldeira elétrica

Para organizar o sistema de aquecimento de uma casa particular, você também pode instalar uma caldeira de combustível líquido. A desvantagem de tais caldeiras é que elas podem causar críticas do ponto de vista da ecologia e da segurança.

Cálculo de potência da caldeira

Antes de calcular o aquecimento da casa, você precisa fazer isso calculando a potência da caldeira. A eficiência de todo o sistema de aquecimento dependerá principalmente da potência da caldeira. O principal neste assunto é não exagerar, pois uma caldeira muito poderosa consumirá mais combustível do que o necessário. E se a caldeira estiver muito fraca, não será possível aquecer a casa adequadamente, e isso afetará negativamente o conforto da casa.

Portanto, o cálculo do sistema de aquecimento de uma casa de campo é importante.Você pode escolher uma caldeira com a potência necessária se calcular simultaneamente a perda de calor específica do edifício para todo o período de aquecimento

O cálculo do aquecimento doméstico - a perda de calor específica pode ser feito pelo seguinte método:

q_lar=Q_ano/F_h

Qyear é o consumo de energia térmica para todo o período de aquecimento;

Fh é a área da casa que é aquecida;

Tabela de seleção de potência da caldeira dependendo da área a ser aquecida

Para calcular o aquecimento de uma casa de campo - o consumo de energia que será usado para aquecer uma casa particular, você precisa usar a seguinte fórmula e uma ferramenta como uma calculadora:

Q_ano=β_h*[Q_k-(Q_{vn b}+Q_s)*ν

β_h - este é o coeficiente para contabilizar o consumo adicional de calor pelo sistema de aquecimento.

Q_{vn b} - as receitas de calor de natureza doméstica, típicas de todo o período de aquecimento.

Qk é o valor da perda total de calor da casa.

Q_s - este é o fluxo de calor na forma de radiação solar que entra na casa pelas janelas.

Antes de calcular o aquecimento de uma casa particular, vale a pena considerar que diferentes tipos de instalações são caracterizadas por diferentes condições de temperatura e indicadores de umidade do ar. Eles são apresentados na tabela a seguir:

A seguir está uma tabela que mostra os coeficientes de sombreamento de uma abertura do tipo luz e a quantidade relativa de radiação solar que entra pelas janelas.

Se você planeja instalar aquecimento de água, a área da casa será um fator determinante. Se a casa tiver uma área total não superior a 100 metros quadrados. metros, então um sistema de aquecimento com circulação natural também é adequado. Se a casa tiver uma área maior, é obrigatório um sistema de aquecimento com circulação forçada.O cálculo do sistema de aquecimento da casa deve ser realizado com precisão e correção.

Tubulação simples de seção transversal constante

As principais razões de projeto para uma tubulação simples são: equação de Bernoulli, equação de fluxo Q \u003d const e fórmulas para calcular as perdas de pressão por atrito ao longo do comprimento do tubo e nas resistências locais.

Ao aplicar a equação de Bernoulli em um cálculo específico, as seguintes recomendações podem ser levadas em consideração. Primeiro, você deve definir duas seções de projeto e um plano de comparação na figura. Recomenda-se tomar como seções:

a superfície livre do líquido no tanque, onde a velocidade é zero, ou seja, V = 0;

a saída do fluxo para a atmosfera, onde a pressão na seção transversal do jato é igual à pressão ambiente, ou seja, pa6c = ratm ou pis6 = 0;

seção em que a pressão é ajustada (ou precisa ser determinada) (leituras de um manômetro ou manômetro de vácuo);

seção sob o pistão, onde o excesso de pressão é determinado pela carga externa.

O plano de comparação é convenientemente desenhado através do centro de gravidade de uma das seções calculadas, geralmente localizada abaixo (então as alturas geométricas das seções são 0).

Seja uma tubulação simples de seção transversal constante localizada arbitrariamente no espaço (Fig. 1), tenha um comprimento total l e um diâmetro d, e contenha várias resistências locais. Na seção inicial (1-1), a altura geométrica é igual a z1 e a sobrepressão p1, e na final (2-2), respectivamente, z2 e p2. A velocidade do fluxo nestas seções devido à constância do diâmetro do tubo é a mesma e igual a v.

A equação de Bernoulli para as seções 1-1 e 2-2, levando em consideração , terá a seguinte aparência:

ou

,

soma dos coeficientes das resistências locais.

Para facilitar os cálculos, introduzimos o conceito de design head

,

٭

٭٭

Exemplo de cálculo térmico

Como exemplo de cálculo térmico, há uma casa comum de 1 andar com quatro salas, cozinha, banheiro, “jardim de inverno” e despensas.

Fundação de uma laje monolítica de concreto armado (20 cm), paredes externas - concreto (25 cm) com gesso, telhado - tetos de vigas de madeira, telhado - telhas metálicas e lã mineral (10 cm)

Vamos designar os parâmetros iniciais da casa necessários para os cálculos.

Dimensões do edifício:

• altura do piso - 3 m;
• pequena janela da frente e de trás do edifício 1470 * 1420 mm;
• grande janela de fachada 2080*1420 mm;
• portas de entrada 2000*900 mm;
• portas traseiras (saída para o terraço) 2000*1400 (700 + 700) mm.

A largura total do edifício é de 9,5 m2, o comprimento é de 16 m2. Apenas as salas de estar (4 unidades), um banheiro e uma cozinha serão aquecidos.

Para um cálculo preciso da perda de calor nas paredes, a área das janelas e portas da bola deve ser subtraída da área das paredes externas - este é um tipo de material completamente diferente com seu próprio resistência térmica

Começamos calculando as áreas de materiais homogêneos:

• área útil - 152 m2;
• área do telhado - 180 m2, dada a altura do sótão de 1,3 me a largura do corredor - 4 m;
• área da janela - 3*1,47*1,42+2,08*1,42=9,22 m2;
• área da porta - 2*0,9+2*2*1,4=7,4 m2.

A área das paredes externas será igual a 51*3-9,22-7,4=136,38 m2.

Voltamos ao cálculo da perda de calor em cada material:

• Q_piso\u003d S * ∆T * k / d \u003d 152 * 20 * 0,2 / 1,7 \u003d 357,65 W;
• Q_cobertura\u003d 180 * 40 * 0,1 / 0,05 \u003d 14400 W;
• Q_janela=9,22*40*0,36/0,5=265,54W;
• Q_portas=7,4*40*0,15/0,75=59,2W;

E também Q_muro equivalente a 136,38*40*0,25/0,3=4546. A soma de todas as perdas de calor será 19628,4 W.

Como resultado, calculamos a potência da caldeira: P_caldeira=Q_perdas*S_{ambiente_aquecimento}*K/100=19628,4*(10,4+10,4+13,5+27,9+14,1+7,4)*1,25/100=19628,4*83,7*1,25/100=20536,2=21 kW.

Vamos calcular o número de seções do radiador para uma das salas. Para todos os outros, os cálculos são semelhantes. Por exemplo, uma sala de canto (à esquerda, canto inferior do diagrama) tem uma área de 10,4 m2.

Então N=(100*k1*k2*k3*k4*k5*k6*k7)/C=(100*10,4*1,0*1,0*0,9*1,3*1,2*1,0*1,05)/180=8,5176=9.

Esta sala requer 9 seções de um radiador de aquecimento com uma potência de calor de 180 watts.

Procedemos ao cálculo da quantidade de refrigerante no sistema - W=13,5*P=13,5*21=283,5 l. Isso significa que a velocidade do refrigerante será: V=(0,86*P*μ)/∆T=(0,86*21000*0,9)/20=812,7 l.

Como resultado, a rotação total de todo o volume do refrigerante no sistema será equivalente a 2,87 vezes por hora.

1. Cálculo do sistema de aquecimento de uma casa particular: regras e exemplos de cálculo
2. Cálculo de engenharia térmica de um edifício: especificidades e fórmulas para realizar cálculos + exemplos práticos

Como calcular o número e os volumes ideais de trocadores de calor

Ao calcular o número de radiadores necessários, deve-se levar em consideração de que material eles são feitos. O mercado agora oferece três tipos de radiadores metálicos:

• Ferro fundido,
• Alumínio,
• liga bimetálica.

Todos eles têm suas próprias características. O ferro fundido e o alumínio têm a mesma taxa de transferência de calor, mas o alumínio esfria rapidamente e o ferro fundido aquece lentamente, mas retém o calor por um longo tempo. Os radiadores bimetálicos aquecem rapidamente, mas esfriam muito mais lentamente do que os de alumínio.

Ao calcular o número de radiadores, outras nuances também devem ser levadas em consideração:

• isolamento térmico do piso e paredes ajuda a economizar até 35% de calor,
• o quarto do canto é mais frio que os outros e precisa de mais radiadores,
• o uso de janelas com vidros duplos nas janelas economiza 15% de energia térmica,
• até 25% da energia térmica “sai” através do telhado.

O número de radiadores de aquecimento e seções neles depende de muitos fatores.

De acordo com as normas do SNiP, são necessários 100 W de calor para aquecer 1 m3. Portanto, 50 m3 exigirão 5.000 watts. Se um dispositivo bimetálico para 8 seções emite 120 W, então, usando uma calculadora simples, calculamos: 5000: 120 = 41,6. Depois de arredondar, temos 42 radiadores.

Você pode usar a fórmula aproximada para calcular as seções do radiador:

N*= S/P *100

O símbolo (*) mostra que a parte fracionária é arredondada de acordo com regras matemáticas gerais, N é o número de seções, S é a área da sala em m2 e P é a saída de calor de 1 seção em W.

Fórmulas

Porque nós, caro leitor, não nos intrometemos na obtenção de um diploma em engenharia térmica, não vamos começar a subir na selva.

Um cálculo simplificado do diâmetro da tubulação de aquecimento é realizado de acordo com a fórmula D \u003d 354 * (0,86 * Q / Dt) / v, na qual:

• D é o valor desejado do diâmetro em centímetros.
• Q é a carga térmica na seção correspondente do circuito.
• Dt é o delta de temperatura entre as tubulações de alimentação e retorno. Em um sistema autônomo típico, é de aproximadamente 20 graus.
• v é a vazão do refrigerante nas tubulações.

Parece que não temos dados suficientes para continuar.

Para calcular o diâmetro dos tubos para aquecimento, precisamos:

1. Descubra o quão rápido o refrigerante pode se mover.
2. Aprenda a calcular a potência térmica de todo o sistema e suas seções individuais.

Velocidade do refrigerante

Deve obedecer a um par de condições de contorno.

Por um lado, o refrigerante deve girar no circuito aproximadamente três vezes por hora.Em outro caso, o delta de temperatura estimado aumentará visivelmente, tornando o aquecimento dos radiadores desigual. Além disso, em frio extremo, aproveitaremos ao máximo a possibilidade real de descongelar as partes mais frias do circuito.

Caso contrário, uma velocidade excessivamente alta gerará ruído hidráulico. Adormecer ao som da água nos canos é um prazer, digamos, para um amador.

A faixa de vazões de 0,6 a 1,5 metros por segundo é considerada aceitável; junto com isso, na maioria dos casos, o valor máximo permitido é usado nos cálculos - 1,5 m / s.

Poder Térmico

Aqui está um esquema para calculá-lo para a resistência térmica normalizada das paredes (para o centro do país - 3,2 m2 * C / W).

• Para uma casa particular, 60 watts por metro cúbico de espaço são tomados como potência base.
• A estes são adicionados 100 watts para cada janela e 200 para cada porta.
• O resultado é multiplicado por um coeficiente regional dependendo do território climático:

Temperatura média de janeiro	Coeficiente
-40	2,0
-25	1,6
-15	1,4
-5	1
0,8

Portanto, uma sala de 300 m2 com três portas e janelas em Krasnodar (a temperatura média de janeiro é +0,6C) exigirá (300 * 60 + (3 * 100 + 200)) * 0,8 = 14800 watts de calor.

Para edifícios cuja resistência térmica das paredes difere significativamente da normalizada, é utilizado outro esquema simplificado: Q=V*Dt*K/860, onde:

• Q é a necessidade de energia térmica em quilowatts.
• V - a quantidade de espaço aquecido em metros cúbicos.
• Dt - diferença de temperatura entre a rua e a sala no pico do tempo frio.

Coeficiente de isolamento	Descrição dos envelopes de construção
0,6 — 0,9	Casaco de espuma ou lã mineral, telhado isolado, vidros triplos de economia de energia
1,-1,9	Alvenaria em tijolo e meio, janelas de vidro duplo de câmara única
2 — 2,9	Alvenaria, janelas de madeira sem isolamento
3-4	Deitado em meio tijolo, envidraçado em um fio

Onde obter a carga para uma seção separada do circuito? É calculado pelo volume da sala que é aquecida por essa área, usando um dos métodos acima.

Cálculo do sistema de aquecimento

Ao planejar um sistema de aquecimento para uma casa particular, o passo mais difícil e crucial é realizar cálculos hidráulicos - você precisa determinar a resistência do sistema de aquecimento.

Afinal, tomando por conta própria como calcular o volume do sistema de aquecimento e planejar ainda mais o sistema, poucas pessoas sabem que é necessário primeiro realizar algum trabalho de design gráfico. Em particular, os seguintes parâmetros devem ser determinados e exibidos no plano do sistema de aquecimento:

equilíbrio térmico das instalações em que os dispositivos de aquecimento serão localizados;
o tipo de aparelhos de aquecimento e superfícies de troca de calor mais adequados, indique-os no plano preliminar do sistema de aquecimento;
o tipo de sistema de aquecimento mais adequado, escolha a configuração mais adequada. Você também deve criar um layout detalhado da caldeira de aquecimento, tubulação.
escolha o tipo de tubulação, determine os elementos adicionais necessários para um trabalho de alta qualidade (válvulas, válvulas, sensores). Indique sua localização no esquema preliminar do sistema.
crie um diagrama axonométrico completo. Deve indicar o número de seções, sua duração e o nível de carga de calor.
planejar e exibir no diagrama o circuito de aquecimento principal

Nesse caso, é importante levar em consideração a vazão máxima do refrigerante.

Diagrama esquemático de aquecimento

Sistema de aquecimento de dois tubos

Para qualquer sistema de aquecimento, a seção de projeto da tubulação é o segmento no qual o diâmetro não muda e onde ocorre um fluxo estável de refrigerante. O último parâmetro é calculado a partir do equilíbrio térmico da sala.

Para calcular um sistema de aquecimento de dois tubos, deve ser realizada uma numeração preliminar das seções. Começa com um elemento de aquecimento (caldeira). Todos os pontos nodais da linha de abastecimento, nos quais o sistema se ramifica, devem ser marcados em letras maiúsculas.

Sistema de aquecimento de dois tubos

Os nós correspondentes localizados nas tubulações principais pré-fabricadas devem ser indicados por traços. Os pontos de ramificação das ramificações do instrumento (no riser nodal) são mais frequentemente indicados por algarismos arábicos. Estas designações correspondem ao número do piso (no caso de ser implementado um sistema de aquecimento horizontal) ou ao número do riser (sistema vertical). Nesse caso, na junção do fluxo de refrigerante, esse número é indicado por um curso adicional.

Para o melhor desempenho possível do trabalho, cada seção deve ser numerada.

É importante levar em consideração que o número deve consistir em dois valores - o início e o final da seção

balanceamento hidráulico

O balanceamento das quedas de pressão no sistema de aquecimento é realizado por meio de válvulas de controle e fechamento.

O balanceamento hidráulico do sistema é realizado com base em:

• carga de projeto (vazão de refrigerante em massa);
• dados de fabricantes de tubos sobre resistência dinâmica;
• o número de resistências locais na área considerada;
• características técnicas dos acessórios.

As características de instalação - queda de pressão, montagem, capacidade - são definidas para cada válvula. Eles determinam os coeficientes de fluxo de refrigerante em cada riser e, em seguida, em cada dispositivo.

A perda de pressão é diretamente proporcional ao quadrado da vazão do refrigerante e é medida em kg/h, onde

S é o produto da pressão específica dinâmica, expressa em Pa/(kg/h), e o coeficiente reduzido para a resistência local da seção (ξpr).

O coeficiente reduzido ξpr é a soma de todas as resistências locais do sistema.

Determinação do fluxo de refrigerante e diâmetros do tubo

Primeiro, cada ramo de aquecimento deve ser dividido em seções, começando do final. A repartição é feita pelo consumo de água, e varia de radiador para radiador. Isso significa que após cada bateria começa uma nova seção, isso é mostrado no exemplo que é apresentado acima. Começamos da 1ª seção e encontramos a vazão mássica do refrigerante nela, focando na potência do último aquecedor:

G = 860q/ ∆t, onde:

• G é a vazão do refrigerante, kg/h;
• q é a potência térmica do radiador na área, kW;
• Δt é a diferença de temperatura nas tubulações de alimentação e retorno, geralmente leva 20 ºС.

Para a primeira seção, o cálculo do refrigerante é assim:

860 x 2/20 = 86 kg/h.

O resultado obtido deve ser aplicado imediatamente ao diagrama, mas para cálculos posteriores precisaremos dele em outras unidades - litros por segundo. Para fazer uma transferência, você precisa usar a fórmula:

GV = G /3600ρ, onde:

• GV – vazão volumétrica de água, l/s;
• ρ é a densidade da água, a uma temperatura de 60 ºС é igual a 0,983 kg / litro.

Nestas tabelas, são publicados os valores dos diâmetros dos tubos de aço e plástico, dependendo da vazão e velocidade do refrigerante.Se você for para a página 31, na tabela 1 para tubos de aço, a primeira coluna mostra as taxas de fluxo em l / s. Para não fazer um cálculo completo de tubos para o sistema de aquecimento de uma casa frequente, basta selecionar o diâmetro de acordo com a vazão, conforme mostrado na figura abaixo:

Assim, para o nosso exemplo, o tamanho interno da passagem deve ser de 10 mm. Mas como esses tubos não são usados ​​em aquecimento, aceitamos com segurança o duto DN15 (15 mm). Colocamos no diagrama e vamos para a segunda seção. Como o próximo radiador tem a mesma capacidade, não há necessidade de aplicar as fórmulas, pegamos o fluxo de água anterior e multiplicamos por 2 e obtemos 0,048 l/s. Novamente nos voltamos para a tabela e encontramos nela o valor adequado mais próximo. Ao mesmo tempo, não se esqueça de monitorar a velocidade do fluxo de água v (m / s) para que não ultrapasse os limites especificados (nas figuras está marcado na coluna da esquerda com um círculo vermelho):

Como você pode ver na figura, a seção nº 2 também é colocada com um tubo DN15. Além disso, de acordo com a primeira fórmula, encontramos a vazão na seção nº 3:

860 x 1,5 / 20 = 65 kg/h e converta para outras unidades:

65/3600 x 0,983 = 0,018 l/s.

Somando-o à soma dos custos das duas seções anteriores, obtemos: 0,048 + 0,018 = 0,066 l / se voltamos novamente à mesa. Como em nosso exemplo não calculamos o sistema gravitacional, mas o sistema de pressão, o tubo DN15 também é adequado para a velocidade do refrigerante desta vez:

Indo desta forma, calculamos todas as seções e aplicamos todos os dados ao nosso diagrama axonométrico:

Cálculo do número de seções de dispositivos de aquecimento

O sistema de aquecimento não será eficaz se o número ideal de seções do radiador não for calculado.O cálculo incorreto levará ao fato de que as salas serão aquecidas de forma desigual, a caldeira funcionará no limite de suas capacidades ou, inversamente, desperdiçará combustível "inativo".

Alguns proprietários acreditam que quanto mais baterias, melhor. No entanto, isso alonga o caminho do refrigerante, que esfria gradativamente, o que significa que os últimos ambientes do sistema correm o risco de ficarem sem calor. A circulação forçada do refrigerante, em parte, resolve esse problema. Mas não devemos perder de vista a potência da caldeira, que pode simplesmente “não puxar” o sistema.

Para calcular o número de seções, você precisa dos seguintes valores:

• a área da sala aquecida (mais a adjacente, onde não há radiadores);
• potência de um radiador (indicado na especificação técnica);

levar em conta que para 1 sq. m

espaço vital exigirá 100 W de potência para a Rússia central (de acordo com os requisitos do SNiP).

A área da sala é multiplicada por 100 e a quantidade resultante é dividida pelos parâmetros de potência do radiador instalado.

Um exemplo para uma sala de 25 metros quadrados. metros e potência do radiador 120 W: (20x100) / 185 = 10,8 = 11

Esta é a fórmula mais simples, com uma altura não padrão das salas ou sua configuração complexa, outros valores são usados.

Como calcular corretamente o aquecimento em uma casa particular se a potência do radiador for desconhecida por algum motivo? Por padrão, a potência estática média de 200 watts é tomada. Você pode obter os valores médios de certos tipos de radiadores. Para bimetálicos, esse valor é de 185 W, para alumínio - 190 W. Para ferro fundido, o valor é muito menor - 120 watts.

Se o cálculo for realizado para salas de canto, o resultado pode ser multiplicado com segurança por um fator de 1,2.

Etapas de cálculo

É necessário calcular os parâmetros de aquecimento de uma casa em várias etapas:

• cálculo da perda de calor em casa;
• seleção do regime de temperatura;
• seleção de radiadores de aquecimento por potência;
• cálculo hidráulico do sistema;
• seleção da caldeira.

A tabela irá ajudá-lo a entender que tipo de energia do radiador você precisa para o seu quarto.

Cálculo de perda de calor

A parte termotécnica do cálculo é realizada com base nos seguintes dados iniciais:

• condutividade térmica específica de todos os materiais utilizados na construção de uma casa particular;
• dimensões geométricas de todos os elementos do edifício.

A carga de calor no sistema de aquecimento neste caso é determinada pela fórmula:
Mk \u003d 1,2 x Tp, onde

Tp - perda total de calor da edificação;

Mk - potência da caldeira;

1.2 - fator de segurança (20%).

Para edifícios individuais, o aquecimento pode ser calculado usando um método simplificado: a área total das instalações (incluindo corredores e outras instalações não residenciais) é multiplicada pela potência climática específica e o produto resultante é dividido por 10.

O valor da potência climática específica depende do local de construção e é igual a:

• para as regiões centrais da Rússia - 1,2 - 1,5 kW;
• para o sul do país - 0,7 - 0,9 kW;
• para o norte - 1,5 - 2,0 kW.

Uma técnica simplificada permite calcular o aquecimento sem recorrer à ajuda dispendiosa de organizações de design.

Condições de temperatura e seleção de radiadores

O modo é determinado com base na temperatura do líquido de refrigeração (na maioria das vezes é água) na saída da caldeira de aquecimento, a água retornada à caldeira e a temperatura do ar dentro das instalações.

O modo ideal, de acordo com os padrões europeus, é a proporção 75/65/20.

Para selecionar radiadores de aquecimento antes da instalação, você deve primeiro calcular o volume de cada sala. Para cada região do nosso país, foi estabelecida a quantidade necessária de energia térmica por metro cúbico de espaço. Por exemplo, para a parte européia do país, esse valor é de 40 watts.

Para determinar a quantidade de calor para uma determinada sala, é necessário multiplicar seu valor específico pela capacidade cúbica e aumentar o resultado em 20% (multiplicar por 1,2). Com base no valor obtido, o número necessário de aquecedores é calculado. O fabricante indica sua potência.

Por exemplo, cada aleta de um radiador de alumínio padrão tem uma potência de 150 W (a uma temperatura de refrigeração de 70°C). Para determinar o número necessário de radiadores, é necessário dividir a energia térmica necessária pela potência de um elemento de aquecimento.

Cálculo hidráulico

Para cálculo hidráulico existem programas especiais.

Uma das etapas dispendiosas da construção é a instalação do gasoduto. É necessário um cálculo hidráulico do sistema de aquecimento de uma casa particular para determinar os diâmetros dos tubos, o volume do tanque de expansão e a seleção correta da bomba de circulação. O resultado do cálculo hidráulico são os seguintes parâmetros:

• Consumo do transportador de calor como um todo;
• Perda de pressão do transportador de calor no sistema;
• Perda de pressão da bomba (caldeira) para cada aquecedor.

Como determinar a vazão do refrigerante? Para fazer isso, é necessário multiplicar sua capacidade de calor específico (para água, esse valor é 4,19 kJ / kg * deg. C) e a diferença de temperatura na saída e na entrada e, em seguida, dividir a potência total do sistema de aquecimento pela resultado.

O diâmetro do tubo é selecionado com base na seguinte condição: a velocidade da água na tubulação não deve exceder 1,5 m/s. Caso contrário, o sistema fará barulho. Mas também há um limite de velocidade mais baixo - 0,25 m / s. A instalação da tubulação requer a avaliação desses parâmetros.

Se esta condição for negligenciada, pode ocorrer aeração dos tubos. Com troços devidamente selecionados, uma bomba de circulação integrada na caldeira é suficiente para o funcionamento do sistema de aquecimento.

A perda de carga para cada seção é calculada como o produto da perda de atrito específica (especificada pelo fabricante do tubo) e o comprimento da seção da tubulação. Nas especificações de fábrica, também são indicados para cada acessório.

Seleção de caldeiras e um pouco de economia

A caldeira é selecionada dependendo do grau de disponibilidade de um determinado tipo de combustível. Se o gás estiver conectado à casa, não faz sentido comprar combustível sólido ou elétrico. Se você precisar da organização do fornecimento de água quente, a caldeira não será escolhida de acordo com a potência de aquecimento: nesses casos, é escolhida a instalação de dispositivos de dois circuitos com potência de pelo menos 23 kW. Com menor produtividade, fornecerão apenas um ponto de captação de água.

Seleção e instalação de dispositivos de aquecimento

O calor é transferido da caldeira para as instalações por meio de dispositivos de aquecimento. Eles são divididos em:

• emissores infravermelhos;
• radiação convectiva (todos os tipos de radiadores);
• convectivo (com nervuras).

Os emissores infravermelhos são menos comuns, mas são considerados mais eficientes, pois não aquecem o ar, mas os objetos que estão na área do emissor do irradiador. Para uso doméstico, são conhecidos aquecedores infravermelhos portáteis que convertem a corrente elétrica em radiação infravermelha.

Os dispositivos dos dois últimos pontos são os mais utilizados devido às suas ótimas qualidades de consumo.

Para calcular o número necessário de seções do aquecedor, é necessário conhecer a quantidade de transferência de calor de cada seção.

São necessários aproximadamente 100 W de potência por 1 m². Por exemplo, se a potência de uma seção do radiador for de 170 W, um radiador de 10 seções (1,7 kW) poderá aquecer uma área de 17 m². Ao mesmo tempo, presume-se que a altura do teto padrão não seja superior a 2,7 m.

Ao colocar o radiador em um nicho profundo sob o parapeito da janela, você reduz a transferência de calor em uma média de 10%. Quando colocado em cima de uma caixa decorativa, a perda de calor atinge 15-20%.

Aderindo a regras simples, você pode aumentar a eficiência de transferência de calor dos radiadores de aquecimento:

• para a neutralização máxima dos fluxos de ar frio com ar quente, os radiadores são instalados estritamente sob as janelas, mantendo uma distância entre elas de pelo menos 5 cm.
• O centro da janela e o radiador devem coincidir ou desviar no máximo 2 cm;
• as baterias em cada sala são colocadas no mesmo nível horizontalmente;
• a distância entre o radiador e o piso deve ser de pelo menos 6 cm;
• entre a superfície traseira do aquecedor e a parede deve ser de pelo menos 2-5 cm.

A escolha de caldeiras para aquecer uma casa particular

Os aquecedores que o esquema do sistema de aquecimento doméstico usa podem ser dos seguintes tipos:

• Nervurado ou convectivo;
• Radiativo-convectivo;
• Radiação. Aquecedores de radiação raramente são usados ​​para organizar um sistema de aquecimento em uma casa particular.

As caldeiras modernas têm as características mostradas na tabela a seguir:

Quando o aquecimento é calculado em uma casa de madeira, esta tabela pode ajudá-lo até certo ponto. Ao instalar dispositivos de aquecimento, você deve cumprir alguns requisitos:

• A distância do aquecedor ao chão deve ser de pelo menos 60 mm. Graças a essa distância, o esquema de aquecimento doméstico permitirá que você limpe em um local de difícil acesso.
• A distância do dispositivo de aquecimento ao peitoril da janela deve ser de pelo menos 50 mm, para que o radiador possa ser removido sem problemas se algo acontecer.
• As aletas dos aparelhos de aquecimento devem ser colocadas na posição vertical.
• É desejável montar aquecedores sob janelas ou perto de janelas.
• O centro do aquecedor deve coincidir com o centro da janela.

Se houver vários aquecedores na mesma sala, eles devem estar localizados no mesmo nível.

Determinação de perdas de pressão em tubos

A resistência à perda de pressão no circuito pelo qual o refrigerante circula é determinada como seu valor total para todos os componentes individuais. Estes últimos incluem:

• perdas no circuito primário, denotadas como ∆Plk;
• custos de transporte de calor local (∆Plm);
• queda de pressão em zonas especiais, denominadas “geradores de calor” sob a designação ∆Ptg;
• perdas dentro do sistema de troca de calor embutido ∆Pto.

Após a soma desses valores, obtém-se o indicador desejado, que caracteriza a resistência hidráulica total do sistema ∆Pco.

Além desse método generalizado, existem outras formas de determinar a perda de carga em tubos de polipropileno. Um deles baseia-se na comparação de dois indicadores vinculados ao início e ao fim do pipeline. Neste caso, a perda de pressão pode ser calculada simplesmente subtraindo seus valores iniciais e finais, determinados por dois manômetros.

Outra opção para calcular o indicador desejado baseia-se no uso de uma fórmula mais complexa que leva em consideração todos os fatores que afetam as características do fluxo de calor. A relação abaixo leva em conta, em primeiro lugar, perda de carga fluida devido ao comprimento da tubulação.

• h é a perda de carga líquida, medida em metros no caso em estudo.
• λ é o coeficiente de resistência hidráulica (ou atrito), determinado por outros métodos de cálculo.
• L é o comprimento total da tubulação atendida, que é medida em metros corridos.
• D é o tamanho interno do tubo, que determina o volume do fluxo de refrigerante.
• V é a vazão do fluido, medida em unidades padrão (metro por segundo).
• O símbolo g é a aceleração de queda livre, que é 9,81 m/s2.

De grande interesse são as perdas causadas pelo alto coeficiente de atrito hidráulico. Depende da rugosidade das superfícies internas dos tubos. As relações utilizadas neste caso são válidas apenas para blanks tubulares de formato redondo padrão. A fórmula final para encontrá-los é assim:

• V - a velocidade de movimento das massas de água, medida em metros/segundo.
• D - diâmetro interno, que determina o espaço livre para o movimento do refrigerante.
• O coeficiente no denominador indica a viscosidade cinemática do líquido.

Este último indicador refere-se a valores constantes e é encontrado de acordo com tabelas especiais publicadas em grandes quantidades na Internet.