Korištenje vode kao nositelja topline u sustavu grijanja jedna je od najpopularnijih opcija za održavanje topline vaše kuće tijekom hladne sezone. Potrebno je samo pravilno dizajnirati i instalirati sustav. Inače, grijanje će biti neučinkovito kod visokih troškova goriva, što je, vidite, iznimno nezanimljivo za trenutne cijene energije.
Nije moguće samostalno izračunati zagrijavanje vode (u daljnjem tekstu - ITS) bez korištenja specijaliziranih programa, budući da izračuni koriste složene izraze koji se ne mogu odrediti standardnim kalkulatorom. U ovom članku detaljno ćemo ispitati algoritam za provođenje izračuna, daćemo korištene formule, uzimajući u obzir tijek izračuna koristeći specifičan primjer.
Prikazani materijal ćemo nadopuniti tablicama s vrijednostima i referentnim pokazateljima koji su potrebni za izračune, tematsku fotografiju i videoisječak, što pokazuje dobar primjer proračuna korištenjem programa.
Izračun toplinske bilance stambene strukture
Za uvođenje instalacije grijanja, gdje voda djeluje kao cirkulirajuća tvar, potrebno je prvo provesti točne hidrauličke proračune.
Prilikom razvoja i primjene bilo kojeg tipa sustava grijanja potrebno je znati toplinsku ravnotežu (u daljnjem tekstu - TB). Znajući toplinsku snagu za održavanje temperature u prostoriji, možete odabrati pravu opremu i pravilno rasporediti njeno opterećenje.
U zimskom periodu soba ima određeni gubitak topline (u daljnjem tekstu - TP). Najveći dio energije prolazi kroz zaštitne elemente i ventilacijske otvore. Neznatni troškovi padaju na infiltraciju, zagrijavanje objekata itd.








TP ovisi o slojevima koji čine zatvorene strukture (u daljnjem tekstu - OK). Suvremeni građevinski materijali, osobito izolacija, imaju nizak koeficijent toplinske vodljivosti (u daljnjem tekstu - CT), tako da se kroz njih gubi manje topline. Za kuće istog područja, ali s drugačijom strukturom OK, troškovi za toplinu će biti različiti.
Osim određivanja TA, važno je izračunati TB kod kuće. Indikator uzima u obzir ne samo količinu energije koja izlazi iz prostorije, već i količinu potrebne snage za održavanje određenih mjera u kući.
Najtočnije rezultate pružaju specijalizirani programi namijenjeni graditeljima. Zahvaljujući njima moguće je uzeti u obzir više čimbenika koji utječu na TP.

S velikom točnošću moguće je izračunati TP stana pomoću formula.
Ukupni troškovi grijanja kuće izračunati su pomoću jednadžbe:
Q = Q ok + Q v,
Gdje je Q ok količina topline koja izlazi iz sobe kroz OK; Q v - potrošnja topline ventilacije.
Gubici kroz ventilaciju uzimaju se u obzir ako zrak koji ulazi u prostoriju ima nižu temperaturu.
Izračuni se obično uzimaju u obzir kao OK, ulazeći u jednu stranu ulice. To su vanjski zidovi, pod, krov, vrata i prozori.
Opći TP Q ok su jednaki zbroju TP svaki u redu, to jest:
Q ok = stQ st + okQ okn + dvQ dv + ptQ ptl + ∑Q pl,
gdje je:
- Q st - vrijednost TP zidova;
- Q okn - prozori TP;
- Q dv - TP vrata;
- Q ptl - TP strop;
- Q pl - TP kat.
Ako pod ili strop ima različitu strukturu na cijelom području, tada se TP izračunava za svaki odjeljak zasebno.
Izračun gubitka topline kroz OK
Za izračune su potrebne sljedeće informacije:
- zidna struktura, korišteni materijali, njihova debljina, CT;
- vanjska temperatura u iznimno hladnoj petodnevnoj zimi u gradu;
- područje OK;
- orijentacija OK;
- preporučena temperatura u stanu zimi.
Za izračun TP potrebno je pronaći ukupni toplinski otpor R cca . Da bismo to postigli, moramo znati toplinski otpor R 1, R 2, R 3, …, R n svakog sloja OK.
Koeficijent R n izračunava se po formuli:
Rn = B / k,
U formuli: B je debljina sloja OK u mm, k je CT sken svakog sloja.
Ukupni R može se odrediti izrazom:
R = nR n
Proizvođači vrata i prozora obično navode koeficijent R u putovnici na proizvod, pa ga nije potrebno zasebno brojati.

Opća formula za izračun TP kroz OK je sljedeća:
Q ok = ×S × (t vnt - t nar ) × R × l,
U smislu:
- S - površina OK, m 2 ;
- t vnt je željena sobna temperatura;
- t nar - vanjska temperatura zraka;
- R - koeficijent otpora, izračunat odvojeno ili iz putovnice proizvoda;
- l - određivanje koeficijenta koji uzima u obzir orijentaciju zidova u odnosu na kardinalne točke.
Izračun TB omogućuje odabir opreme potrebnog kapaciteta, što eliminira vjerojatnost nedostatka topline ili njegovog viška. Nedostatak toplinske energije nadoknađuje se povećanjem protoka zraka kroz ventilaciju, viškom - ugradnjom dodatne opreme za grijanje.
Potrošnja topline ventilacije
Opća formula za izračun TP za ventilaciju je sljedeća:
Q v = 0, 28 × L n × p vnt × c × (t vnt - t nar ),
U izrazu varijable imaju sljedeće značenje:
- L n - trošak ulaznog zraka;
- p vnt - gustoća zraka na određenoj temperaturi u prostoriji;
- c toplinski kapacitet zraka;
- t vnt - temperatura u kući;
- t nar - vanjska temperatura zraka.
Ako je u zgradi ugrađena ventilacija, tada se parametar L n uzima iz tehničkih karakteristika uređaja. Ako nema ventilacije, tada se uzima standardni pokazatelj specifične izmjene zraka, jednak 3 m3 na sat.
Na temelju toga izračunava se L n pomoću formule:
L n = 3 × S pl ,
S obzirom na S pl - podnu površinu.

Zatim treba izračunati gustoću zraka p vnt na zadanoj temperaturi t vnt .
To se može učiniti pomoću formule:
p vnt = 353 / (273 + t vnt) ,
Specifični toplinski kapacitet c = 1.0005.
Ako je ventilacija ili infiltracija neorganizirana, postoje praznine ili rupe u zidovima, a izračun TP kroz rupe treba povjeriti posebnim programima.
U našem drugom članku dali smo detaljan primjer projektiranja toplinske tehnike zgrade s konkretnim primjerima i formulama.
Primjer izračuna toplinske bilance
Razmislite o kući s visinom od 2, 5 m, širinom od 6 m i dužinom od 8 m, koja se nalazi u gradu Okha u regiji Sahalin, gdje termometar pada za -29 stupnjeva u iznimno hladno 5-dnevno razdoblje.
Kao rezultat mjerenja, temperatura tla je postavljena na +5. Preporučena temperatura unutar građevine je +21 stupanj.

Zidovi predmetne kuće sastoje se od:
- debljina ziđa B = 0, 51 m, CT k = 0, 64;
- mineralna vuna B = 0.05 m, k = 0.05;
- prema B = 0, 09 m, k = 0, 26.
Prilikom određivanja k, bolje je koristiti tablice prikazane na web-mjestu proizvođača ili pronaći informacije u tehničkom listu proizvoda.

Podnice se sastoje od sljedećih slojeva:
- OSB ploče B = 0, 1 m, k = 0, 13;
- minWat B = 0, 05 m, k = 0, 047;
- cementni estrih B = 0.05 m, k = 0.58;
- ekspandirani polistiren B = 0, 06 m, k = 0, 043.
U kući nema podruma, a kat ima istu strukturu po cijelom prostoru.
Strop se sastoji od slojeva:
- listovi suhozida B = 0, 025 m, k = 0, 21;
- izolacija B = 0.05 m, k = 0.14;
- prekrivanje krova B = 0.05 m, k = 0.043.
Nema izlaza na tavan.
U kući ima samo 6 dvokomornih prozora s I-staklom i argonom. Iz tehničke putovnice na proizvode poznato je da je R = 0, 7. Prozori su dimenzija 1, 1x1, 4 m.
Vrata su dimenzija 1x2, 2 m, R = 0, 36.
Korak # 1 - izračun gubitka topline zida
Zidovi na cijelom području sastoje se od tri sloja. Prvo izračunamo njihovu ukupnu toplinsku otpornost.
Zašto koristiti formulu:
R = nR n ,
i izraz:
Rn = b / k
S obzirom na početne informacije, dobivamo:
R st = 0.51 / 0.64 + 0.05 / 0.05 + 0.09 / 0.26 = 0.79 +1 + 0.35 = 2.14
Naučivši R, može se nastaviti s izračunom TS sjevernih, južnih, istočnih i zapadnih zidova.

Izračunajte površinu sjevernog zida:
S sev.sten = 8 × 2.5 = 20
Zatim, zamjenjujući formulu Q ok = ×S × (t vnt −t nar ) × R × l i uzimajući u obzir da je l = 1.1, dobivamo:
Q sev.sten = 20 × (21 + 29) × 1, 1 × 2, 14 = 2354
Područje južnog zida S yuch.st = S sev.st = 20.
U zidu nema ugrađenih prozora ili vrata, stoga, uzimajući u obzir koeficijent l = 1, dobivamo sljedeće TP:
Q yuch.st = 20 × (21 + 29) × 1 × 2.14 = 2140
Za zapadni i istočni zid koeficijent je l = 1, 05. Stoga možete pronaći ukupnu površinu tih zidova, to jest:
S zap.st + S vost.st = 2 × 2, 5 × 6 = 30
U zidove se nalazi 6 prozora i jedna vrata. Izračunajte ukupnu površinu prozora i S vrata:
S okn = 1, 1 × 1, 4 × 6 = 9, 24
S dv = 1 × 2, 2 = 2, 2
Definirati S zidove bez S prozora i vrata:
S vost + zap = 30 - 9, 24 - 2, 2 = 18, 56
Izračunava se opći TP istočnog i zapadnog zida:
Q vost + zap = 18, 56 × (21 + 29) × 2, 14 × 1, 05 = 2085
Nakon dobivenih rezultata izračunavamo količinu topline koja izlazi kroz zidove:
Qst = Q sev.st + Q yuch.st + Q vost + zap = 2140 + 2085 + 2354 = 6579
Ukupni ukupni TP zidovi su 6 kW.
Korak # 2 - Izračun TP prozora i vrata
Prozori su smješteni na istočnim i zapadnim zidovima, pa je pri izračunu koeficijent l = 1, 05. Poznato je da je struktura svih struktura ista i R = 0, 7.
Koristeći gore navedene vrijednosti područja, dobivamo:
Q okn = 9, 24 × (21 + 29) × 1, 05 × 0, 7 = 340
Znajući da za vrata R = 0.36, i S = 2.2, definiramo ih TP:
Q dv = 2, 2 × (21 + 29) × 1, 05 × 0, 36 = 42
Kao rezultat toga, kroz prozore izlazi 340 W topline, a 42 W kroz vrata.
Korak # 3 - određivanje TP poda i stropa
Očito je da će površina stropa i poda biti ista i izračunava se na sljedeći način:
S pol = S ptl = 6 × 8 = 48
Izračunajte ukupni toplinski otpor poda, uzimajući u obzir njegovu strukturu.
R pol = 0, 1 / 0, 13 + 0, 05 / 0, 047 + 0, 05 / 0, 58 + 0, 06 / 0, 043 = 0, 77 + 1, 06 + 0, 17 + 1, 40 = 3, 4
Znajući da je temperatura tla t nar = + 5 i uzimajući u obzir koeficijent l = 1, izračunamo Q poda:
Q pol = 48 × (21 - 5) × 1 × 3.4 = 2611
Zaokruživanjem dobivamo da je gubitak topline u podu oko 3 kW.

Odredite toplinski otpor stropa R ptl i njegov Q:
- R ptl = 0.025 / 0.21 + 0.05 / 0.14 + 0.05 / 0.043 = 0.12 + 0.71 + 0.35 = 1.18
- Q ptl = 48x (21 + 29) × 1 × 1.18 = 2832
Iz toga slijedi da kroz strop i pod ide gotovo 6 kW.
Korak # 4 - Proračun ventilacijskog TP
Organizirana je ventilacija u zatvorenom prostoru, izračunata po formuli:
Q v = 0, 28 × L n × p vnt × c × (t vnt - t nar )
Na temelju tehničkih karakteristika, specifična izmjena topline je 3 kubna metra na sat, odnosno:
L n = 3 x 48 = 144.
Za izračunavanje gustoće koristimo formulu:
p vnt = 353 / (273 + t vnt ).
Dizajn sobne temperature je +21 stupanj.

Zamjenjujući poznate vrijednosti, dobivamo:
p vnt = 353 / (273 + 21) = 1.2
Rezultirajuće brojke zamijenite gornjom formulom:
Q v = 0, 28 × 144 × 1, 2 × 1, 005 × (21 - 29) = 2431
S obzirom na TP za ventilaciju, ukupni Q zgrade bit će:
Q = 7000 + 6000 + 3000 = 16000.
Prevedeno u kW, dobivamo ukupni gubitak topline od 16 kW.




Značajke izračuna CBO
Nakon pronalaženja TP indikatora, prelaze na hidraulički proračun (u daljnjem tekstu GR).
Na temelju toga, dobiti informacije o sljedećim pokazateljima:
- optimalni promjer cijevi, koji će s padom tlaka moći proći određenu količinu rashladnog sredstva;
- protok rashladne tekućine u određenom području;
- brzine vode;
- vrijednost otpornosti.
Prije početka izračuna, da bi se pojednostavili proračuni, oni prikazuju prostornu shemu sustava u kojoj su svi njeni elementi međusobno raspoređeni paralelno.

Razmotrite glavne faze izračuna grijanja vode.
GR glavni cirkulacijski prsten
Metoda izračunavanja GR temelji se na pretpostavci da su u svim usponima i granama temperature kapi iste.
Algoritam izračuna je sljedeći:
- U prikazanom dijagramu, uzimajući u obzir gubitke topline, primjenjuju se toplinska opterećenja koja djeluju na grijaće uređaje i vodove.
- Na temelju sheme odaberite glavni kružni prsten (u daljnjem tekstu - FCC). Osobitost ovog prstena je u tome što u njoj cirkulacijski tlak po jedinici duljine prstena ima najmanju vrijednost.
- FCC je podijeljen na područja s konstantnom potrošnjom topline. Za svako mjesto navedite broj, toplinsko opterećenje, promjer i duljinu.
U vertikalnom jednocijevnom sustavu, fcc se uzima kao prsten kroz koji prolazi najopterećeniji uspon tijekom mrtvog kraja ili nakon kretanja vode duž autocesta. Detaljnije smo raspravili povezivanje cirkulirajućih prstenova u jednocijevnom sustavu i izbor glavnog u sljedećem članku. Posebno smo obratili pozornost na postupak izvođenja proračuna, koristeći konkretan primjer za jasnoću.

U horizontalnom jednocijevnom sustavu, fcc treba imati najniži kružni tlak i jedinicu duljine prstena. Za sustave s prirodnom cirkulacijom situacija je slična.
Kod GH vertikalnih vodova jednog tipa cijevi, protočni, podesivi usponi, koji imaju u svom sastavu jedinstvenu cjelinu, smatraju se jednim konturama. Kod vodova s zatvaračima se razdvajaju vode, uzimajući u obzir raspodjelu vode u cjevovodu svakog čvora instrumenta.
Potrošnja vode u određenom području izračunava se po formuli:
G kont = (3, 6 × Q kont × β 1 × β 2 ) / ((t r - t 0 ) × c)
U izrazu, doslovni simboli prihvaćaju sljedeće vrijednosti:
- Q kont - krug toplinskog opterećenja;
- β 1, β 2 - dodatni koeficijenti tablice koji uzimaju u obzir prijenos topline u prostoriji;
- c toplinski kapacitet vode, jednak 4.187;
- t r - temperatura vode u dovodnom vodu;
- t 0 - temperatura vode u povratnom vodu.
Utvrđujući promjer i količinu vode, potrebno je saznati brzinu njegovog kretanja i vrijednost otpora R. Sva izračunavanja se najlakše provode pomoću posebnih programa.
GH sekundarni kružni prsten
Nakon glavnog prstena GH tlak u malom cirkulacijskom prstenu određuje se kroz najbliže vodove, uzimajući u obzir da se gubici tlaka mogu razlikovati ne više od 15% s mrtvim krajem i ne više od 5% s prolaznim.
Ako nije moguće povezati gubitak tlaka, instalirajte podlošku za gas, čiji se promjer izračunava pomoću softverskih metoda.
Izračun radijatorskih baterija
Vratimo se planu kuće, koja se nalazi iznad. Izračunom je utvrđeno da je za održavanje toplinske ravnoteže potrebno 16 kW energije. U ovoj kući se nalazi 6 soba za različite namjene - dnevni boravak, kupaonica, kuhinja, spavaća soba, hodnik, predsoblje.
Na temelju dimenzija konstrukcije moguće je izračunati volumen V:
V = 6 × 8 × 2, 5 = 120 m3
Zatim morate pronaći količinu toplinske snage po m 3 . Da biste to učinili, Q mora biti podijeljen s pronađenim volumenom, to jest:
P = 16000/120 = 133 W po m 3
Zatim morate odrediti koliko će toplinskog kapaciteta biti potrebno za jednu sobu. Na dijagramu je već izračunata površina svake sobe.
Odredite volumen:
- kupaonica je 4.19 × 2.5 = 10.47;
- dnevni boravak - 13, 83 × 2, 5 = 34, 58;
- kuhinja - 9, 43 × 2, 5 = 23, 58;
- spavaća soba - 10, 33 × 2, 5 = 25, 83;
- hodnik - 4, 10 × 2, 5 = 10, 25;
- predsoblje - 5, 8 × 2, 5 = 14, 5.
Izračuni također moraju uzeti u obzir prostorije u kojima ne postoje baterije za grijanje, na primjer, hodnik.

Odredite potrebnu količinu topline za svaku sobu množenjem volumena prostorije s indikatorom R.
Nabavite potrebnu snagu:
- za kupaonicu - 10, 47 × 133 = 1392 W;
- za dnevnu sobu - 34, 58 × 133 = 4599 W;
- za kuhinju - 23, 58 × 133 = 3136 W;
- za spavaću sobu - 25, 83 × 133 = 3435 W;
- za koridor - 10, 25 × 133 = 1363 W;
- za hodnik - 14, 5 × 133 = 1889 W.
Nastavljamo s izračunom radijatorskih baterija. Koristit ćemo aluminijske radijatore čija visina iznosi 60 cm, a snaga na temperaturi od 70 je jednaka 150 vati.
Izračunajte potreban broj radijatorskih baterija:
- kupaonica - 1392/150 = 10;
- dnevni boravak - 4599/150 = 31;
- kuhinja - 3136/150 = 21;
- spavaća soba - 3435/150 = 23;
- ulazni hodnik - 1889/150 = 13.
Ukupno potrebno: 10 + 31 + 21 + 23 + 13 = 98 radijatorskih baterija.
Također imamo i druge članke na mjestu gdje smo detaljno pregledali redoslijed kojim se provodi izračun topline sustava grijanja, korak po korak izračun snage radijatora i grijaćih cijevi. A ako vaš sustav pretpostavlja prisutnost toplih podova, tada ćete morati izvršiti dodatne izračune.
Detaljnije sva ova pitanja pokrivena su sljedećim člancima:
- Toplinski izračun sustava grijanja: kako pravilno izračunati opterećenje sustava
- Izračun radijatora za grijanje: kako izračunati potreban broj i snagu baterija
- Izračunavanje volumena cijevi: načela izračuna i pravila za izradu izračuna u litrama i kubnim metrima
- Kako napraviti izračun zagrijanog poda na primjeru vodnog sustava
- Proračun cijevi za podno grijanje: vrste cijevi, metode i korak ugradnje + izračun potrošnje
Zaključci i koristan video na temu
U videu možete vidjeti primjer izračuna grijanja vode, koji se provodi pomoću programa Valtec:
Hidraulički izračuni se najbolje provode pomoću posebnih programa koji jamče visoku točnost izračuna, uzimajući u obzir sve nijanse dizajna .
Jeste li specijalizirani za izračunavanje sustava grijanja koji koriste vodu kao nosač topline i želite li naš članak upotpuniti korisnim formulama, podijeliti profesionalne tajne?
Ili se možda želite usredotočiti na dodatne izračune ili ukazati na netočnost u našim izračunima? Molimo, napišite svoje komentare i preporuke u blok ispod članka.