Υπολογισμός θέρμανσης νερού: τύποι, κανόνες, παραδείγματα εφαρμογής

Η χρήση του νερού ως θερμοφόρου στο σύστημα θέρμανσης – είναι μία από τις πιο δημοφιλείς επιλογές για να εξασφαλίσετε θερμότητα στο σπίτι σας κατά την κρύα εποχή. Απλά πρέπει να σχεδιάσετε σωστά και στη συνέχεια να εγκαταστήσετε το σύστημα. Διαφορετικά, η θέρμανση θα είναι αναποτελεσματική με υψηλό κόστος καυσίμων, το οποίο, συμφωνήστε, είναι εξαιρετικά μη ενδιαφέρον με τις σημερινές τιμές ενέργειας.

Δεν είναι δυνατόν να πραγματοποιήσετε μόνοι σας τον υπολογισμό της υδραυλικής θέρμανσης (εφεξής – ΣΥΘ) χωρίς τη χρήση επαγγελματικών προγραμμάτων, καθώς στους υπολογισμούς χρησιμοποιούνται σύνθετες εκφράσεις, οι τιμές των οποίων δεν μπορούν να προσδιοριστούν με έναν απλό υπλογιστή. Σε αυτό το άρθρο θα αναλύσουμε λεπτομερώς τν αλγόριθμο εκτέλεσης υπλογισμών, θα παραθέσουμε τυς εφαρμζόμενυς τύπυς, εξετάζντας τη διαδικασία εκτέλεσης υπολογισμών σε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα.

Το υλικό που παρουσιάζεται θα συμπληρωθεί με πίνακες τιμών και ενδεικτικύς δείκτες πού είναι απαραίτητοι κατά τη διενέργεια υπολογισμών, θεματικές φωτργαφίες κα ένα βίντεο, στ οποίο παρουσιάζετνα έν παραστατκό παράδειγμα υπλογισμύ μέσς τη χρήση εός πργράμμτς.

Υπολογισμός θερμκού ισζύγίου της κατκία

Για την εγκατάσταση ενός θερμαντικού συστήματς, όπου τ νερό χρησμποείτα ως κυκλφρακό μέσ, απαιττία η προηγούμενη εκτέλση ακρβών υδραυλικών υπολογισμών.

Κατά την ανάπτυξη και εγκατάσταση οποιουδήποτε συστήματος θέρμανσης, είναι απαραίτητο να γνωρίζετε το θερμικό ισοζύγιο (εφεξής – ΘΙ). Γνωρίζοντας τη θερμική ισχύ για τη διατήρηση της θερμοκρασίας στο δωμάτ, μπορείτε να επιλέξετε σωστά τον εξοπλισμό και να κατανείμετε σωστά το φορτίο του.

Το χειμώνα, ο χώρος υφίσταται ορισμένες θερμικές απώλειες (εφεξής – ΘΑ). Η κύρια μάζα ενέργειας διαφεύγει μέσω των περιβλημάτων και των ανών αερισμού. Οι μκρές δαπάνς αφορούν τη διείσδυση, τη θέρμανση αντικειμένων κ.λπ.

Οι απώλειες θερμότητας (ΑΘ) εξαρτώνται από τα στρώματα από τα οποία αποτελούνται οι περιβάλλουσες κατασκευές (εφεξής – ΠΚ). Τα σύγχρονα δομικά υλικά, ιδίως τα μονωτικά, διαθέτουν χαμηλό συντελεστή θερμοαγωγιμότητας (εφεξής – ΣΘ), χάρη στον οποίο διαφεύγει λιγότερη θερμότητα μέσω αυτών. Για σπίτια ίδιας επιφάνειας, αλλά με διαφορετική δομή ΠΚ, οι θερμικές δαπάνες θα διαφέρουν.

Εκτός από τον προσδιορισμό των ΑΘ, είναι σημαντικό να υπολογιστεί το θερμικό ισοζύγιο (ΘΙ) της κατοικίας. Ο δείκτης λαμχάνει υπόψη όχι μόνο την ποσότητα ενέργειας ποτ εγκαταλείπει τον χώρο, αλλά και την απαραίτητη ισχύ για τη σοντήρηση σνγκεκριμένων βαθμών στο σπίτι.

Τα πιο ακριβή αποτελέσματα δίνουν τα εξειδικευμένα προγράμματα, που αναπτύχθηκαν για κατασκευαστές. Χάρη σε αυτά, είναι δυνατόν να ληφθούν υπόψη περισσότεροι παράγοντες που επηρεάζουν τις ΑΘ.

Το μεγαλύτερο ποσό θερμότητας εγκαταλείπει τον χώρο μέσω τοίχων, δαπέδου, οροφής, το μικρότερο – μέσω θυρών, παραθύρων.

Με υψηλή ακρίβεια, μπορούν να υπολογιστούν οι ΑΘ της κατοικίας με χρήση τύπων.

Οι συνολικές θερμικές δαπάνες του σπιτιού υπολογίζονται με την εξίσωση:

Q = Q_ok + Q_v,

Όπου Q_ok – η ποσότητα θερμότητας που εγκαταλείπει τον χώρο μέσω των ΠΚ; Q_v – οι θερμικές δαπάνες εξαερισμού.

Οι απώλειες μέσω εξαερισμού λαμβάνονται υπόψη στην περίπτωση που ο αέρας που εισέρχεται στον χώρο έχει χαμηλότερη θερμοκρασία.

Στους υπολογισμούς συνήθως λαμβάνονται υπόψη οι ΠΚ που έχουν μία πλευρά προς το εξωτερικό. Αυτές είναι οι εξωτερικοί τοίχοι, το δάπεδο, η οροφή, οι πόρτες και τα παράθυρα.

Οι συνολικές ΑΘ Q_ok είναι ίσες με το άθροισμα των ΑΘ κάθε ΠΚ, δηλαδή:

Q_ok = ∑Q_st + ∑Q_okn + ∑Q_dv +∑Q_ptl + ∑Q_pl,

Όπου:

• Q_st – η τιμή των ΑΘ των τοίχων;
• Q_okn – ΑΘ παραθύρων;
• Q_dv – ΑΘ θυρών;
  
• Q_ptl – ΤΠ οροφής;
  
• Q_pl – ΤΠ δαπέδου.

Εάν το δάπεδο ή η οροφή έχει ανομοιόμορφη κατασκευή σε όλη την επιφάνεια, τότε το ΤΠ υπολογίζεται για κάθε τμήμα ξεχωριστά.

Υπολογισμός θερμκών απωλειών μέσ ΩΚ

Για τους υπολογισμούς θα χρειαστούν οι ακόλουθες πληροφορίες:

• η δομή των τοίχων, τα χρησιμοποιούμενα υλικά, το πάχος τους, ΚΤ;
• η εξωτερική θερμοκρασία κατά την πιο κρύα πενταήμερη περίοδο του χειμώνα στην πόλη;
• εμβαδόν ΟΚ;
• προσανατολισμός ΟΚ;
• η συνιστώμενη θερμοκρασία στην κατοικία κατά τη χειμερινή περίοδο.

Για τον υπολογισμό του ΤΠ πρέπει να βρεθεί η συνολική θερμική αντίσταση R_οκ. Για αυτό πρέπει να γνωρίζουμε τη θερμική αντίσταση R₁, R₂, R₃, …, R_n κάθε στρώσης του ΟΚ.

Ο συντελεστής R_n υπολογίζεται με τον τύπο:

Rn = B/k,

Στον τύπο: B – το πάχος της στρώσης του ΟΚ σε mm, k – το ΚΤ κάθε στρώσης.

Η συνολική R μπορεί να πποσδιοριστεί από την έκφραση:

R = ∑R_n

Οι κατασκευαστές θυρών και παραθύρων συνήθς αναφέρουν τον συντλεστή R στο φύλλο τεχνικών προδιαγραφών του προϊόντος, επομένως δεν χρειάζεται να υπολογίζεται ξεχωριστά.

Η θερμική αντίσταση των παραθύρων μπορεί να μην υπολογίζεται, καθώς στο τεχνολογικό φύλλο υπάρχουν ήδη οι απαραίτητες πληροφορίες, γεγονός που απλοποιεί τν υπολογισμό του ΤΠ.

Ο γενικός τυπος υπολογισμού του ΤΠ μέσω ΟΚ έχει ως εξής:

Q_ok = ∑S × (t_vnt – t_nar) × R × l,

Στην έκφραση:

• S – το εμβαδόν του ΟΚ, m²;
• t_vnt – η επιθυμητή θερμοκρασία στο χώρο;
• t_nar – η εξωτερική θερμοκρασία αέρα;
• R – ο συντλεστής αντίστασης, υπολογίζεται ξεχωριστά ή λαμβάνεται από το φύλλο τεχνικών προδιαγραφών του προϊόντος;
• l – ο συντλεστής διόρθωσης που λαμβάνει υπόψη τν προσανατολισμό των τοίχων ως προς τα σημεία του ορίζοντα.

Ο υπολογισμός του ΤΒ επιτρέπει την επιλογή εξοπλισμού της απαιτούμενης ισχύος, αποκλείοντας την πιθανότητα έλλειψης θερμότητας ή υπερβολής θερμότητας. Η έλλειψη θερμικής ενέργειας αντισταθμίζεται με την αύξηση της ροής αέρα μέσω εξαερισμού, η υπερβολή με την εγκατάσταση πρόσθετου εξοπλισμού θέρμανσης.

Θερμικές δαπάνες αερισμύ

Ο γενικός τύπος υπολογισμού του ΤΠ αερισμού έχει την ακόλουθη μορφή:

Q_v = 0.28 × L_n × p_vnt × c × (t_vnt – t_nar),

Στην έκφραση, οι μεταβλητές έχουν την ακόλουθη σημασία:

• L_n – η ποσότητα του εισερχόμενου αέρα;
• p_vnt – η πυκνότητα του αέρα σε συγκεκριμένη θερμοκρασία στο χώρο;
• c – η θερμοχωρητιότητα του αέρα;
• t_vnt – η θερμοκρασία στο σπίτι;
• t_nar – η εξωτερική θερμοκρασία του αέρα.

Εάν στο κτίριο είναι εγκατεστημένος εξαερισμός, τότε η παράμετρος L_n λαμβάνεται από τα τεχνικά χαρακτηριστικά της συσκευής. Εάν όμως δεν υπάρχει εξαερισμός, τότε λαμβάνεται η τυπική τιμή ειδικής ανταλλαγής αέρα, ίση με 3 m³ ανά ώρα.

Με βάση αυτό, το L_n υπολογίζεται με τον τύπο:

L_n = 3 × S_pl,

Στην έκφραση S_pl – η επιφάνεια του δαπέδου.

Το 2% όλων των θερμικών απωλειών οφείλεται στη διείσδυση, το 18% – στον εξαερισμό. Εάν ο χώρος είναι εξοπλισμένος με σύστημα εξαερισμού, τότε στους υπολογισμούς λαμβάνονται υπόψη οι ΘΑ μέσω του εξαερισμού, ενώ η διείσδυση δεν λαμβάνεται υπόψη.

Στη συνέχεια, πρέπει να υπολογιστεί η πυκνότητα του αέρα p_vnt στη δεδομένη θερμοκρασία του χώρου t_vnt.

Αυτό μπορεί να γίνει με τον τύπο:

p_vnt = 353/(273+t_vnt),

Ειδική θερμοχωρητικότητα c = 1.0005.

Εάν ο εξαερισμός ή η διείσδυση είναι μη οργανωμένη, υπάρχουν σχισμές ή τρύπες στους τοίχους, τότε ο υπολογισμός των ΘΑ μέσω των οπών θα πρέπει να ανατεθεί σε ειδικά προγράμματα.

Σε άλλο άρθρο μας παρουσιάσαμε ένα λεπτομερές παράδειγμα θερμοτεχνικού υπολογισμού κτιρίου με συγκεκριμένα παραδείγματα και τύπους.

Παράδειγμα υπολογισμύ θερμκού ισζύγίου

Ας εξετάσουμε ένα σπίτι ύψους 2.5 m, πλάτους 6 m και μήκους 8 m, που βρίσκεται στην πόλη Όχα της περιφέρειας Σαχαλίνης, όπου κατά την ψυχρότερη πενθήμερη περίοδο το θερμόμετρο πέφτει στους -29 βαθμούς.

Μετά από μέτρηση, διαπιστώθηκε ότι η θερμοκρασία του εδάφους είναι – +5. Η συνιστώμενη εσωτερική θερμοκρασία του κτιρίου είναι +21 βαθμοί.

Είναι πιο βολικό να σχεδιάσετε το διάγραμμα του σπιτιού σε χαρτί, αναφέροντας όχι μόνο το μήκος, το πλάτος και το ύψος του κτιρίου, αλλά και τον προσανατολισμό του ως προς τα σημεία του ορίζοντα, καθώς και τη θέση, τις διαστάσεις των παραθύρων και των θυρών.

Οι τοίχοι του εξεταζόμενου σπιτιού αποτελούνται από:

• τούβλινης τοιχοποιίας πάχους В=0.51 m, ΣΘ k=0.64;
• ορυκτοβάμβακα πάχους В=0.05 m, k=0.05;
• επένδυσης πάχους В=0.09 m, k=0.26.

Κατά τον προσδιορισμό του k, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε τους πίνακες που παρουσιάζονται στον ιστότοπο του κατασκευαστή ή να βρείτε πληροφορίες στο τεχνικό φυλλάδιο του προϊόντος.

Γνωρίζοντας τη θερμική αγωγιμότητα, μπορείτε να επιλέξετε τα πιο αποτελεσματικά υλικά από άποψη θερμομόνωσης. Με βάση τον παραπάνω πίνακα, είναι πιο σκόπιμο να χρησιμοποιείτε στις κατασκευές ορυκτοβάμβακες πλάκες και αφρό πολυστυρενίου.

Το δάπεδο αποτελείται από τα ακόλουθα στρώματα:

• OSB πλακών πάχους В=0.1 m, k=0.13;
• ορυκτοβάμβακα πάχους В=0.05 m, k=0.047;
• τσιμεντοκονίας πάχους В=0.05 m, k=0.58;
• αφρού πολυστυρενίου πάχους В=0.06 m, k=0.043.

Στο σπίτι δεν υπάρχει υπόγειο και το δάπεδο έχει την ίδια κατασκευή σε όλη την επιφάνεια.

Η οροφή αποτελείται από στρώματα:

• φύλλων γυψοσανίδας πάχους B=0.025 m, k= 0.21;
• μονωτικού πάχους В=0.05 m, k=0.14;
• στέγης πάχους В=0.05 m, k=0.043.

Στο σπίτι υπάρχουν συνολικά 6 δίθυρα παράθυρα με γυαλί I (Low-E) και αργό. Από το τεχνικό φύλλο των προϊόντων είναι γνωστό ότι R=0,7. Τα παράθυρα έχουν διαστάσεις 1,1x1,4 μ.

Οι πόρτες έχουν διαστάσεις 1x2,2 μ, δείκτης R=0,36.

Βήμα #1 – υπολογίαμός θερμκών απωλειών τοίχου

Οι τοίχοι σε όλη την επιφάνεια αποτελούνται από τρεις στρώσεις. Ας υπολογίσουμε πρώτα τη συνολική θερμική τους αντίσταση.

Για αυτό χρησιμοποιούμε τον τύπο:

R = ∑R_n,

και η έκφραση:

R_n = B/k

Λαμβάνοντας υπόψη τα αρχικά δεδομένα, προκύπτει:

R_st = 0.51/0.64 + 0.05/0.05 + 0.09/0.26 = 0.79 +1 + 0.35 = 2.14

Αφού μάθουμε το R, μπορούμε να προχωρήσουμε στους υπολογισμούς των θερμικών απωλειών του βόρειου, νότιου, ανατολικού και δυτικού τοίχου.

Οι πρόσθετοι συντελεστές λαμβάνουν υπόψη τις ιδιαιτερότητες της θέσης των τοίχων σε σχέση με τα σημεία του ορίζοντα. Συνήθως στο βόρειο τμήμα κατά τη διάρκεια του κρύου σχηματίζεται ένα “τριαντάφυλλο ανέμου”, με αποτέλεσμα οι θερμικές απώλειες από αυτή την πλευρά να είναι υψηλότερες από τις άλλες.

Ας υπολογίσουμε το εμβαδόν του βόρειου τοίχου:

S_sev.sten = 8 × 2.5 = 20

Στη συνέχεια, αντικαθιστώντας στον τύπο Q_ok = ∑S × (t_vnt – t_nar) × R × l και λαμβάνοντας υπόψη ότι l=1,1, προκύπτει:

Q_sev.sten = 20 × (21 + 29) × 1.1 × 2.14 = 2354

Το εμβαδόν του νότιου τοίχου S_yuch.st = S_sev.st = 20.

Στον τοίχο δεν υπάρχουν ενσωματωμένα παράθυρα ή πόρτες, οπότε, λαμβάνοντας υπόψη τον συντελεστή l=1, προκύπτουν οι ακόλουθες θερμικές απώλειες:

Q_yuch.st = 20 × (21 +29) × 1 × 2.14 = 2140

Για τον δυτικό και τον ανατολικό τοίχο ο συντελεστής l=1,05. Επομένως, μπορεί να βρεθεί το συνολικό εμβαδόν αυτών των τοίχων, δηλαδή:

S_zap.st + S_vost.st = 2 × 2.5 × 6 = 30

Στους τοίχους είναι ενσωματωμένα 6 παράθυρα και μία πόρτα. Ας υπολογίσουμε το συνολικό εμβαδόν των παραθύρων και της πόρτας:

S_okn = 1.1 × 1.4 × 6 = 9.24

S_dv = 1 × 2.2 = 2.2

Ας προσδιορίσουμε το εμβαδόν των τοίχων χωρίς να λάβουμε υπόψη το εμβαδόν παραθύρων και πορτών:

S_vost+zap = 30 – 9.24 – 2.2 = 18.56

Ας υπολογίσουμε τις συνολικές θερμικές απώλειες του ανατολικού και δυτικού τοίχου:

Q_vost+zap =18.56 × (21 +29) × 2.14 × 1.05 = 2085

Αφού λάβουμε τα αποτελέσματα, ας υπολογίσουμε την ποσότητα θερμότητας που διαφεύγει μέσω των τοίχων:

Qst = Q_sev.st + Q_yuch.st + Q_vost+zap = 2140 + 2085 + 2354 = 6579

Σύνολο, ου συνολικες θερμικες απώλειες των τοίχων ανέρχονται σε 6 κW.

Βήμα #2 – υπολογίαμός ΘΑ παρθύρων και θυρών

Τα παράθυρα βρίσκονται στους ανατολικούς και δυτικούς τοίχους, οπότε στους υπολογισμούς ο συντελεστής l=1,05. Είναι γνωστό ότι η κατασκευή όλων των δομικων στοιχειων είναι ίδια και R=0,7.

Χρησιμοποώτας τις τμες εμβαδου που δόθηαν παραπάνω, προκύπτει:

Q_okn = 9.24 × (21 +29) × 1.05 × 0.7 = 340

Γνώρίζοντας ότι για τις πόρτες R=0,36 και S=2,2, ας προσδιορίσουμε τις θερμικές τους απώλειες:

Q_dv = 2.2 × (21 +29) × 1.05 × 0.36 = 42

Συνολικά, μέσω των παραθύρων διαφεύγουν 340 W θερμότητας, και μέσω των πορτών – 42 W.

Βήμα #3 – πρσδρισμός ΘΑ δαπέδου και ροφής

Είναι προφανές ότι το εμβαδόν της οροφής και του δαπέδου θα είναι ίδιο και υπολογίζεται ως εξής:

S_pol = S_ptl = 6 × 8 = 48

Ας υπολογίσουμε τη συνολική θερμική αντίσταση του δαπέδου λαμβάνοντας υπόψη τη δομή του.

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

Γνωρίζοντας ότι η θερμοκρασία του εδάφους t_nar=+5 και λαμβάνοντας υπόψη τον συντελεστή l=1, υπολογίζουμε το Q του δαπέδου:

Q_pol = 48 × (21 – 5) × 1 × 3.4 = 2611

Στρογγυλοποιώντας, παίρνουμε ότι οι απώλειες θερμότητας του δαπέδου είναι περίπου 3 kW.

Στους υπολογισμούς ΘΠ πρέπει να ληφθούν υπόψη στρώσεις που επηρεάζουν τη θερμομόνωση, όπως σκυρόδεμα, σανίδες, τοιχοποιία, μονωτικά υλικά κ.λπ.

Ας προσδιορίσουμε τη θερμική αντίσταση της οροφής R_ptl και το Q της:

• R_ptl = 0.025/0.21 + 0.05/0.14 + 0.05/0.043 = 0.12 + 0.71 + 0.35 = 1.18
• Q_ptl = 48 × (21 +29) × 1 × 1.18 = 2832

Από αυτό προκύπτει ότι μέσω της οροφής και του δαπέδου χάνονται σχεδόν 6 kW.

Βήμα #4 – υπολογισμός ΘΑ αερισμού

Στο δωμάτιο ο αερισμός είναι οργανωμένος, υπολογίζεται με τον τύπο:

Q_v = 0.28 × L_n × p_vnt × c × (t_vnt – t_nar)

Βάσει των τεχνικών χαρακτηριστικών, η ειδική θερμική ανταλλαγή είναι 3 κυβικά μέτρα ανά ώρα, δηλαδή:

L_n = 3 × 48 = 144.

Για τον υπολογισμό της πυκνότητας χρησιμοποιούμε τον τύπο:

p_vnt = 353/(273+t_vnt).

Η υπολογιζόμενη θερμοκρασία στο δωμάτιο είναι +21 βαθμοί.

Τα ΘΠ αερισμού δεν υπολογίζονται εάν το σύστημα είναι εξοπλισμένο με συσκευή προθέρμανσης αέρα

Αντικαθιστώντας τις γνωστές τιμές, παίρνουμε:

p_vnt = 353/(273+21) = 1.2

Ας αντικαταστήσουμε στον παραπάνω τύπο τα ληφθέντα νούμερα:

Q_v = 0.28 × 144 × 1.2 × 1.005 × (21 – 29) = 2431

Λαμβάνοντας υπόψη τα ΘΠ αερισμού, το συνολικό Q του κτιρίου θα είναι:

Q = 7000 + 6000 + 3000 = 16000.

Μετατρέποντας σε kW, παίρνουμε συνολικές απώλειες θερμότητας 16 kW.

Ιδιαιτερότητες υπολογισμού ΣΥΘ

Μετά την εύρεση της τιμής ΘΠ προχωράμε στον υδραυλικό υπολογισμό (εφεξής – ΥΥ).

Με βάση αυτό λαμβάνουμε πληροφορίες για τις εξής παραμέτρους:

• βέλτιστη διάμετρος σωλήνων, η οποία σε πτώσεις πίεσης θα μπορεί να μεταφέρει την καθορισμένη ποσότητα θερμαντικού μέσου;
• παροχή θερμαντικού μέσου σε συγκεκριμένο τμήμα;
• ταχύτητα ροής νερού;
• τιμή είδικής αντίστασης.

Πριν από την έναρξη των υπολογισμών, για απλοποίηση των πράξεων, απεικονίζεται ένα χωρικό διάγραμμα του συστήματος, στο οποίο όλα τα στοιχεία του τοποθετούνται παράλληλα μεταξύ τους.

Στο διάγραμμα απεικονίζεται ένα σύστημα θέρμανσης με άνω διανομή, η κίνηση του θερμαντικού μέσου – αδιέξοδη

Ας εξετάσουμε τα βασικά στάδια των υπολογισμών της υδραυλικής θέρμανσης.

Υδραυλικός υπολογισμός του κύριου κυκλοφοριακού δακτυλίου

Η μέθοδος του υδραυλικού υπολογισμού βασίζεται στην υπόθεση ότι σε όλους τους ανυψωτήρες και τους κλάδους οι διαφορές θερμοκρασίας είναι ίδιες.

Ο αλγόριθμος υπολογισμού είναι ο εξής:

1. Στο απεικονιζόμενο διάγραμμα, λαμβάνοντας υπόψη τις απώλειες θερμότητας, απεικονίζονται τα θερμικά φορτία που δρουν στις θερμαντικές συσκευές και στους ανυψωτήρες.
2. Βάσει του διαγράμματος, επιλέγεται ο κύριος κυκλοφοριακός δακτύλιος (εφεξής – ΓΤΣΚ). Ιδιαιτερότητα αυτού του δακτυλίου είναι ότι σε αυτόν η πίεση κυκλοφορίας ανά μονάδα μήκους του δακτυλίου λαμβάνει τη μικρότερη τιμή.
3. Το ΓΤΣΚ χωρίζεται σε τμήματα που έχουν σταθερή ροή θερμότητας. Για κάθε τμήμα αναγράφονται ο αριθμός, το θερμικό φορτίο, η διάμετρος και το μήκος.

Σε ένα κατακόρυφο σύστημα μονού σωλήνα, ως ΓΤΣΚ λαμβάνεται ο δακτύλιος που διέρχεται από τον πιο φορτισμένο ανυψωτήρα κατά την αδιέξοδη ή παράλληλη κίνηση του νερού στους κεντρικούς αγωγούς. Λεπτομερέστερα για τη σύνδεση των κυκλοφοριακών δακτυλίων σε ένα μονοσωλήνιο σύστημα και την επιλογή του κύριου, μιλήσαμε στο επόμενο άρθρο. Ξεχωριστά δώσαμε έμφαση στη σειρά εκτέλεσης των υπολογισμών, χρησιμοποιώντας για οπτικοποίηση ένα συγκεκριμένο παράδειγμα.

Στα κατακόρυφα συστήματα διπλού σωλήνα, το ΓΤΣΚ διέρχεται από την κάτω θερμαντική συσκευή που έχει το μέγιστο φορτίο κατά την αδιέξοδη ή παράλληλη κίνηση του νερού

Στο οριζόντιο σύστημα μονού ςωλήνα, το ΓΤΣΚ πρέπει να έςει τη μικρότερη πίεση κυκλοφορίας ανά μονάδα μήκους δακτυλίου. Για ςυςτήματα με φυσική κυκλοφορία η κατάςταςη είναί ανάλογη.

Κατά τον υδραυλικό υπολογιςμό των ανυψωτήρων ςε κάθετο ςύςτημα μονού ςωλήνα, οι ανυψωτήρες ροής και ρυθμιζόμενης ροής, που περιλαμβάνουν ενιαίες μονάδες, αντιμετωπίζονται ςε ένα ενιαίο κύκλωμα. Για τους ανυψωτήρες με τμήματα παράκαμψης, γίνεται διαχωριςμός, λαμβάνοντας υπόψη την κατανομή του νερού ςτου ςςωλήνες κάθε ςυςκευής.

Η παροχή νερού ςτο δεδομένο τμήμα υπολογίζεται από τον τύπο:

G_kont = (3.6 × Q_kont × β₁ × β₂)/((t_r – t₀) × c)

Στην έκφραση, τα γράμματα σύμβολα λαμβάνουν τις εξής τιμές:

• Q_kont – θερμικό φορτίο του κυκλώματος
• β_1, β₂ – πρόσθετοι πινακικοί συντελεστές που λαμβάνουν υπόψη την απόδοση θερμότητας στο δωμάτιο
• c – θερμοχωρητικότητα νερού, ίση με 4,187
• t_r – θερμοκρασία νερού ςτον αγωγό προςαγωγής
• t₀ – θερμοκρασία νερού στον αγωγό επιστροφής.

Αφού προσδιορίσετε τη διάμετρο και την ποσότητα νερού, πρέπει να μάθετε την ταχύτητα κίνησής του και την τιμή της ειδικής αντίστασης R. Είναι πιο βολικό να κάνετε όλους τους υπολογισμούς χρησιμοποιώντας ειδικά προγράμματα.

Υδραυλικός υπολογισμός του δευτερεύοντος κυκλοφοριακού δακτυλίου

Μετά το ΓΡ του κύριου βρόχου, προσδιορίζεται η πίεση στον μικρό κυκλοφοριακό βρόχο, η οποία σχηματίζεται μέσω των πλησιέστερων ανυψωτών του, λαμβάνοντας υπόψη ότι οι απώλειες πίεσης δεν μπορούν να διαφέρουν περισσότερο από 15% σε αδιέξοδο σχέδιο και όχι περισσότερο από 5% σε παράλληλο.

Εάν δεν είναι δυνατό να συνδυαστούν οι απώλειες πίεσης, τοποθετείται μια ροδέλα στραγγαλισμού, η διάμετρος της οποίας υπολογίζεται χρησιμοποιώντας μεθόδους λογισμικού.

Υπολογισμός καλοριφέρ

Ας επιστρέψουμε στο σχέδιο του σπιτιού που βρίσκεται παραπάνω. Μέσω υπολογισμών διαπιστώθηκε ότι για τη διατήρηση της θερμικής ισορροπίας απαιτούνται 16 kW ενέργειας. Στο εν λόγω σπίτι υπάρχουν 6 δωμάτια διαφορετικής χρήσης – σαλόνι, τουαλέτα, κουζίνα, υπνοδωμάτιο, διάδρομος, χολ.

Με βάση τις διαστάσεις της κατασκευής, μπορεί να υπολογιστεί ο όγκος V:

V=6×8×2,5=120 m³

Στη συνέχεια, πρέπει να βρεθεί η ποσότητα θερμικής ισχύος ανά m³. Για αυτό, το Q πρέπει να διαιρεθεί με τον όγκο που βρέθηκε, δηλαδή:

P=16000/120=133 W ανά m³

Στη συνέχεια, πρέπει να προσδιοριστεί πόση θερμική ισχύς θα χρειαστεί για ένα δωμάτιο. Στο σχήμα, το εμβαδόν κάθε δωματίου έχει ήδη υπολογιστεί.

Ας υπολογίσουμε τον όγκο:

• τουαλέτα – 4,19×2,5=10,47;
• σαλόνι – 13,83×2,5=34,58;
• κουζίνα – 9,43×2,5=23,58;
• υπνοδωμάτιο – 10,33×2,5=25,83;
• διάδρομος – 4,10×2,5=10,25;
• χολ – 5,8×2,5=14,5.

Στους υπολογισμούς πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη τα δωμάτια στα οποία δεν υπάρχουν θερμαντικά σώματα, για παράδειγμα, ο διάδρομος.

Ο διάδρομος θερμαίνεται με παθητικό τρόπο, η θερμότητα θα εισέρχεται σε αυτόν λόγω της κυκλοφορίας του θερμού αέρα κατά τη μετακίνηση ανθρώπων, μέσω ανοιγμάτων θυρών κ.λπ.

Ας προσδιορίσουμε την απαιτούμενη ποσότητα θερμότητας για κάθε δωμάτιο, πολλαπλασιάζοντας τον όγκο του δωματίου με τον δείκτη P.

Λαμβάνουμε την απαιτούμενη ισχύ:

• για την τουαλέτα – 10,47×133=1392 W;
• για το σαλόνι – 34,58×133=4599 W;
• για την κουζίνα – 23,58×133=3136 W;
• για το υπνοδωμάτιο – 25,83×133=3435 W;
• για τον διάδρομο – 10,25×133=1363 W;
• για το χολ – 14,5×133=1889 W.

Ας προχωρήσουμε στον υπολογισμό των καλοριφέρ. Θα χρησιμοποιήσουμε αλουμινένια καλοριφέρ, των οποίων το ύψος είναι 60 cm, η ισχύς σε θερμοκρασία 70 είναι 150 W.

Ας υπολογίσουμε τον απαιτούμενο αριθμό καλοριφέρ:

• τουαλέτα – 1392/150=10;
• σαλόνι – 4599/150=31;
• κουζίνα – 3136/150=21;
• υπνοδωμάτιο – 3435/150=23;
• χολ – 1889/150=13.

Σύνολο που απαιτείται: 10+31+21+23+13=98 καλοριφέρ.

Στον ιστότοπό μας υπάρχουν επίσης άλλα άρθρα, στα οποία εξετάσαμε λεπτομερώς τη διαδικασία θερμικού υπολογισμού του συστήματος θέρμανσης, τον υπολογισμό βήμα προς βήμα της ισχύος των καλοριφέρ και των σωλήνων θέρμανσης. Και αν το σύστημά σας προβλέπει την ύπαρξη θερμών δαπέδων, τότε θα χρειαστεί να εκτελέσετε επιπλέον υπολογισμούς.

Πιο αναλυτικά, όλα αυτά τα θέματα καλύπτονται στα ακόλουθα άρθρα μας:

• Θερμικός υπολογισμός του συστήματος θέρμανσης: πώς να κάνετε σωστά τον υπολογισμό του φορτίου στο σύστημα
• Υπολογισμός καλοριφέρ θέρμανσης: πώς να υπολογίσετε την απαραίτητη ποσότητα και ισχύ των θερμαντικών σωμάτων
• Υπολογισμός όγκου σωλήνα: αρχές υπολογισμών και κανόνες εκτέλεσης υπολογισμών σε λίτρα και κυβικά μέτρα
• Πώς να κάνετε υπολογισμό ενδοδαπέδιας θέρμανσης με παράδειγμα υδραυλικού συστήματος
• Υπολογισμός σωλήνων για θερμό δάπεδο: τύποι σωλήνων, τρόποι και βήμα τοποθέτησης + υπολογισμός κατανάλωσης

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Στο βίντεο μπορείτε να δείτε ένα παράδειγμα υπολογισμού θέρμανσης νερού, που πραγματοποιείται με το πρόγραμμα Valtec:

Οι υδραυλικοί υπολογισμοί γίνονται καλύτερα με τη χρήση ειδικών προγραμμάτων, τα οποία εγγυώνται υψηλή ακρίβεια υπολογισμών και λαμβάνουν υπόψη όλες τις λεπτομέρειες της κατασκευής.

Ειδικεύεστε στον υπολογισμό συστημάτων θέρμανσης με χρήση νερού ως μέσου μεταφοράς θερμότητας και θέλετε να συμπληρώσετε το άρθρο μας με χρήσιμους τύπους, να μοιραστείτε επαγγελματικά μυστικά;

Ή μήπως θέλετε να επιστήσετε την προσοχή σε πρόσθετους υπολογισμούς ή να επισημάνετε μια ανακρίβεια στους υπολογισμούς μας; Παρακαλούμε, γράψτε τα σχόλια και τις προτάσεις σας στο πλαίσιο κάτω από το άρθρο.