Para aquecer a sala, são necessários aparelhos de aquecimento com energia adequada. O cálculo da carga de calor para aquecer o edifício permite determinar com precisão de que potência a caldeira precisará, qual o tamanho dos radiadores que devem ser instalados e qual esquema de aquecimento será mais eficaz. Ao calcular, muitos fatores são levados em consideração.
Conceitos de carga térmica
O aquecimento ambiente é uma compensação pela perda de calor. Através de paredes, fundações, janelas e portas, o calor é gradualmente removido. Quanto menor a temperatura externa, mais rápida ocorre a transferência de calor para o exterior. Para manter uma temperatura confortável no interior do edifício, são instalados aquecedores. Seu desempenho deve ser alto o suficiente para bloquear a perda de calor.
A carga de calor é definida como a soma da perda de calor de um edifício igual à potência de aquecimento necessária. Tendo calculado quanto e como a casa perde calor, eles descobrirão a potência do sistema de aquecimento. O valor total não é suficiente. Uma sala com 1 janela perde menos calor do que uma sala com 2 janelas e uma varanda, portanto o indicador é calculado para cada sala separadamente.
Nos cálculos, a altura do teto deve ser levada em consideração. Se não exceder 3 m, calcule o tamanho da área. Se a altura for de 3 a 4 m, a vazão é considerada em volume.
Fatores que afetam o TH
Muitos fatores afetam a perda de calor:
- Fundação - a versão isolada retém o calor da casa, passagens isoladas até 20%.
- O concreto poroso da parede ou o concreto da madeira têm um rendimento muito menor do que uma parede de tijolos. Tijolos de barro vermelho retêm calor melhor do que tijolos de silicato. A espessura da divisória também é importante: a parede de tijolo com uma espessura de 65 cm e o concreto espumado com uma espessura de 25 cm tem o mesmo nível de perda de calor.
- Aquecimento - o isolamento térmico altera significativamente a imagem. O isolamento externo com espuma de poliuretano - uma folha com 25 mm de espessura - é igual em eficácia à segunda parede de tijolos com uma espessura de 65 cm. O acabamento com uma cortiça no interior - uma folha de 70 mm - substitui 25 cm de espuma de concreto. Especialistas argumentam que o aquecimento efetivo começa com um isolamento adequado.
- Construção inclinada no telhado e sótão isolado reduzem as perdas. Um telhado plano feito de lajes de concreto armado permite até 15% de calor.
- Área de vidraça - um indicador de condutividade térmica no vidro é muito grande. Não importa quão herméticas sejam as molduras, o calor passa através do vidro. Quanto mais janelas e maior a área, maior a carga de calor no edifício.
- Ventilação - o nível de perda de calor depende do desempenho do dispositivo e da frequência de uso. O sistema de recuperação permite reduzir um pouco as perdas.
- A diferença entre a temperatura na rua e dentro da casa - quanto maior, maior a carga.
- A distribuição de calor no interior do edifício - afeta o desempenho de cada sala. Os cômodos dentro do prédio esfriam menos: ao calcular uma temperatura confortável, eles consideram o valor de +20 C. Os cômodos finais esfriam mais rápido - a temperatura normal aqui é de +22 C. Na cozinha, basta aquecer o ar a +18 C, pois existem muitas outras fontes de calor: fogão , forno, geladeira.
Ao calcular a carga térmica de um prédio, são levados em consideração o material, a espessura e o isolamento das divisórias e tetos.
Características do objeto para cálculo
A carga de calor no aquecimento e a perda de calor em casa não são a mesma coisa. Não é necessário aquecer um edifício técnico tão intensamente quanto as instalações residenciais. Antes de prosseguir com os cálculos, estabeleça o seguinte:
- Objetivo do objeto - edifício residencial, apartamento, escola, academia, loja. Os requisitos de aquecimento são diferentes.
- As características da arquitetura são o tamanho das aberturas das janelas e sacadas, a instalação de um telhado, a presença de sótãos e porões, o número de andares de um prédio etc.
- Os padrões de temperatura - para salas e escritórios são diferentes.
- O objetivo da sala - o parâmetro é importante para edifícios industriais, pois cada oficina ou mesmo um local exige um regime de temperatura diferente.
- O design de cercas externas - paredes e telhados externos.
- Nível de manutenção - a presença de suprimento de água quente reduz a perda de calor, trabalhando intensamente a ventilação.
- O número de pessoas que estão constantemente na casa - por exemplo, afeta os indicadores de temperatura e umidade.
- O número de pontos de entrada de refrigerante - quanto mais houver, maior será a perda de calor.
- Outras características - por exemplo, a presença de uma piscina, sauna, estufa ou o número de horas em que as pessoas estão no prédio.
Ao calcular as perdas de calor em uma loja ou em um ponto de restauração, é levada em consideração a quantidade de equipamento que gera calor - vitrines, geladeiras, utensílios de cozinha.
Tipos de cargas térmicas
As cargas térmicas são de natureza diferente. Há um nível constante de perda de calor associado à espessura da parede, à estrutura do telhado. Existem temporárias - com uma queda acentuada de temperatura, com ventilação intensiva. O cálculo de toda a carga de calor leva isso em consideração.
Cargas sazonais
A chamada perda de calor associada ao clima. Isso inclui:
- a diferença entre a temperatura do ar externo e interno;
- velocidade e direção do vento;
- a quantidade de radiação solar - com alta insolação do prédio e um grande número de dias ensolarados, mesmo no inverno a casa esfria menos;
- umidade do ar.
A carga sazonal é diferenciada por uma programação anual variável e uma programação diária constante. A carga de calor sazonal é aquecimento, ventilação e ar condicionado. As 2 primeiras espécies são referidas às de inverno.
As fórmulas não usam mudanças bruscas de temperatura e umidade - máximas, mas médias: valores observados nos 5 dias mais frios dos 5 invernos mais frios em 50 anos.
Calor constante
O ano todo inclui abastecimento de água quente e dispositivos tecnológicos. Este último é importante para empresas industriais: digestores, refrigeradores industriais, câmaras de vapor emitem uma enorme quantidade de calor.
Em edifícios residenciais, a carga na água quente se torna comparável à carga de aquecimento. Esse valor varia pouco durante o ano, mas varia muito, dependendo da hora do dia e do dia da semana. No verão, o consumo de FGP diminui em 30%, já que a temperatura da água em um suprimento de água fria é 12 graus mais alta que no inverno. Na estação fria, o consumo de água quente está aumentando, principalmente nos finais de semana.
Calor seco
O modo de conforto é determinado pela temperatura e umidade do ar. Estes parâmetros são calculados com base nos conceitos de calor seco e latente. Seco é um valor medido por um termômetro seco especial. É afetado por:
- vidros e portas;
- cargas de sol e calor para aquecimento no inverno;
- divisórias entre salas com temperaturas diferentes, pisos acima do espaço vazio, tetos no sótão;
- rachaduras, fendas, lacunas nas paredes e portas;
- dutos de ar fora de áreas aquecidas e ventilação;
- equipamento;
- pessoas.
Pisos sobre bases de concreto, paredes subterrâneas não são levadas em consideração nos cálculos.
Calor latente
Este parâmetro determina a umidade do ar. A fonte é:
- equipamento - aquece o ar, reduz a umidade;
- as pessoas são uma fonte de umidade;
- o ar flui através de fendas e fendas nas paredes.
Normalmente, a ventilação não afeta a secura da sala, mas há exceções.
Métodos para calcular a carga de calor para aquecer um edifício
Para calcular a carga de calor necessária, os dados sobre os padrões de temperatura e umidade são obtidos do GOST e SNiP. Há também informações sobre os coeficientes de transferência de calor de diferentes materiais e estruturas. Ao calcular os dados do passaporte de radiadores, caldeiras de aquecimento e outros equipamentos, certifique-se de levar em consideração
Os cálculos incluem:
- fluxo de calor do radiador - o valor máximo;
- consumo máximo por 1 hora quando o sistema de aquecimento;
- custos de calor por estação.
Um valor aproximado é dado pela proporção dos dados calculados com a área da casa ou quartos. No entanto, essa abordagem não leva em consideração as características estruturais do edifício.
Cálculo da perda de calor usando indicadores agregados
O método é usado quando as características exatas do edifício não podem ser estabelecidas. Para calcular a carga térmica, use a fórmula.
Qot = α * qo * V * (tv-tn.r); Onde:
- q ° - indicador térmico específico da estrutura de acordo com o projeto ou a tabela padrão. Para edifícios para diversos fins - prédio residencial, garagem, laboratório - é diferente.
- e - fator de correção, diferente para diferentes zonas climáticas.
- Vn - volume externo do edifício, m³.
- Tvn e Tnro - temperatura dentro de casa e fora.
O método permite calcular indicadores para todo o edifício e para cada zona ou sala. No entanto, a fórmula não inclui dados sobre a condutividade térmica dos materiais de que a casa é construída, e os indicadores de madeira, espuma de concreto e pedra são muito diferentes.
Determinação da transferência de calor de equipamentos de aquecimento e ventilação
Para obter um resultado mais confiável, use o cálculo para paredes e janelas e calcule adicionalmente a carga térmica da ventilação. Os cálculos são realizados em várias etapas:
- calcular a área de paredes e vidros;
- calcular a resistência à transferência de calor usando os dados de referência;
- calcule o coeficiente de acordo com o tipo de isolamento - os dados também estão no diretório de construção, você pode especificar no passaporte do produto;
- calcular o nível de perda de calor através das janelas;
- Os valores calculados são multiplicados pela soma das temperaturas (dentro e fora do edifício) e o consumo total de calor é obtido.
O cálculo da carga de ventilação térmica é realizado de acordo com a fórmula Qv = c * m * (Tv-Tn)Onde:
- Qv - consumo de calor por ventilação;
- com - capacidade de calor do ar;
- m - massa de ar: em média, a ventilação normal requer um volume de ar igual a três vezes a quadratura da sala; a massa é obtida multiplicando o valor pela densidade do ar;
- Tv-tn - a diferença entre temperatura externa e interna.
O indicador geral é obtido somando a perda de calor estimada do edifício e as perdas por ventilação.
Cálculo de valores levando em consideração vários elementos da construção de envelopes
Se para cálculos usarmos dados teóricos - indicadores de perda de calor de cada material - o resultado ainda não será totalmente exato. Nos cálculos, é impossível levar em consideração o número e o tamanho de fendas e lacunas, o trabalho de iluminação e assim por diante.
O resultado mais preciso é fornecido pela inspeção de imagens térmicas do edifício. O procedimento é realizado no escuro, com as luzes apagadas. Recomenda-se remover carpetes e móveis por um tempo para não distorcer as leituras.
O exame é realizado em 3 etapas:
- com a ajuda de um termovisor, eles estudam a sala por dentro, examinam cuidadosamente os cantos e as juntas;
- medir perdas do lado de fora - é assim que todos os recursos de materiais e arquitetura são levados em consideração;
- Os dados do dispositivo são transferidos para um computador, o resultado é calculado.
Com base nos resultados da pesquisa, são feitas recomendações: sobre isolamento, reconstrução, a escolha dos aparelhos de aquecimento.
As caldeiras modernas estão equipadas com reguladores de potência. São dispositivos que mantêm o desempenho em um nível definido, mas evitam saltos e quedas durante a operação. Existem limites para o uso de recursos energéticos: se o valor definido for excedido, a cobrança por gás ou eletricidade aumenta. O PTH limita o consumo de combustível.
