水力計算的概念
加熱系統技術發展的決定性因素已成為通常的能源節約。省錢的願望使我們對家庭供暖的設計、材料選擇、安裝和操作方法採取更加謹慎的態度。
因此，如果您決定為您的公寓或房屋創建一個獨特且首先經濟的供暖系統，那麼我們建議您熟悉計算和設計規則。
在定義系統的水力計算之前，有必要清楚清楚地了解，公寓和房屋的單獨供暖系統通常位於比大型建築物的中央供暖系統高一個數量級的位置。
個人供暖系統基於對熱量和能量概念完全不同的方法。
水力計算的本質在於冷卻劑的流量不是預先設定的，與實際參數有很大的近似，而是通過將管道直徑與所有環的壓力參數聯繫起來確定的。系統
根據以下參數對這些系統進行簡單的比較就足夠了。
- 中央供暖系統（鍋爐房公寓）基於標準類型的能源載體 - 煤炭、天然氣。在獨立系統中，幾乎任何具有高燃燒比熱的物質，或幾種液體、固體、顆粒材料的組合都可以使用。
- DSP 建立在通常的元素之上：金屬管道、“笨拙”的電池、閥門。單獨的加熱系統允許您組合多種元素：具有良好散熱性的多節散熱器、高科技恆溫器、不同類型的管道（PVC 和銅）、水龍頭、插頭、配件，當然還有您自己的更經濟的鍋爐、循環泵。
- 如果您進入 20 至 40 年前建造的典型板式房屋的公寓，我們會看到供暖系統被簡化為公寓每個房間的窗戶下方的 7 節電池加上貫穿整個房間的垂直管道房子（立管），您可以通過它與樓上/樓下的鄰居“交流”。無論是自動供暖系統 (ACO) - 允許您構建任何復雜的系統，同時考慮到公寓居民的個人意願。
- 與 DSP 不同的是，一個單獨的加熱系統考慮了一個相當令人印象深刻的參數列表，這些參數會影響傳輸、能耗和熱損失。環境溫度條件、房間所需的溫度範圍、房間的面積和體積、門窗的數量、房間的用途等。
因此，供暖系統的水力計算（HRSO）是供暖系統的一組有條件的計算特性，它提供了有關管道直徑、散熱器和閥門數量等參數的綜合信息。
這種類型的散熱器安裝在後蘇聯時代的大多數面板房屋中。節省材料和缺乏“表面上”的設計理念
GRSO 允許您選擇合適的水環泵（加熱鍋爐），將熱水輸送到供暖系統（散熱器）的最終元件，並最終擁有最平衡的系統，這直接影響家庭供暖的財務投資.
另一種用於 DSP 的加熱散熱器。這是一種更通用的產品，可以有任意數量的肋條。所以你可以增加或減少熱交換面積
泵
如何選擇最佳揚程和泵性能？
有壓力很容易。其最小值 2 米 (0.2 kgf / cm2) 足以滿足任何合理長度的輪廓。
任何壓力表都不會記錄混合物（右上）和回流（下）之間的差異。
生產力可以根據最簡單的方案來計算：整個電路的體積必須每小時轉三圈。因此，對於我們上面給出的 400 升的冷卻液量，加熱系統循環泵在工作壓力下的合理最小性能應該是 0.4 * 3 = 1.2 m3 / h。
對於帶有自己的泵的電路的各個部分，可以使用公式 G=Q/(1.163*Dt) 計算其性能。
在裡面：
- G 是以立方米每小時為單位的生產力的寶貴價值。
- Q 是加熱系統部分的熱功率，以千瓦為單位。
- 1.163是一個常數，水的平均熱容。
- Dt 是供回管道之間的溫差，以攝氏度為單位。
因此，對於熱功率為 5 千瓦且供回水之間 20 度角的電路，需要容量至少為 5 / (1.163 * 20) \u003d 0.214 m3 / 小時的泵。
泵參數通常在其標籤中註明。
計算公式
熱能消耗標準
熱負荷的計算考慮了加熱裝置的功率和建築物的熱損失。因此，為了確定設計鍋爐的容量， 建築物的必要熱損失 乘以 1.2 的乘數。這是一種等於 20% 的保證金。
為什麼需要這個比例？有了它，您可以：
- 預測管道中氣體壓力的下降。畢竟，冬天的消費者更多，每個人都試圖比其他人消耗更多的燃料。
- 改變屋內的溫度。
我們補充說，熱損失不能均勻地分佈在整個建築結構中。指標的差異可能相當大。這裡有些例子：
- 高達 40% 的熱量通過外牆離開建築物。
- 通過樓層 - 高達 10%。
- 這同樣適用於屋頂。
- 通過通風系統 - 高達 20%。
- 通過門窗 - 10％。
因此，我們弄清楚了建築物的設計並得出了一個非常重要的結論，即需要補償的熱損失取決於房屋本身的建築及其位置。但很大程度上也取決於牆壁、屋頂和地板的材料，以及是否有隔熱材料。這是一個重要因素
這是一個重要因素。
例如，讓我們根據窗戶結構確定減少熱損失的係數：
- 普通木窗配普通玻璃。在這種情況下，為了計算熱能，使用等於 1.27 的係數。也就是說，通過這種類型的玻璃，熱能洩漏，相當於總量的 27%。
- 如果安裝了帶有雙層玻璃窗的塑料窗，則使用 1.0 的係數。
- 如果塑料窗是從六腔型材和三腔雙層玻璃窗安裝的，則採用 0.85 的係數。
我們更進一步，處理窗戶。房間的面積與窗玻璃的面積有一定的關係。第二位置越大，建築物的熱損失越大。而且這裡有一定的比例：
- 如果窗戶面積相對於建築面積只有 10% 的指標，則使用係數 0.8 來計算供暖系統的熱量輸出。
- 如果該比率在 10-19% 的範圍內，則應用 0.9 的係數。
- 在 20% - 1.0。
- 在 30% -2。
- 在 40% - 1.4。
- 在 50% - 1.5。
那隻是窗戶。房屋建造中使用的材料也會對熱負荷產生影響。讓我們將它們排列在一個表格中，其中牆體材料的位置會降低熱損失，這意味著它們的係數也會降低：
建築材料類型
如您所見，所用材料的差異很大。因此，即使在設計房屋的階段，也有必要確切地確定它將由什麼材料建造。當然，許多開發商根據分配的建設預算建造房屋。但是對於這樣的佈局，值得重新考慮。專家保證，最好先進行投資，以便以後從房屋運營中獲得節省的收益。此外，冬季供暖系統是主要支出項目之一。
房間大小和建築高度
加熱系統圖
因此，我們繼續了解影響熱量計算公式的係數。房間大小如何影響熱負荷？
- 如果您家的天花板高度不超過 2.5 米，則計算時會考慮 1.0 的係數。
- 在 3 m 的高度處，已取 1.05。略有不同，但如果房子的總面積足夠大，它會顯著影響熱量損失。
- 在 3.5 m - 1.1。
- 在 4.5 m -2 處。
但是建築物的層數這樣的指標會以不同的方式影響房間的熱量損失。這裡不僅要考慮樓層的數量，還要考慮房間的位置，即它位於哪一層。例如，如果這是一樓的房間，而房子本身有三層或四層，則使用係數 0.82 進行計算。
將房間搬到較高樓層時，熱量損失率也會增加。此外，您必須考慮閣樓 - 是否絕緣。
如您所見，為了準確計算建築物的熱損失，需要確定各種因素。所有這些都必須考慮在內。順便說一句，我們沒有考慮所有減少或增加熱損失的因素。但計算公式本身將主要取決於采暖房的面積和指標，稱為熱損失比值。順便說一句，在這個公式中它是標準的，等於 100 W / m²。公式的所有其他組成部分都是係數。
1 參數重要性
使用熱負荷指示器，您可以了解加熱特定房間以及整個建築物所需的熱能量。這裡的主要變量是計劃在系統中使用的所有加熱設備的功率。此外，還需要考慮房屋的熱量損失。
一個理想的情況似乎是，加熱迴路的容量不僅可以消除建築物的所有熱能損失，還可以提供舒適的生活條件。為了正確計算比熱負荷，有必要考慮影響該參數的所有因素：
- 建築物的每個結構元素的特徵。通風系統顯著影響熱能的損失。
- 建築尺寸。有必要同時考慮所有房間的體積以及結構和外牆的窗戶面積。
- 氣候帶。最大每小時負荷的指標取決於周圍空氣的溫度波動。
熱負荷
熱負荷 - 補償建築物（場所）熱損失的熱量，考慮到在峰值溫度條件下使用加熱設備。
電力，一套供暖設備的容量，涉及為建築物供暖，為生活、經商提供舒適的溫度。熱源的容量應足以在采暖季節最冷的日子保持溫度。
熱負荷的測量單位為 W，Cal/h，- 1W \u003d 859.845 Cal/h。計算是一個複雜的過程。沒有知識和技能，很難獨立執行。
內部熱狀態取決於建築負荷的設計。錯誤會對連接到系統的熱消費者產生負面影響。可能每個人都在寒冷的冬夜，裹著溫暖的毯子， 抱怨熱網冷 電池 - 與實際熱條件不一致的結果。
熱負荷的形成考慮了保持熱量的加熱裝置（散熱器電池）的數量，具有以下參數：
- 建築物的熱損失，包括盒子，屋頂的建築材料的導熱率指標;
- 通風期間（強制、自然）；
- 熱水供應設施；
- 額外的取暖費用（桑拿、浴室、家庭需求）。
對建築物的要求相同，在不同的氣候區，負荷會有所不同。受以下因素影響：相對於海平面的位置、冷風天然屏障的存在以及其他地質因素。
加熱的熱計算：一般程序
供暖系統的經典熱力計算是一份摘要技術文件，其中包括所需的分步標準計算方法。
但在研究這些主要參數的計算之前，您需要確定供暖系統本身的概念。
供暖系統的特點是房間內的熱量強制供應和非自願移除。
計算和設計供暖系統的主要任務：
- 最可靠地確定熱損失；
- 確定冷卻劑的用量和使用條件；
- 盡可能準確地選擇產生、運動和傳熱的要素。
在建造供暖系統時，有必要首先收集有關將使用供暖系統的房間/建築物的各種數據。在對系統的熱參數進行計算之後，分析算術運算的結果。
根據獲得的數據，選擇加熱系統的組件，然後進行採購、安裝和調試。
供暖是一個多組件系統，用於確保房間/建築物內的批准溫度範圍。它是現代住宅樓通信綜合體的一個單獨部分
值得注意的是，指定的熱計算方法可以準確計算大量具體描述未來供暖系統的量。
作為熱計算的結果，將提供以下信息：
- 熱損失數，鍋爐功率；
- 分別為每個房間提供散熱器的數量和類型；
- 管道的水力特性；
- 體積，熱載體的速度，熱泵的功率。
熱力計算不是理論上的大綱，而是相當準確合理的結果，建議在實際選擇加熱系統的組件時使用。
水力計算
因此，我們已經決定了熱損失，選擇了加熱裝置的功率，剩下的只是確定所需冷卻劑的體積，以及相應的尺寸以及管道、散熱器和閥門的材料用過的。
首先，我們確定加熱系統內的水量。這將需要三個指標：
- 加熱系統的總功率。
- 供暖鍋爐出口和入口的溫差。
- 水的熱容量。該指標是標準的，等於 4.19 kJ。
供暖系統的水力計算
公式如下 - 第一個指標除以後兩個。順便說一句，這種類型的計算可以用於加熱系統的任何部分。
在這裡，將管路分成幾部分很重要，這樣冷卻液的速度是相同的。因此，專家建議從一個截止閥到另一個截止閥，從一個加熱散熱器到另一個。現在我們轉向計算冷卻劑的壓力損失，這取決於管道系統內部的摩擦
為此，僅使用了兩個量，它們在公式中相乘。這些是主要部分的長度和特定的摩擦損失
現在我們轉向計算冷卻劑的壓力損失，這取決於管道系統內部的摩擦。為此，僅使用了兩個量，它們在公式中相乘。這些是主要部分的長度和特定的摩擦損失。
但是閥門中的壓力損失是使用完全不同的公式計算的。它考慮了以下指標：
- 熱載體密度。
- 他在系統中的速度。
- 此元素中存在的所有係數的總指標。
為了使通過公式得出的所有三個指標都接近標準值，有必要選擇正確的管徑。為了比較，我們將舉例說明幾種類型的管道，以便清楚它們的直徑如何影響傳熱。
- 直徑為 16 毫米的金屬塑料管。其熱功率在 2.8-4.5 kW 範圍內變化。指示器的差異取決於冷卻液的溫度。但請記住，這是一個設置最小值和最大值的範圍。
- 直徑為 32 毫米的相同管道。在這種情況下，功率在 13-21 kW 之間變化。
- 聚丙烯管。直徑 20 mm - 功率範圍 4-7 kW。
- 直徑為 32 mm - 10-18 kW 的相同管道。
最後是循環泵的定義。為了使冷卻劑在整個加熱系統中均勻分佈，其速度必須至少為 0.25 m /秒，僅此而已 1.5 米/秒在這種情況下，壓力不應高於 20 MPa。如果冷卻液速度高於建議的最大值，則管道系統將有噪音工作。如果速度較慢，則可能會發生電路通風。
我們通過正交考慮熱消耗
對於熱負荷的近似估算，通常使用最簡單的熱力計算：根據外部測量取建築物的面積並乘以 100 W。因此，100 平方米的鄉間別墅的熱耗將為 10,000 瓦或 10 千瓦。結果允許您選擇安全係數為 1.2-1.3 的鍋爐，在 在這種情況下，本機的功率 取等於 12.5 kW。
我們建議進行更準確的計算，考慮房間的位置、窗戶的數量和建築區域。因此，對於高達 3 m 的天花板高度，建議使用以下公式：
分別對每個房間進行計算，然後將結果匯總並乘以區域係數。配方名稱說明：
- Q 是期望的負載值，W；
- Spom - 房間的平方，m²；
- q - 特定熱特性指標，與房間面積有關，W / m²；
- k是考慮了居住區域氣候的係數。
在總正交的近似計算中，指標 q \u003d 100 W / m²。這種方法沒有考慮房間的位置和不同數量的光開口。小屋內的走廊會比相同面積窗戶的角落臥室少得多。我們建議取特定熱特性 q 的值如下：
- 對於有一面外牆和一扇窗戶（或門）的房間，q = 100 W/m²；
- 帶一個燈孔的角落房間 - 120 W / m²；
- 同樣，有兩個窗戶 - 130 W / m²。
如何選擇正確的 q 值在建築平面圖上已清楚顯示。對於我們的示例，計算如下所示：
Q \u003d (15.75 x 130 + 21 x 120 + 5 x 100 + 7 x 100 + 6 x 100 + 15.75 x 130 + 21 x 120) x 1 \u003d 10935 W ≈ 11 kW。
正如您所看到的，經過優化的計算得出了不同的結果——事實上，1 kW 的熱能將用於加熱 100 m² 以上的特定房屋。該圖考慮了加熱通過開口和牆壁（滲透）進入住宅的室外空氣的熱量消耗。
供熱迴路運行成本計算↑
運營成本是主要成本組成部分。房主每年都面臨著覆蓋它的需求，他們只在通信建設上花費一次。經常發生的情況是，為了降低組織供暖的成本，業主支付的費用比他謹慎的鄰居高出許多倍，他們在設計供暖系統和購買鍋爐之前計算了供暖的熱量消耗。
電鍋爐的運營成本↑
由於易於安裝、對煙囪的要求不高、易於維護以及內置安全和控制系統，因此首選電加熱裝置。
電鍋爐——靜音、便捷的設備
Z,11 擦。 × 50400 = 156744（每年需要向電商支付盧布）
使用電鍋爐組建供暖網絡的成本將低於所有方案，但電力是最昂貴的能源。此外，並非在所有定居點都有其聯繫的可能性。當然，如果你不打算在未來十年內連接到集中式電源，你可以購買一台發電機，但建造加熱電路的成本會大大增加。計算需要包括發電機的燃料。
您可以訂購將站點連接到集中式電網。您將需要為此支付 300 - 350千和項目費用。值得考慮什麼更便宜。
液體燃料鍋爐，費用↑
讓我們以大約 30 盧布的一升柴油價格計算。該變量的值取決於供應商和購買的液體燃料的數量。液體燃料鍋爐的不同修改具有不同的效率。平均製造商給出的指標，我們將決定每小時發電 1 kW 需要 0.17 升柴油。
30 × 0.17 = 5.10（每小時將花費盧布）
5.10 × 50400 = 257040（盧布每年用於供暖）
鍋爐處理液體燃料
在這裡，我們確定了成本最高的供暖方案，它還需要嚴格遵守安裝法規：強制安裝煙囪和通風設備。但是，如果處理液體燃料的鍋爐別無選擇，那麼您將不得不忍受成本。
年付柴火↑
固體燃料的成本受木材種類、每立方米的堆積密度、伐木公司的價格和交貨的影響。一立方米的固體化石燃料重約 650 公斤，成本約為 1,500 盧布。
他們為一公斤支付大約 2.31 盧布。為了獲得 1 kW，您需要燃燒 0.4 公斤木柴或花費 0.92 盧布。
0.92 × 50400 = 46368 盧布/年
固體燃料鍋爐可能比替代品花費更多的錢
對於固體燃料的加工，需要一個煙囪，並且必須定期清理設備上的煙灰。
用燃氣鍋爐計算供暖成本
對於主要的天然氣消費者 只需將兩個數字相乘。
0.30 × 50400 = 15120（采暖季使用主煤氣必須支付盧布）
供暖系統中的燃氣鍋爐
結論：燃氣鍋爐的運行將是最便宜的。然而，這個方案有幾個細微差別：
- 強制分配具有一定尺寸標準的單獨房間的鍋爐，這必須在小屋的設計階段完成；
- 總結與供暖系統運行相關的所有通信；
- 確保爐室通風；
- 建造煙囪；
- 嚴格遵守安裝的技術規則。
如果無法連接到該地區的集中供氣系統，房主可以使用來自特殊儲罐 - 儲氣罐的液化氣。
刺激消費者（訂戶）合同熱負荷修訂的可能機制
審查訂戶的合同負荷並了解熱耗需求的真實價值是優化現有和計劃生產能力的關鍵機會之一，這在未來將導致：
ü 降低終端消費者的熱能關稅增長率；
ü 通過轉移現有消費者未使用的熱負荷來降低連接費用，從而為中小企業的發展創造良好的環境。
PJSC“TGC-1”為審查訂戶的合同負荷而開展的工作表明，消費者在減少合同負荷方面缺乏動力，包括採取相關措施來節約能源和提高能源效率。
作為激勵訂戶審查熱負荷的機制，可以提出以下建議：
· 建立由兩部分組成的關稅（熱能費率和容量費率）；
· 引入由消費者為未使用的容量（負載）付費的機制（擴大應該應用預留程序的消費者列表和（或）改變“預留熱電（負載）的概念）。
隨著兩部分關稅的引入，可以解決與供熱系統相關的以下任務：
— 通過淘汰多餘的熱量產生能力，優化熱力基礎設施的維護成本；
— 激勵消費者通過釋放容量儲備來連接新消費者，以平衡合同容量和實際連接容量；
— 由於“容量”率導致的 TSO 資金流均等化，全年均勻分佈等。
需要注意的是，為了實施上述機制，有必要完善供熱領域的現行立法。
