Sikkerhedsnote: Dette er en arkiveret undervisningstekst fra 2018. år, og ikke et projekt eller vejledning til selvstændig installation af varmeanlægget. Beregning, valg af udstyr, installation, afprøvning og idriftsættelse bør overlades til kvalificerede designere og entreprenører i overensstemmelse med gældende regler og producentens dokumentation.
Bygningens samlede varmebehov påvirkes også af klimaskærmen. Tjek vores tømmervinduer, tømmer-aluminiumsvinduer og services, eller send en forespørgsel om tilbud.
Opvarmning af en større lejlighed og familiebygninger med traditionelle brændeovne er ikke det mest behagelige vinterbeskæftigelse. Opvarmning på denne måde er ubehagelig, ikke kun fordi det skaber arbejde med at vedligeholde brændeovnen, men også fordi du skal forberede brændsel, tænde bål, rense asken, og under alle disse job bliver lejligheden mere snavset end normalt. Ud over disse ulemper opfylder opvarmning med komfurer ikke kravene til moderne boliger hverken æstetisk eller med hensyn til jævnheden af temperaturfordelingen. Baseret på disse fakta er det ikke overraskende, at der ikke kun i nye bygninger i socialt ejerskab, men også i særlige familiebygninger i dag, anvendes et centralvarmesystem.
Varmeskema og funktionsprincip
Centralvarmeanlæg (fig.1) består af et system: kedel, varmeelementer og rørledninger. Det højeste punkt i dette system er ekspansionsbeholderen. Hele systemet er fyldt med vand. Hvis vi brænder i kedlen, bliver vandet opvarmet og på grund af dets lavere vægtfylde stiger det op, og det varme vand erstattes af vand, der er afkølet i varmeelementerne (derfor har det en højere vægtfylde). Vandet, der strømmer opad, kommer gennem rørledningen til varmeelementerne, hvor det afgiver sin varme, afkøles og vender tilbage til kedlen.
Billede 1 — enhed til centralvarme.
På grund af forskellen i den specifikke vægt af koldt og varmt vand i systemet skabes et kontinuerligt lukket flow, som muliggør tilførsel af en vis mængde varme til varmeelementerne.
Den kraft, der muliggør cirkulation af vand på grund af forskellen i temperatur - især ved kun opvarmning på et niveau - er meget lille, og derfor er det vigtigt at dimensionere apparaterne ud fra omhyggelige og nøjagtige beregninger. I praksis sker det ofte, at enheder, især til mindre og individuelle lejligheder, designes hurtigt og baseret på erfaringsdata. Der er ingen tvivl om, at et centralvarmeanlæg nogle gange med succes kan implementeres på denne måde, men det er mere almindeligt, at det ikke fungerer fejlfrit, og de resulterende fejl er sværere at rette senere.
Derfor skal vi ikke fortryde indsatsen for at lave de nødvendige beregninger og projekter, for det vil helt sikkert betale sig. Vi må ikke tabe af syne, at et system som dette skal tjene hele livet.
Beregning af den nødvendige mængde varme
Den første opgave under design er at beregne den nødvendige mængde varme til opvarmning af de ønskede rum. Den nødvendige mængde varme til opvarmning svarer til dets tab. Varmetab afhænger af forskellen mellem udetemperaturen og temperaturen i det rum, der skal opvarmes, af varmeoverførselskoefficienten for de overflader, der afgrænser det observerede rum, samt af størrelsen af disse flader.
Beregningen skal udføres separat for hver overflade med forskellige varmeoverførselskoefficienter og med forskelle i udvendige og indvendige temperaturer. Summen af delresultaterne opnået på denne måde vil give den samlede nødvendige mængde rumvarme. (For dem, der er tilbageholdende med at lave beregninger, skal du være opmærksom på, at beregningen kun kræver grundlæggende beregninger).
Den nødvendige mængde varme beregnes ved hjælp af formlen:
Q=F * k (tb - tk)
hvor er:
Q - mængden af varme tabt af rummet, kcal/time;
F - overflade (væg, vindue, dør, gulv, loft), gennem hvilken varme passerer, m2;
k - varmeoverførselskoefficient for den observerede overflade, kcal/m2°C
tb- ønsket indre rumtemperatur, °C
tk - ydre temperatur af den observerede overflade, °C
Billede2— et eksempel på beregning af den nødvendige mængde varme.
Arkiveksempel på rumberegning
For et bedre overblik over beregningsflowet tager vi et praktisk eksempel. Opgaven er at beregne den nødvendige varmemængde til boligbyggeriet ud fra billede nr.2. Tekniske data er: skillevægge lavet af porøse mursten, dimensioner10 cm, pudset på begge sider, hovedvægtykkelsen38 cm pudset på begge sider, enkelt glas dør, dobbelt vindue med trækarm. loft med træbjælker på begge sider beklædt med brædder og over loftet et lukket loft, under gulvet jord. Forventet minimum udendørstemperatur -20°C. Varmeoverførsel gennem det ydre vindue:
Areal: F =1,5x2=3 m2
Varmeoverførselskoefficient: k =3,5
Temperaturforskel: tb = +20°C, tk = -20°C, tb - tk =20- (-20) =40°C
Q=3x3,5x40=420kcal/time
Varmepassage gennem den ydre hovedvæg:
Areal: F =3h4- vinduesareal =12-3=9 m2
Q =9h1,3x40=468kcal/time
Varmens passage gennem døren til hallen:
Areal: F =0,9x2=1,8 m2
k =3
Temperaturforskel: tb =20°C; tk =16°C, tb - tk =20-16=4°C
Q =1,8h3h4=21,6kcal/time
Passage af varme gennem væggen mod hallen:
Areal: F =3x3,5- området af døren =10,5-1,8=8,7m2
k =1,6
Temperaturforskel: tb - tk =40°C
Q = 8,7 x 1,6 x 4 = 55,7 kcal/time
Passage af varme gennem væggen mod toilettet:
Overflade: F = 1,5 x 3 = 4,5m2
k =1,6
Temperaturforskel: tb - tk = 2°C
Q = 4,5 t 1,6 t 2 = 14,2 kcal/time
Passage af varme gennem væggen til badeværelset:
Overflade: F = 1,9 x 3 = 5,7m2
k =1,6
Temperaturforskel: tb - tk = 20 - (+24) = -4°C
I dette tilfælde går varmen fra badeværelset til rummene, dvs. det er ikke et varmetab, men en forstærkning, og derfor skal denne værdi trækkes fra den samlede nødvendige varme.
Q = 5,7 h 1,6 x (-4) = -36,5
lder er ingen temperaturforskel mellem de enkelte rum, derfor er der ingen varmeoverførsel, og der er derfor ingen grund til at beregne.
Varmepassage gennem loftet:
Overflade: F = 3,5 x 4 =15 m2
k = 1,5
Temperaturforskel: tb - tk = 20 - (-12) = 32°C
Q =15 h 1,5 x 32 = 720 kcaI/time
Varmepassage gennem gulvet:
Overflade: F = 15m2
k = 1,5
Temperaturforskel: tb – tk = 20 - (-2) = 22°C
Q = 15 x 1,5 x 22 = 495 kcal/time
Samlet påkrævet varme:
420
468
21,6
55,7
14,2
720
495
-–––––
2194,5 kcal/time
Værdien opnået på denne måde bør øges med kvoter såsom kvoter for jordens sider, kvoter for vind og tilladelse til afbrydelse af opvarmning.
Vindtilbehør:
Normale områder: med én ydervæg med åbning:
10% med flere ydervægge med åbninger: 15%
Blæste områder: med én ydervæg med åbning:
20%, med flere ydervægge med åbninger: 25%.
Varmeafbrydelsestilbehør:
Forventet afbrydelse i opvarmningen fra 8 - 12 timer pr. dag: 15%.
Forventet afbrydelse i opvarmningen fra 12 - 16 timer pr. dag: 25%.
Tilføjelse til verdens sider
Nordvestlig orientering: 5%.
Nordorientering: 10%.
Rummet i eksemplet er placeret i et område med normal vind, det er orienteret mod nord, og derfor skal den opnåede værdi lægges til to gange 10%, dvs. i alt 20%.
Vi tæller ikke varmeafbrydelsesgodtgørelsen med, fordi den er mindre kontinuerlig.
2194,5
+438,9 (20%)
-———————
2633,4
Fra denne værdi skal mængden af varme modtaget fra væggen mod badeværelset trækkes:
2633,4
- 36,5
-————
2596,9
Mængden af varme, der er nødvendig for at opvarme rummet, er derfor Q = 2597 kcal/time
Systemdesign
Først og fremmest, når du designer, skal du tegne bunden af siderne i skalaen 1:100. eller hvis muligt 1:50. Varmeelementer skal placeres under vinduet, og i rum, hvor der ikke er vinduer, ved siden af døren til frirummet eller mod køligere rum. På grund af den muligvis længere rørledning er dette arrangement noget dyrere end arrangementet af varmelegemerne langs indervæggene, men fordelene, luftgennemstrømningen og i forbindelse med det temperaturarrangementet er meget mere væsentlige. (fig. 3)
Figur 3 — luftstrøm rundt om varmelegemet.
Valg af varmeelementer
Efter designet følger valget af typen af varmeelementer og bestemmelsen af de nødvendige varmeflader. Til varmtvandsopvarmning er de bedst egnede varmeelementer stålradiatorer. Mange mennesker er tilbageholdende med at bruge disse radiatorer, angiveligt fordi de er beskadiget af vand og hurtigt lækker. Dette sker dog kun, når der ofte og uberettiget tappes vand fra anlægget, eller når radiatoren står uden vand i længere tid efter, at vandet er tømt. Ved normal brug er levetiden for stålradiatorer omtrent den samme som for støbejernsradiatorer. Støbejernsradiatorer er ikke de mest velegnede til varmtvandsopvarmning i første omgang, fordi de er meget dyre, og også fordi de har en stor egenvægt. Med hensyn til termisk ydeevne er begge typer radiatorer identiske.
Aluminiumsradiatorer er blandt de mest moderne varmelegemer (Alutherm, Radal). De termiske egenskaber ved disse radiatorer er meget gunstige, deres egen vægt er lav, de har et meget smukt og moderne ydre udseende. Deres forbindelse er lavet med gevindflanger. Ved tilslutning af radiatoren, for ikke at skabe et galvanisk element og i denne forbindelse korrosion, skal skruernes hoveder og aksler isoleres med en elektrisk isolator.
Tilslutning af radiatorartikler
Brede stålradiatorer bør kun bruges, hvis brug af normale (fra 150 mm) ville resultere i en meget lang radiator. Stålradiatorer er kommercielt tilgængelige med 5 - 10 -15 - 20 artikler svejset sammen. Hvis der kræves mere end 20 artikler til en radiator, så ga
kan udvides med en enhed af 5 eller eventuelt 10 elementer ved hjælp af 5/4“ mellemkølerskruer med venstre og højre gevind og klingerit eller centaur skrueforsegling med vandfedt - anbefales det at smøre med vandfedt. kogepunkt over 100°C, eller grafitolie Der kræves en speciel nøgle til montering af elementerne
Radiatorer af støbejern samt stålradiatorer af gammel konstruktion samles af elementer og fastgøres med mellemskruer. Køber vi brugte radiatorer, skal de efterses og kontrolleres grundigt inden montering, især komponenterne i de enkelte elementer. Det er bedst at tjekke arkets tilstand med en skarp genstand (f.eks. en trekantet skraber), fordi det svækkede ark vil blive punkteret på grund af trykket, så på denne måde sparer vi os selv for yderligere gener.
Tryktest
Radiatorer, som vi selv har samlet, eller brugte radiatorer, skal testes inden montering. Testen udføres på den enkleste måde, hvis vi lukker den ene ende af radiatoren med stik og sætter den på disse stik. Derefter fylder vi radiatoren helt med vand og lukker en af de resterende åbninger med en gevindhætte og placerer en gummislange med rørforbindelse på den anden åbning. Tilslut den anden ende af gummislangen til vandforsyningsnettet. Hvis vi på grund af trykket fra vandforsyningsnettet efter 5 -10 mminutter ikke bemærker, at radiatoren er utæt, kan vi installere den. Hvor der ikke er vandnetværk, kan det nødvendige tryk fra 2-3 ved produceres med en håndpumpe.
Radiatorer kan placeres på ben eller på konsoller, som er fastgjort til væggen. Løsningen med konsoller er bedre, fordi den ikke forhindrer rengøring under radiatoren, og den har også et bedre æstetisk udseende. For at fastgøre konsollen skal der bores et hul med en dybde på 10 - 12cm i væggen, så åbningens sider er parallelle eller åbningen strækker sig mod væggen. Mindst to ubeskadigede rækker mursten skal forblive over åbningen. Til en radiator med 20-elementer skal du bruge to, og for en længere en - tre konsoller.
Varmekilde
Den nødvendige varmeflade for kedlen bestemmes ud fra den samlede nødvendige varme i bygningen (lejligheden). Vi får denne størrelse ved at tilføje de nødvendige mængder varme til individuelle rum. Ved mindre kedler, som fyres med koks eller kul af bedre kvalitet, kan det praktisk talt beregnes med 10.000 kcal/time for 1 m2 varmeflade. Derfor, hvis vi dividerer den samlede krævede mængde varme med 10.000, vil vi omtrent få den nødvendige varmeflade af kedlen. Det anbefales dog at tage en kedel med en lidt højere ydeevne end den beregnede.
Kedeltypen er primært bestemt af typen af brændsel. Små støbejernskedler egner sig bedst til koks. Kedler lavet af stål og svejset konstruktion er mere egnede til afbrænding af forskellige brændstoffer.
Små kedler har normalt en varmeflade på1,5 m2 (15.000kcal/time),2,14 m2(22.000kcal/time) i3.16 m2(32.000 kcal/time). Til familiebygningen, som er angivet på billede nr.4 for eksempel kræves afrunding17.000kcal/time af samlet varme. Vi valgte koks til brændstof. Ifølge alle givne data er en kedel med en varmeflade på2,14 m2.
Billede4— nødvendig varme til en familiebygning.