Varnostna opomba: To je arhivirano izobraževalno besedilo iz 2018. letnik, in ne projekt ali navodila za samostojno vgradnjo ogrevalnega sistema. Izračun, izbor opreme, montažo, testiranje in zagon je treba zaupati usposobljenim projektantom in izvajalcem, v skladu z veljavnimi predpisi in dokumentacijo proizvajalca.
Na splošne potrebe stavbe po ogrevanju vpliva tudi ovoj stavbe. Oglejte si naša lesena okna, leseno-aluminijasta okna in storitve ali pošljite povpraševanje za ponudbo.
Ogrevanje večjega stanovanja in družinskih hiš s klasičnimi pečmi ni najbolj prijetna zimska zabava. Ogrevanje na ta način ni neprijetno le zato, ker nastane delo za vzdrževanje peči, ampak tudi zato, ker je treba pripraviti kurjavo, zakuriti ogenj, očistiti pepel, pri vseh teh delih pa postane stanovanje bolj umazano kot sicer. Poleg teh slabosti ogrevanje s pečmi ne ustreza zahtevam sodobnega stanovanja niti estetsko niti glede enakomerne porazdelitve temperature. Na podlagi teh dejstev ni presenetljivo, da se danes ne le v novogradnjah v družbeni lasti, ampak tudi v posebnih družinskih stavbah uporablja centralno ogrevanje.
Ogrevalna shema in princip delovanja
Napravo za centralno ogrevanje (slika 1) sestavlja sistem: kotel, grelna telesa in cevovod. Najvišja točka tega sistema je ekspanzijska posoda. Celoten sistem je napolnjen z vodo. Če kurimo v kotlu, se voda segreje in se zaradi manjše specifične teže dviga navzgor, toplo vodo pa nadomesti voda, ki se je v grelnih telesih ohladila (ima zato večjo specifično težo). Voda, ki teče navzgor, pride po ceveh do grelnih elementov, kjer oddaja svojo toploto, se ohladi in vrne v kotel.
Slika 1 — naprava za centralno ogrevanje.
Skladno s tem se zaradi razlike v specifični teži hladne in tople vode v sistemu ustvari neprekinjen zaprt pretok, ki omogoča dovod določene količine toplote grelnim telesom.
Sila, ki omogoča kroženje vode zaradi temperaturne razlike - še posebej pri ogrevanju samo na enem nivoju - je zelo majhna, zato je pomembno dimenzioniranje naprav na podlagi skrbnih in natančnih izračunov. V praksi se pogosto dogaja, da se naprave, predvsem za manjša in individualna stanovanja, projektirajo hitro in na podlagi podatkov iz izkušenj. Nedvomno je sistem centralnega ogrevanja včasih mogoče uspešno izvesti na ta način, pogosteje pa je, da ne deluje brezhibno, nastale napake pa je kasneje težje odpraviti.
Zato nam ne sme biti žal truda pri izdelavi potrebnih izračunov in projektov, saj se bo zagotovo obrestovalo. Ne smemo pozabiti na dejstvo, da mora takšen sistem služiti vse življenje.
Izračun potrebne količine toplote
Prva naloga pri projektiranju je izračun potrebne količine toplote za ogrevanje želenih prostorov. Potrebna količina toplote za ogrevanje ustreza njenim izgubam. Toplotne izgube so odvisne od razlike med zunanjo temperaturo in temperaturo prostora, ki ga ogrevamo, od koeficienta toplotne prehodnosti tistih površin, ki omejujejo opazovani prostor, ter od velikosti teh površin.
Izračun je treba opraviti posebej za vsako površino z različnimi koeficienti toplotne prehodnosti in z razlikami v zunanji in notranji temperaturi. Vsota tako dobljenih delnih rezultatov bo dala skupno potrebno količino toplote prostora. (Za tiste, ki neradi delajo izračune, upoštevamo, da so za izračun potrebni le osnovni izračuni).
Potrebno količino toplote izračunamo po obrazcu:
Q=F * k (tb - tk)
kje so:
Q - količina toplote, ki jo izgubi prostor, kcal/uro;
F - površina (stena, okno, vrata, tla, strop), skozi katero prehaja toplota, m2;
k - koeficient toplotnega prehoda za opazovano površino, kcal/m2°C
tb - želena notranja temperatura prostora, °C
tk - zunanja temperatura opazovane površine, °C
Slika 2 — primer izračuna potrebne količine toplote.
Arhivski primer izračuna sobe
Za boljši pregled nad potekom izračuna si bomo vzeli praktičen primer. Naloga je izračunati potrebno količino toplote za stanovanjsko stavbo iz slike št. 2. Tehnični podatki so: predelne stene iz porozne opeke dimenzij 10 cm, obojestransko ometane, debelina glavne stene 38 cm obojestransko ometane, enoslojna vrata, dvojno okno z lesenim okvirjem. strop z lesenimi tramovi na obeh straneh pokrit z deskami in nad stropom zaprto podstrešje, spodaj tla zemlja. Pričakovana minimalna zunanja temperatura - 20°C. Prehod toplote skozi zunanje okno:
Površina: F =1,5 x 2 = 3 m2
Koeficient toplotne prehodnosti: k = 3,5
Razlika v temperaturi: tb = +20°C, tk = - 20°C, tb - tk = 20 - (-20) = 40°C
Q=3 x 3,5 x 40 = 420 kcal/uro
Prehod toplote skozi zunanjo glavno steno:
Območje: F = 3 h 4 - območje okna = 12 - 3 = 9 m2
Q = 9 h 1,3 x 40 = 468 kcal/uro
Prehod toplote skozi vrata v predsobo:
Površina: F = 0,9 x 2 = 1,8 m2
k = 3
Temperaturna razlika: tb = 20°C; tk =16°C, tb - tk = 20 - 16 = 4°C
Q =1,8 h 3 h 4 = 21,6 kcal/uro
Prehod toplote skozi steno proti dvorani:
Območje: F = 3 x 3,5 - območje vrat = 10,5 - 1,8 = 8,7m2
k = 1,6
Temperaturna razlika: tb - tk = 40°C
Q = 8,7 x 1,6 x 4 = 55,7 kcal/uro
Prehod toplote skozi steno proti WC-ju:
Površina: F = 1,5 x 3 = 4,5m2
k = 1,6
Temperaturna razlika: tb - tk = 2°C
Q = 4,5 h 1,6 h 2 = 14,2 kcal/uro
Prehod toplote skozi steno do kopalnice:
Površina: F = 1,9 x 3 = 5,7m2
k = 1,6
Razlika v temperaturi: tb - tk = 20 - (+24) = -4°C
V tem primeru toplota prehaja iz kopalnice v prostore, torej ne gre za izgubo toplote, ampak za pridobitev, zato je treba to vrednost odšteti od skupne potrebne toplote.
Q = 5,7 h 1,6 x (-4) = -36,5
lni temperaturnih razlik med posameznimi prostori, zato ni prenosa toplote in zato ni potreben izračun.
Prehod toplote skozi strop:
Površina: F = 3,5 x 4 =15 m2
k = 1,5
Temperaturna razlika: tb - tk = 20 - (-12) = 32°C
Q =15 h 1,5 x 32 = 720 kcaI/uro
Prehod toplote skozi tla:
Površina: F = 15m2
k = 1,5
Temperaturna razlika: tb – tk = 20 - (-2) = 22°C
Q = 15 x 1,5 x 22 = 495 kcal/uro
Skupna potrebna toplota:
420
468
21,6
55,7
14,2
720
495
-–––––
2194,5 kcal/uro
Tako dobljeno vrednost je treba povečati z dodatki, kot so dodatki za strani sveta, dodatki za veter in dodatki za prekinitev ogrevanja.
Dodatki za veter:
Normalna področja: z eno zunanjo steno z odprtino:
10% z več zunanjimi stenami z odprtinami: 15%
Vetrovna območja: z eno zunanjo steno z odprtino:
20%, z več zunanjimi stenami z odprtinami: 25%.
Dodatek za prekinitev toplote:
Pričakovana prekinitev ogrevanja od 8 - 12 ur na dan: 15%.
Pričakovana prekinitev ogrevanja od 12 - 16 ur na dan: 25%.
Dodatek k stranem sveta
Orientacija severozahod: 5%.
Orientacija sever: 10%.
Soba v primeru se nahaja na območju z normalnimi vetrovi, je orientirana proti severu, zato je treba dobljeno vrednost prišteti dvakrat 10%, torej skupaj 20%.
Nadomestila za prekinitev ogrevanja ne bomo upoštevali, ker je manj neprekinjeno.
2194,5
+438,9 (20%)
-———————
2633,4
Od te vrednosti je treba odšteti količino toplote, prejete od stene proti kopalnici:
2633,4
- 36,5
-————
2596,9
V skladu s tem je količina toplote, potrebna za ogrevanje prostora, Q = 2597 kcal/uro
Oblikovanje sistema
Najprej morate pri oblikovanju narisati osnovo stranic v merilu 1:100. ali če je mogoče 1:50. Grelna telesa morajo biti nameščena pod oknom, v prostorih, kjer ni oken, pa ob vratih, ki vodijo v prosti prostor ali proti hladnejšim prostorom. Zaradi morebitnega daljšega cevovoda je ta razporeditev nekoliko dražja od razporeditve grelnih teles po notranjih stenah, vendar pa so prednosti, pretok zraka in s tem povezana temperaturna razporeditev, veliko pomembnejše. (sl. 3)
Slika 3 — tok zraka okoli grelnega telesa.
Izbira grelnih elementov
Po projektiranju sledi izbira vrste grelnih teles in določitev zahtevanih grelnih površin. Za ogrevanje sanitarne vode so najprimernejša grelna telesa jekleni radiatorji. Veliko ljudi teh radiatorjev nerado uporablja, ker naj bi jih voda poškodovala in hitro puščajo. Vendar se to zgodi le pri pogostem in neupravičenem izpustu vode iz sistema ali ko je radiator po izpustu vode dlje časa brez vode. Ob normalni uporabi je življenjska doba jeklenih radiatorjev približno enaka kot litoželeznih radiatorjev. Litoželezni radiatorji niso najbolj primerni za ogrevanje sanitarne vode predvsem zato, ker so zelo dragi in tudi zaradi velike lastne teže. Z vidika toplotnih lastnosti sta si oba tipa radiatorjev enaka.
Aluminijasti radiatorji spadajo med najsodobnejša grelna telesa (Alutherm, Radal). Toplotne lastnosti teh radiatorjev so zelo ugodne, njihova lastna teža je majhna, imajo zelo lep in moderen zunanji videz. Njihova povezava je izvedena z navojnimi prirobnicami. Pri priključitvi radiatorja, da ne bi prišlo do galvanskega elementa in s tem korozije, je treba glave in osi vijakov izolirati z električnim izolatorjem.
Priključek radiatorskih artiklov
Široke jeklene radiatorje uporabljajte le, če bi uporaba običajnih (od 150 mm) povzročila zelo dolg radiator. Jekleni radiatorji so komercialno na voljo s spojinami 5 - 10 -15 - 20. Če je za en radiator potrebnih več kot artiklov 20, potem ga
je mogoče razširiti z enoto 5 ali po možnosti 10 elementov z uporabo 5/4“ vmesnih vijakov za radiatorje z levim in desnim navojem ter tesnilno maso klingerit ali centaur. Priporočljivo je, da vijake namažete z vodoodpornim mast z vreliščem nad 100°C ali grafitno olje je potreben poseben ključ za montažo elementov
Radiatorji iz litega železa kot tudi jekleni radiatorji stare konstrukcije so sestavljeni po elementih in pritrjeni z vmesnimi vijaki. Če kupujemo rabljene radiatorje, jih moramo pred montažo temeljito pregledati in preveriti, še posebej sestavne dele posameznih elementov. Stanje ponjave je najbolje preveriti z ostrim predmetom (npr. trireznim strgalom), saj se oslabljena ponjava zaradi pritiska preluknja in se na ta način rešimo nadaljnjih nevšečnosti.
Tlačni preizkus
Radiatorje, ki smo jih sestavili sami, ali rabljene radiatorje je potrebno pred montažo preizkusiti. Preizkus bomo najenostavneje izvedli, če radiator na enem koncu zapremo s čepi in ga položimo na te čepe. Nato radiator v celoti napolnimo z vodo in eno od preostalih odprtin zapremo z navojnim pokrovom, na drugo odprtino pa namestimo gumijasto cev s cevnim priključkom. Drugi konec gumijaste cevi priključite na vodovodno omrežje. Če zaradi tlaka vodovodnega omrežja po 5 -10 mminutah ne opazimo, da radiator pušča, ga lahko montiramo. Kjer ni vodovodnega omrežja, se lahko tlak, ki je potreben od 2-3, ustvari z ročno črpalko.
Radiatorje lahko postavite na noge ali na konzole, ki jih pritrdite na steno. Rešitev s konzolami je boljša, saj ne onemogoča čiščenja pod radiatorjem, ima pa tudi boljši estetski videz. Za pritrditev konzole je treba v steno izvrtati luknjo globine 10 - 12cm, tako da so stranice odprtine vzporedne ali da odprtina sega proti steni. Nad odprtino morata ostati vsaj dve nepoškodovani vrsti zidakov. Radiator iz elementov 20 zahteva dve, za daljše pa tri konzole.
Vir toplote
Potrebna ogrevalna površina kotla se določi na podlagi skupne potrebne toplote objekta (stanovanja). To velikost bomo dobili z dodajanjem potrebnih količin toplote za posamezne prostore. Pri manjših kotlih, ki se kurijo s koksom ali kvalitetnejšim premogom, se lahko praktično izračuna s 10.000 kcal/uro za 1 m2 ogrevalno površino. Če torej skupno potrebno količino toplote delimo s 10.000, dobimo približno potrebno grelno površino kotla. Priporočljivo pa je, da vzamete kotel z nekoliko večjo zmogljivostjo od izračunane.
Vrsta kotla je odvisna predvsem od vrste goriva. Za koks so najprimernejši majhni litoželezni kotli. Kotli iz jekla in varjene konstrukcije so bolj primerni za kurjenje različnih goriv.
Majhni kotli imajo običajno grelno površino 1,5 m2 (15.000 kcal/uro), 2,14 m2 (22.000 kcal/uro) in 3.16 m2 (32.000 kcal/uro). Za družinsko stavbo, ki je kot primer podana na sliki št. 4 je potrebna zaokrožena 17.000 kcal/uro skupne toplote. Za gorivo smo izbrali koks. Po vseh navedenih podatkih je potreben kotel z grelno površino 2,14 m2.
Slika 4 — potrebna toplota za družinsko stavbo.