水力计算的概念
加热系统技术发展的决定性因素已成为通常的能源节约。省钱的愿望使我们对家庭供暖的设计、材料选择、安装和操作方法采取更加谨慎的态度。
因此，如果您决定为您的公寓或房屋创建一个独特且首先经济的供暖系统，那么我们建议您熟悉计算和设计规则。
在定义系统的水力计算之前，有必要清楚清楚地了解，公寓和房屋的单独供暖系统通常位于比大型建筑物的中央供暖系统高一个数量级的位置。
个人供暖系统基于对热量和能量概念完全不同的方法。
水力计算的本质在于冷却剂的流量不是预先设定的，与实际参数有很大的近似，而是通过将管道直径与所有环的压力参数联系起来确定的。系统
根据以下参数对这些系统进行简单的比较就足够了。
- 中央供暖系统（锅炉房公寓）基于标准类型的能源载体 - 煤炭、天然气。在独立系统中，几乎任何具有高燃烧比热的物质，或几种液体、固体、颗粒材料的组合都可以使用。
- DSP 建立在通常的元素之上：金属管道、“笨拙”的电池、阀门。单独的加热系统允许您组合多种元素：具有良好散热性的多节散热器、高科技恒温器、不同类型的管道（PVC 和铜）、水龙头、插头、配件，当然还有您自己的更经济的锅炉、循环泵。
- 如果您进入 20 至 40 年前建造的典型板式房屋的公寓，我们会看到供暖系统被简化为公寓每个房间的窗户下方的 7 节电池加上贯穿整个房间的垂直管道房子（立管），您可以通过它与楼上/楼下的邻居“交流”。无论是自动供暖系统 (ACO) - 允许您构建任何复杂的系统，同时考虑到公寓居民的个人意愿。
- 与 DSP 不同的是，单独的加热系统考虑了一系列影响传输、能耗和热损失的参数。环境温度条件、房间所需的温度范围、房间的面积和体积、门窗的数量、房间的用途等。
因此，供暖系统的水力计算（HRSO）是供暖系统的一组有条件的计算特性，它提供了有关管道直径、散热器和阀门数量等参数的综合信息。
这种类型的散热器安装在后苏联时代的大多数面板房屋中。节省材料和缺乏“表面上”的设计理念
GRSO 允许您选择合适的水环泵（加热锅炉），将热水输送到供暖系统（散热器）的最终元件，并最终拥有最平衡的系统，这直接影响家庭供暖的财务投资.
另一种用于 DSP 的加热散热器。这是一种更通用的产品，可以有任意数量的肋骨。所以你可以增加或减少热交换面积
泵
如何选择最佳扬程和泵性能？
有压力很容易。其最小值 2 米 (0.2 kgf / cm2) 足以满足任何合理长度的轮廓。
任何压力表都不会记录混合物（右上）和回流（下）之间的差异。
生产力可以根据最简单的方案来计算：整个电路的体积必须每小时转三圈。因此，对于我们上面给出的 400 升的冷却液量，加热系统循环泵在工作压力下的合理最小性能应该是 0.4 * 3 = 1.2 m3 / h。
对于带有自己的泵的电路的各个部分，可以使用公式 G=Q/(1.163*Dt) 计算其性能。
在里面：
- G 是以立方米每小时为单位的生产力的宝贵价值。
- Q 是加热系统部分的热功率，以千瓦为单位。
- 1.163是一个常数，水的平均热容。
- Dt 是供回管道之间的温差，以摄氏度为单位。
因此，对于热功率为 5 千瓦且供回水之间 20 度角的电路，需要容量至少为 5 / (1.163 * 20) \u003d 0.214 m3 / 小时的泵。
泵参数通常在其标签中注明。
计算公式
热能消耗标准
热负荷的计算考虑了加热装置的功率和建筑物的热损失。因此，为了确定设计锅炉的容量， 建筑物的必要热损失 乘以 1.2 的乘数。这是一种等于 20% 的保证金。
为什么需要这个比例？有了它，您可以：
- 预测管道中气体压力的下降。毕竟，冬天的消费者更多，每个人都试图比其他人消耗更多的燃料。
- 改变屋内的温度。
我们补充说，热损失不能均匀地分布在整个建筑结构中。指标的差异可能相当大。这里有些例子：
- 高达 40% 的热量通过外墙离开建筑物。
- 通过楼层 - 高达 10%。
- 这同样适用于屋顶。
- 通过通风系统 - 高达 20%。
- 通过门窗 - 10％。
因此，我们弄清楚了建筑物的设计并得出了一个非常重要的结论，即需要补偿的热损失取决于房屋本身的建筑及其位置。但很大程度上也取决于墙壁、屋顶和地板的材料，以及是否有隔热材料。这是一个重要因素
这是一个重要因素。
例如，让我们根据窗户结构确定减少热损失的系数：
- 普通木窗配普通玻璃。在这种情况下，为了计算热能，使用等于 1.27 的系数。也就是说，通过这种类型的玻璃，热能泄漏，相当于总量的 27%。
- 如果安装了带有双层玻璃窗的塑料窗，则使用 1.0 的系数。
- 如果塑料窗是从六腔型材和三腔双层玻璃窗安装的，则采用 0.85 的系数。
我们更进一步，处理窗户。房间的面积与窗玻璃的面积有一定的关系。第二位置越大，建筑物的热损失越大。而且这里有一定的比例：
- 如果窗户面积相对于建筑面积只有 10% 的指标，则使用系数 0.8 来计算供暖系统的热量输出。
- 如果该比率在 10-19% 的范围内，则应用 0.9 的系数。
- 在 20% - 1.0。
- 在 30% -2。
- 在 40% - 1.4。
- 在 50% - 1.5。
那只是窗户。房屋建造中使用的材料也会对热负荷产生影响。让我们将它们排列在一个表格中，其中墙体材料的位置会降低热损失，这意味着它们的系数也会降低：
建筑材料类型
如您所见，所用材料的差异很大。因此，即使在设计房屋的阶段，也有必要确切地确定它将由什么材料建造。当然，许多开发商根据分配的建设预算建造房屋。但是对于这样的布局，值得重新考虑。专家保证，最好先进行投资，以便以后从房屋运营中获得节省的收益。此外，冬季供暖系统是主要支出项目之一。
房间大小和建筑高度
加热系统图
因此，我们继续了解影响热量计算公式的系数。房间大小如何影响热负荷？
- 如果您家的天花板高度不超过 2.5 米，则计算时会考虑 1.0 的系数。
- 在 3 m 的高度处，已取 1.05。略有不同，但如果房子的总面积足够大，它会显着影响热量损失。
- 在 3.5 m - 1.1。
- 在 4.5 m -2 处。
但是像建筑物的层数这样的指标以不同的方式影响房间的热损失。这里不仅要考虑楼层的数量，还要考虑房间的位置，即它位于哪一层。例如，如果这是一楼的房间，而房子本身有三层或四层，则使用系数 0.82 进行计算。
将房间搬到较高楼层时，热量损失率也会增加。此外，您必须考虑阁楼 - 是否绝缘。
如您所见，为了准确计算建筑物的热损失，需要确定各种因素。所有这些都必须考虑在内。顺便说一句，我们没有考虑所有减少或增加热损失的因素。但计算公式本身将主要取决于采暖房的面积和指标，称为热损失比值。顺便说一句，在这个公式中它是标准的，等于 100 W / m²。公式的所有其他组成部分都是系数。
1 参数重要性
使用热负荷指示器，您可以找出加热特定房间以及整个建筑物所需的热能量。这里的主要变量是计划在系统中使用的所有加热设备的功率。此外，还需要考虑房屋的热量损失。
一个理想的情况似乎是，加热回路的容量不仅可以消除建筑物的所有热能损失，还可以提供舒适的生活条件。为了正确计算比热负荷，有必要考虑影响该参数的所有因素：
- 建筑物的每个结构元素的特征。通风系统显着影响热能的损失。
- 建筑尺寸。有必要同时考虑所有房间的体积以及结构和外墙的窗户面积。
- 气候带。最大每小时负荷的指标取决于环境空气的温度波动。
热负荷
热负荷 - 补偿建筑物（场所）热损失的热量，考虑到在峰值温度条件下使用加热设备。
电力，一套供暖设备的容量，涉及为建筑物供暖，为生活、经商提供舒适的温度。热源的容量应足以在采暖季节最冷的日子保持温度。
热负荷以 W 为单位，Cal/h，- 1W \u003d 859.845 Cal/h。计算是一个复杂的过程。没有知识和技能，很难独立执行。
内部热工况取决于建筑负荷的设计。错误会对连接到系统的热用户产生负面影响。可能每个人都在寒冷的冬夜，裹着温暖的毯子， 抱怨热网冷 电池 - 与实际热条件不一致的结果。
热负荷的形成考虑了保持热量的加热装置（散热器电池）的数量，具有以下参数：
- 建筑物的热损失，包括盒子，屋顶的建筑材料的导热率指标;
- 通风期间（强制、自然）；
- 热水供应设施；
- 额外的取暖费用（桑拿、浴室、家庭需求）。
对建筑物的要求相同，在不同的气候区，负荷会有所不同。受以下因素影响：相对于海平面的位置、冷风天然屏障的存在以及其他地质因素。
加热的热计算：一般程序
供暖系统的经典热力计算是一份摘要技术文件，其中包括所需的分步标准计算方法。
但在研究这些主要参数的计算之前，您需要确定供暖系统本身的概念。
供暖系统的特点是房间内的热量强制供应和非自愿移除。
计算和设计供暖系统的主要任务：
- 最可靠地确定热损失；
- 确定冷却剂的用量和使用条件；
- 尽可能准确地选择产生、运动和传热的要素。
在建造供暖系统时，有必要首先收集有关将使用供暖系统的房间/建筑物的各种数据。在对系统的热参数进行计算之后，分析算术运算的结果。
根据获得的数据，选择加热系统的组件，然后进行采购、安装和调试。
供暖是一个多组件系统，用于确保房间/建筑物内的批准温度范围。它是现代住宅建筑通信综合体的一个单独部分
值得注意的是，指定的热计算方法可以准确计算大量具体描述未来供暖系统的量。
作为热计算的结果，将提供以下信息：
- 热损失数，锅炉功率；
- 分别为每个房间提供散热器的数量和类型；
- 管道的水力特性；
- 体积，热载体的速度，热泵的功率。
热力计算不是理论上的大纲，而是相当准确合理的结果，建议在实际选择加热系统的组件时使用。
水力计算
因此，我们已经决定了热损失，选择了加热装置的功率，剩下的只是确定所需冷却剂的体积，以及相应的尺寸以及管道、散热器和阀门的材料用过的。
首先，我们确定加热系统内的水量。这将需要三个指标：
- 加热系统的总功率。
- 供暖锅炉出口和入口的温差。
- 水的热容量。该指标是标准的，等于 4.19 kJ。
供暖系统的水力计算
公式如下 - 第一个指标除以后两个。顺便说一句，这种类型的计算可以用于加热系统的任何部分。
在这里，将管路分成几部分很重要，这样冷却液的速度是相同的。因此，专家建议从一个截止阀到另一个截止阀，从一个加热散热器到另一个。现在我们转向计算冷却剂的压力损失，这取决于管道系统内部的摩擦
为此，仅使用了两个量，它们在公式中相乘。这些是主要部分的长度和特定的摩擦损失
现在我们转向计算冷却剂的压力损失，这取决于管道系统内部的摩擦。为此，仅使用了两个量，它们在公式中相乘。这些是主要部分的长度和特定的摩擦损失。
但是阀门中的压力损失是使用完全不同的公式计算的。它考虑了以下指标：
- 热载体密度。
- 他在系统中的速度。
- 此元素中存在的所有系数的总指标。
为了使通过公式得出的所有三个指标都接近标准值，有必要选择正确的管径。为了比较，我们将举例说明几种类型的管道，以便清楚它们的直径如何影响传热。
- 直径为 16 毫米的金属塑料管。其热功率在 2.8-4.5 kW 范围内变化。指示器的差异取决于冷却液的温度。但请记住，这是一个设置最小值和最大值的范围。
- 直径为 32 毫米的相同管道。在这种情况下，功率在 13-21 kW 之间变化。
- 聚丙烯管。直径 20 mm - 功率范围 4-7 kW。
- 直径为 32 mm - 10-18 kW 的相同管道。
最后是循环泵的定义。为了使冷却剂在整个加热系统中均匀分布，其速度必须至少为 0.25 m /秒，仅此而已 1.5 米/秒在这种情况下，压力不应高于 20 MPa。如果冷却液速度高于建议的最大值，则管道系统将有噪音工作。如果速度较低，则可能会发生电路通风。
我们通过正交考虑热消耗
对于热负荷的近似估算，通常使用最简单的热力计算：根据外部测量取建筑物的面积并乘以 100 W。因此，100 平方米的乡间别墅的热耗将为 10,000 瓦或 10 千瓦。结果允许您选择安全系数为 1.2-1.3 的锅炉，在 在这种情况下，本机的功率 取等于 12.5 kW。
我们建议进行更准确的计算，考虑房间的位置、窗户的数量和建筑区域。因此，对于高达 3 m 的天花板高度，建议使用以下公式：
分别对每个房间进行计算，然后将结果汇总并乘以区域系数。配方名称说明：
- Q 是期望的负载值，W；
- Spom - 房间的平方，m²；
- q - 特定热特性指标，与房间面积有关，W / m²；
- k是考虑了居住区域气候的系数。
在总正交的近似计算中，指标 q \u003d 100 W / m²。这种方法没有考虑房间的位置和不同数量的光开口。小屋内的走廊比同样面积的有窗户的角落卧室损失的热量要少得多。我们建议取特定热特性 q 的值如下：
- 对于有一面外墙和一扇窗户（或门）的房间，q = 100 W/m²；
- 带一个灯孔的角落房间 - 120 W / m²；
- 同样，有两个窗户 - 130 W / m²。
如何选择正确的 q 值在建筑平面图上已清楚显示。对于我们的示例，计算如下所示：
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，经过优化的计算得出了不同的结果——事实上，1 kW 的热能将用于加热 100 m² 以上的特定房屋。该图考虑了加热通过开口和墙壁（渗透）进入住宅的室外空气的热量消耗。
供热回路运行成本计算↑
运营成本是主要成本组成部分。房主每年都面临着覆盖它的需求，他们只在通信建设上花费一次。经常发生的情况是，为了降低组织供暖的成本，业主支付的费用比他谨慎的邻居高出许多倍，他们在设计供暖系统和购买锅炉之前计算了供暖的热量消耗。
电锅炉的运营成本↑
由于易于安装、对烟囱的要求不高、易于维护以及内置安全和控制系统，因此首选电加热装置。
电锅炉——静音、便捷的设备
Z,11 擦。 × 50400 = 156744（每年需要向电商支付卢布）
使用电锅炉组建供暖网络的成本将低于所有方案，但电力是最昂贵的能源。此外，并非在所有定居点都有其联系的可能性。当然，如果你不打算在未来十年内连接到集中式电源，你可以购买一台发电机，但建造加热电路的成本会大大增加。计算需要包括发电机的燃料。
您可以订购将站点连接到集中式电网。您将需要为此支付 300 - 350千和项目费用。值得考虑什么更便宜。
液体燃料锅炉，费用↑
让我们以大约 30 卢布的一升柴油价格计算。该变量的值取决于供应商和购买的液体燃料的数量。液体燃料锅炉的不同修改具有不同的效率。平均制造商给出的指标，我们将决定每小时发电 1 kW 需要 0.17 升柴油。
30 × 0.17 = 5.10（每小时将花费卢布）
5.10 × 50400 = 257040（卢布每年用于供暖）
锅炉处理液体燃料
在这里，我们确定了成本最高的供暖方案，它还需要严格遵守安装法规：强制安装烟囱和通风设备。但是，如果燃油锅炉别无选择，那么您将不得不忍受成本。
年付柴火↑
固体燃料的成本受木材种类、每立方米的堆积密度、伐木公司的价格和交货的影响。一立方米的固体化石燃料重约 650 公斤，成本约为 1,500 卢布。
他们为一公斤支付大约 2.31 卢布。为了获得 1 kW，您需要燃烧 0.4 公斤木柴或花费 0.92 卢布。
0.92 × 50400 = 46368 卢布/年
固体燃料锅炉可能比替代品花费更多的钱
对于固体燃料的加工，需要一个烟囱，并且必须定期清理设备上的烟灰。
用燃气锅炉计算供暖成本
对于主要的天然气消费者 只需将两个数字相乘。
0.30 × 50400 = 15120（采暖季使用主煤气必须支付卢布）
供暖系统中的燃气锅炉
结论：燃气锅炉的运行将是最便宜的。然而，这个方案有几个细微差别：
- 强制分配具有一定尺寸的独立房间的锅炉，这必须在小屋的设计阶段完成；
- 总结与供暖系统运行相关的所有通信；
- 确保炉室通风；
- 建造烟囱；
- 严格遵守安装的技术规则。
如果无法连接到该地区的集中供气系统，房主可以使用来自特殊储罐 - 储气罐的液化气。
刺激消费者（订户）合同热负荷修订的可能机制
审查订户的合同负荷并了解热耗需求的真实价值是优化现有和计划生产能力的关键机会之一，这在未来将导致：
ü 降低终端消费者的热能关税增长率；
ü 通过转移现有消费者未使用的热负荷来降低连接费用，从而为中小企业的发展创造良好的环境。
PJSC“TGC-1”为审查订户的合同负荷而开展的工作表明，消费者在减少合同负荷方面缺乏动力，包括采取相关措施来节约能源和提高能源效率。
作为鼓励订户审查热负荷的机制，可以提出以下建议：
· 建立由两部分组成的关税（热能费率和容量费率）；
· 引入由消费者为未使用的容量（负载）付费的机制（扩大应该应用预留程序的消费者列表和（或）改变“预留热电（负载）的概念）。
随着两部分关税的引入，可以解决与供热系统相关的以下任务：
— 通过淘汰多余的热量产生能力，优化热力基础设施的维护成本；
— 激励消费者通过释放容量储备来连接新消费者，以平衡合同容量和实际连接容量；
— 由于“容量”率导致的 TSO 资金流均等化，全年均匀分布等。
需要注意的是，为了实施上述机制，有必要完善供热领域的现行立法。
