Patalpų projektinės šildymo galios apskaičiavimas

Šildymo būdo pasirinkimą lemia labai daug įvairiausių veiksnių. Siekiant aiškiau įsivaizduoti šildymo būdo pasirinkimą, atskirkime dvi jo dalis: energijos (šilumos) šaltinį ir pačią pastato šildymo sistemą. Poreikis nuolat rūpintis pastatų šildymu iškyla visiems, besistatantiems naują būstą, ir žinoma, tebelieka aktualus ir svarstantiems apie namų šildymo elementų keitimą: reikia apsispręsti, kokia kuro rūšimi šildysime pastatą ir kokią šildymo sistemą pasirinksime.

Dėl energinio naudingumo sertifikavimo kiekvieno individualaus namo ar kitos paskirties pastato projektavimo darbų grandinę papildė energinio naudingumo eksperto skaičiavimai arba energinis modeliavimas. Atestuotas pastatų energinio projektavimo specialistas (inžinierius projektuotojas), apskaičiuoja preliminarius šilumos nuostolius per visas namo konstrukcijas - sienas, grindis, stogą, langus, duris. Iš gautų duomenų nustato šildymo, vėdinimo, jei reikia, vėsinimo, kriterijus, kurie užtikrina, kad bus pasiekta norima energinio efektyvumo klasė.

Pastatui šildyti reikalingas šilumos kiekis nustatomas pagal bendruosius šilumos nuostolius, jiems priskiriami nuostoliai per atitvaras, nuostolius dėl vėdinimo ir karšto vandens ruošimo. Jeigu apskaičiuojami šilumos nuostoliai atskiriems kambariams, tai, savaime suprantama, kampiniams kambariams tenka žymiai didesnis šilumos suvartojimas, lyginant su kambariais vidurinėje pastato dalyje.

Šilumos nuostolių skaičiavimas

Savitieji šilumos nuostoliai - visų atitvarų ploto (arba ilginių šiluminių tiltelių ilgio) ir šilumos perdavimo koeficientų sandaugų suma. Tai tikslūs ir sudėtingi skaičiavimai, bet jie atliekami programine įranga, automatiškai, svarbiausia energinio projektavimo specialistui turėti visus duomenis, atsižvelgti į pataisas. Pataisų yra daug. Svarbi yra namo orientacija pasaulio šalių atžvilgiu, nes įtraukiama saulės energijos pritėkių generuojama šiluma.

Kokie tikslūs tai skaičiavimai, galime spręsti iš to, kad skaičiuojama net ir žmonių kūnų išskiriama šiluma, jų buvimo patalpose laikas, įtraukiamos vyraujančios vėjo krypties ir greičio pataisos, sandarumo rodiklis, lauko ir vidaus temperatūra ir kt. Kodėl šie skaičiavimai sudėtingi, galime spręsti iš minėtame STR'e pateikiamos šilumos šaltinio projektinės galios apskaičiavimo formulės. Pastatui šildyti reikalinga šilumos šaltinio projektinė galia Ph (W- vatais) skaičiuojama nevertinant šilumos pritekėjimų į patalpas.

Suprantama, energinio projektavimo specialistai skaičiuoja daug tiksliau, pavyzdžiui, reikalingo šilumos šaltinio galia priklauso ir nuo to, kaip jis valdomas - automatiškai ar rankiniu būdu.

Dr. Yra apskaičiuota, kad pavyzdžiui, B energinės klasės namui vidutinis šilumos energijos poreikis šildymui ir karšto vandens ruošimui yra 130 W/kv.m, A klasės - 40- 50 W/kv.m, A+ klasės - 30-40 W/kv.m, A++ klasės - apie 20-30 W/kv.m.

Norminis šilumos perdavimo koeficientas pasirenkami pagal pastato paskirtį ir apskaičiuojama kiekvienai aitvarai . Norminius šilumos perdavimo koeficientus pateikti.

Atitvarų visuminė šiluminė varža Rt, m2·K/W, lygi sluoksnių, esančių išorės ir vidaus oro, šiluminių varžų sumai, pridėjus paviršių šilumines varžas.

Čia: R1 ,R2 ,Rn - atskirų atitvarų sluoksnių šiluminės varžos;Rg - oro tarpo šiluminė varža, Rg=0, nes sienoje nėra oro tarpo.Rq - plono sluoksnio šiluminė varža, Rq=0, nes nėra plono sluoksnio.λgr - grunto šilumos laidumo koeficientas (W/(m·K)). (gr = 2 W/(m·K);Kadangi grindys ant grunto, tai priimti, kad papildomo apšiltinimo nėra. (( neįvertinama.

Tikrinama sąlygą ar šilumos perdavimo koeficientas yra mažesnis ar lygus norminiam. Jei sąlyga netenkinama, didinama izoliacinės medžiagos storis.

Į 6 lentelę surašoma visų pastato atitvarų duomenys, t.y. pažymėjimas sekantiems skaičiavimams, šiluminė varža, bei paskaičiuotas ir norminis šilumos perdavimo koeficientas.

Aw,x - atitinkamos „x“ sienos ar sienos dalies plotas (m2), nustatomas pagal STR 2.01.02:2016 7 priedo reikalavimus;Awd,x, Agw,x, Abw,x, Aog,x- atitinkamo „x“ lango, stoglangio, švieslangio ir kitos skaidrios atitvaros plotas (m2). Nustatomas pagal STR 2.01.02:2016 7 priedo reikalavimus;Ad,x - atitinkamų „x“ išorinių durų ar vartų plotas (m2). Nustatomas pagal STR 2.01.02:2016 7 priedo reikalavimus;Gog,x- atitinkamos „x“ kitos skaidrios atitvaros oro skverbties vertės (m3/(m2·h)) esant 100 Pa slėgių skirtumui. Šios vertės imamos iš STR 2.01.02:2016 4 priedo;

Kadangi šiame kursiniame projekte priimta, kad visur yra natūralus vėdinimas, skaičiavimai atliekami pagal 38 formulę:

Šildymo sistemos pasirinkimas

Šildymo prietaisai parenkami kiekvienai patalpai. Šildymo prietaisai parenkami pagal paskaičiuotus šilumos nuostolius 1 m2 padauginus iš patalpos ploto. Kadangi šildymo prietaisais teka ne visada vienoda temperatūra, todėl reikalingas perskaičiavimo koeficientas f.

Šildymo sistemos hidraulinio skaičiavimo eigoje yra nustatomi vamzdynų skersmenys, šilumnešio slėgio nuostoliai vamzdynuose, slėgiai tam tikruose sistemos taškuose, parenkama hidraulinė armatūra. Hidraulinis paskaičiavimas užtikrina, kad šildymo prietaisus pasieks nustatytos temperatūros vanduo ir kad šildymo sistema tikrai veiks[3].

Kadangi anksčiau skaičiuota šilumos šaltinio projektinė galia PH= 5203,07 W, todėl renkamės šiek tiek galingesnį, 6 kW katilą.

Pagal suprojektuotą šildymo sistemą sudaroma medžiagų žiniaraščiai, pateikiama jų duomenys ir kiekiai. Turi būti pateikta šildymo prietaisai, vamzdynai ir kiti parinkti įrenginiai.

Šilumos siurblys oras-vanduo - tai atvirkščiu principu veikiantis šaldytuvas. Jei šaldytuvas patalpos orą atvėsina, tai šilumos siurblys lauko orą aušina ir šio proceso metu gaunamą šilumą per šilumokaitį perduoda šilumnešiui - freonui arba specialiam termofikaciniam skysčiui. Kaip minėta, dėl technologijos efektyvumo šie šilumos siurbliai tapo prieinamais tiek naujos statybos, tiek renovuojamuose senos statybos būstuose. Juose įsirengti šilumos siurblį ypač patogu, nes iš esmės nereikia nieko ardyti ar remontuoti.

Oras-vanduo šilumos siurblys kainos ir efektyvumo požiūriu yra pigiausias priežiūros nereikalaujantis šildymo būdas.

Oras-vanduo šilumos siurblius galima skirstyti į monoblokinius ir Split tipo. Monoblokinis oras-vanduo šilumos siurblys - tai vidinis ir lauko blokai. Lauke statomas blokas su kompresoriumi, šilumokaičiu, kuris tiesiogiai perduoda šilumą į termofikacinio skysčio kontūrą šildymo, karšto vandens ruošimo sistemose. Sistema freonu užpildoma gamykloje.

Oro-vandens šilumos siurblio Split sistemą sudaro du blokai - išorinis ir vidinis su šilumokaičiu, freonas tarp lauko ir vidinės dalies užpildomas montuojant siurblį jo statymo vietoje.

Laikoma, kad Švedijos NIBE gamintojo oras-vanduo šilumos siurbliai yra vieni efektyviausių rinkoje. Pavyzdžiui, NIBE F2120 modelio tiekiamo srauto temperatūra nenaudojant kaitinimo elementų yra iki 65 °C ir 63 °C, kai išorės lauko temperatūra -25 °C.

Monoblokinio šilumos siurblio sistemoje viduje montuojamas tik pajungimo blokas, todėl tai labai nesunkiai įrengiama sistema. Vienintelė rizika yra elektros energijos tiekimo nutraukimas per didelius šalčius - tokiu atveju gali užšalti lauke esantis pajungimo vamzdynas. Tačiau jei nebūna elektros tiekimo pertrūkių, šilumos siurblio oras-vanduo monoblokas yra geras pasirinkimas, nes labai paprastai sumontuojamas ir pajungiamas, freonas cirkuliuoja tik uždaroje šilumos siurblio dalyje. Vamzdyno užšalimo pavojus eliminuojamas izoliacija.

Pavyzdžiui, NIBE F2040 šilumos siurblio oras-vanduo galios modifikacijos yra 6, 8, 12, 16 kW, per metus pagamina 3-4 kartus daugiau šilumos energijos nei elektrinis šildytuvas naudojantis tiek pat energijos. Galima montuoti su vidiniu karšto vandens ruošimo moduliu VVM ir automatinio valdymo bloku SMO. NIBE VVM vidiniai moduliai užtikrina efektyvų šildymą /vėsinimą ir karštą vandenį.

Veikiant šilumos siurbliui išorės bloke susidaro tam tikras kiekis kondensto, jis yra išvedamas vamzdeliu. Jeigu norima, kad kondensatas nevarvėtų ant žemės, galima įrengti kondensato nuvedimą, kuomet vanduo nuvedamas į lietaus kanalizaciją. Šiuolaikiniuose siurbliuose sušalęs kondensatas automatiškai atitirpinamas.

Nuo atitirpinimo būdo labai priklauso šilumos siurblio SCOP.

Oras - vanduo šilumos siurblys ir jo montavimas yra santykinai pigesnis šilumos šaltinis nei geoterminis šilumos siurblys, įrengiant nereikia nei kasti, nei gręžti, nereikalingas joks įvadas ar kaminas.

Vienas efektyviausių oras-vanduo šilumos siurblių NIBE F2120: SCOP > 5,0 (vidutinis klimatas, žema temperatūra) ir SCOP 4,3 (šaltesnis klimatas, žema temperatūra).

Oras-vanduo šilumos siurblys leidžia šildyti namus žiemos sezono metu ir vėsinti juos vasarą su mažesnėmis energijos sąnaudomis. Šių siurblių galios diapazonas - nuo 6 iki 20 kW. Galima rinktis iš dviejų sistemų - monobloko arba Split sistemą.

Pavyzdžiui, NIBE Split ACVM 270 yra kompaktiškas inverteriu valdomas oras-vanduo šilumos siurblys. Šilumos siurblys ištisus metus automatiškai pritaiko savo galią prie patalpų poreikių. NIBE Split ACVM 270 veikia išorės temperatūrai esant net -20 °C, tiekdamas iki 58 laipsnių C temperatūros vandenį. NIBE ACVM 270 turi integruotą vandens šildytuvą (talpa įvairi), cirkuliacinį siurblį, panardinamąjį šildytuvą ir valdymo sistemą saugiam veikimui užtikrinti.

Šilumos siurblio oras-vanduo lauko blokui parenkama užuovėja, todėl dažniausiai jie statomi prie sienos. Taip pat reiktų parinkti tokią vietą, kad namo viduje nesigirdėtų siurblio garso, rekomenduojama toliau nuo langų, ypač miegamųjų. Taip pat atsižvelkite į tai, kad šilumos siurblio darbas netrikdytų kaimynų.

Šilumos siurblio atstumas nuo sklypo ribos nereglamentuotas, bet laikytina, kad jis priskiriamas inžineriniams statiniams. STR nurodoma, kad inžinerinio statinio atstumas neturėtų būti arčiau kaip 1 m iki kaimyninio sklypo ribos. Jeigu sklypas yra sodininkų bendrijoje, tuomet, kaip atsakė Valstybinė teritorijų planavimo ir statybos inspekcija, vadovaujamasi Sodininkų bendrijų įstatymu, kuriame nustatyta, kad pastatai turi būti statomi ne mažesniu kaip 3 m atstumu nuo sklypo ribos. Mažesniu atstumu pastatai gali būti statomi turint rašytinį kaimyninio sklypo savininko ar sodininkų bendrijos (kai sklypas ribojasi su bendrojo naudojimo teritorija) valdybos ar pirmininko sutikimą. VTPSI nuomone, šios nuostatos taikomos ir įrengiant pastato šildymo inžinerinę sistemą (šilumos siurblius), t. Tarp namo sienos ir šilumos siurblio bloko turi būti mažiausiai 15 cm tarpas.

Rekomenduojama šilumos siurblio bloką statyti ant betoninio pamato, įrengti kondensato nuvedimą į lietaus kanalizaciją.

Išorinio šilumos siurblio oras-vanduo modulio pajungimo vamzdynas. Katilinėje arba patalpoje, kur statomas vidinis modulis, turi būti įrengtas šildymo sistemos kolektorius arba vamzdynas su termofikatu. Sistema turi būti užpildyta termofikatu ir iš jos išleistas oras.

Taip pat katilinėje turi būti ir šalto bei karšto vandens vamzdynas, 3F elektros įvadas, kabelis 2,5 kvadrato x5 (įrenginiui virš 10 kW - 4 kv.x5), automatinis išjungėjas 20 A-c (minimalus), atvestas iki vietos, kur bus montuojamas vidinis blokas. Šilumos siurblio negalima prijungti neturint elektros tiekimo įmonės leidimo.

Akumuliacinė arba karšto vandens talpa - kaip įkraunama baterija ar sandėlys šilumos pertekliui kaupti. Tai slėginis vandens indas, todėl jam keliami tam tikri reikalavimai, taip pat sujungimui su šilumos siurbliu, šildymo sistema ir karšto vandens ruošimu reikalingi tam tikri priedai.

Akumuliacinės talpos veikimas pagrįstas vėsaus ir karšto vandens sluoksniavimosi principu: karštas vanduo kyla į viršų, o vėsus leidžiasi žemyn. Vienas siurblys į talpą pumpuoja šilumos siurblio sušildytą vandenį, tiek pat vandens patenka į šildymo sistemą.

Iš viršutinės akumuliacinės talpos dalies siurblys tiekia karštą vandenį šildymo sistemai, į apatinę dalį patenka grįžtamasis atvėsęs vanduo. Iš šildymo sistemos tekantis grįžtamasis vanduo užima į šildymo sistemą paduodamo karštesnio vandens vietą.

Šilumos siurblys oras-vanduo NIBE

Šilumos energijos poreikis pagal pastato energinę klasę

Šilumos energijos poreikis šildymui ir karšto vandens ruošimui priklauso nuo pastato energinės klasės. Štai orientaciniai vidurkiai:

tags: #patalpu #projektine #sildymo #galia