水力計算の概念
暖房システムの技術開発における決定要因は、通常のエネルギー節約になっています。お金を節約したいという願望は、私たちが家の暖房の設計、材料の選択、設置方法、および操作にもっと注意深いアプローチを取るようにします。
したがって、アパートや家のために独自の、そしてまず第一に経済的な暖房システムを作成することにした場合は、計算と設計のルールに精通することをお勧めします。
システムの水力計算を定義する前に、アパートや家の個々の暖房システムは、従来、大きな建物のセントラルヒーティングシステムよりも1桁高い位置にあることを明確かつ明確に理解する必要があります。
個人用暖房システムは、熱とエネルギーの概念に対する根本的に異なるアプローチに基づいています。
水力計算の本質は、冷却剤の流量が実際のパラメータに大幅に近似して事前に設定されていないという事実にありますが、パイプラインの直径をのすべてのリングの圧力パラメータとリンクすることによって決定されますシステム
以下のパラメータに関して、これらのシステムを簡単に比較するだけで十分です。
- セントラルヒーティングシステム（ボイラー-ハウス-アパート）は、標準的なタイプのエネルギーキャリア（石炭、ガス）に基づいています。スタンドアロンシステムでは、比熱が高いほとんどすべての物質、またはいくつかの液体、固体、粒状の材料の組み合わせを使用できます。
- DSPは、金属パイプ、「不器用な」バッテリー、バルブなどの通常の要素に基づいて構築されています。個別の暖房システムにより、さまざまな要素を組み合わせることができます。優れた放熱性を備えたマルチセクションラジエーター、ハイテクサーモスタット、さまざまなタイプのパイプ（PVCおよび銅）、蛇口、プラグ、継手、そしてもちろん、より経済的な独自のボイラー、循環ポンプ。
- 20〜40年前に建てられた典型的なパネルハウスのアパートに入ると、暖房システムは、アパートの各部屋の窓の下に7セクションのバッテリーと、全体を通る垂直パイプの存在に縮小されていることがわかります上階/下階の隣人と「通信」できる家（ライザー）。それが自律暖房システム（ACO）であるかどうか-アパートの居住者の個々の希望を考慮に入れて、任意の複雑なシステムを構築することができます。
- DSPとは異なり、個別の暖房システムでは、透過率、エネルギー消費量、および熱損失に影響を与えるかなり印象的なパラメーターのリストが考慮されます。周囲温度条件、部屋に必要な温度範囲、部屋の面積と容積、窓とドアの数、部屋の目的など。
したがって、暖房システム（HRSO）の水力計算は、暖房システムの計算された特性の条件付きセットであり、パイプの直径、ラジエーター、バルブの数などのパラメーターに関する包括的な情報を提供します。
このタイプのラジエーターは、ソビエト後のスペースのほとんどのパネルハウスに設置されました。材料の節約と「顔の」デザインアイデアの欠如
GRSOを使用すると、温水を暖房システムの最終要素（ラジエーター）に輸送するための適切なウォーターリングポンプ（暖房ボイラー）を選択でき、最終的には、家庭用暖房への財政投資に直接影響する最もバランスの取れたシステムを利用できます。 。
DSP用の別のタイプの暖房用ラジエーター。これは、任意の数のリブを持つことができる、より用途の広い製品です。したがって、熱交換面積を増減できます
ポンプ
最適なヘッドとポンプの性能を選択するにはどうすればよいですか？
プレッシャーで簡単です。妥当な長さの輪郭には、最小値の2メートル（0.2 kgf / cm2）で十分です。
混合物（右上）と戻り（下）の差は、どの圧力計にも記録されません。
生産性は、最も単純なスキームに従って計算できます。回路の全体積は、1時間に3回回転する必要があります。したがって、上記で与えた400リットルの冷却剤の量に対して、使用圧力での暖房システムの循環ポンプの妥当な最小性能は0.4 * 3 = 1.2 m3/hである必要があります。
独自のポンプが付属している回路の個々のセクションについて、その性能は式G = Q /（1.163 * Dt）を使用して計算できます。
初期化：
- G-1時間あたりの立方メートル単位の生産性の秘蔵値。
- Qは、キロワット単位の暖房システムセクションの火力です。
- 1.163は定数であり、水の平均熱容量です。
- Dtは、供給パイプラインと戻りパイプラインの間の温度差（摂氏）です。
したがって、供給と戻りの間の20度のデルタで火力5キロワットの回路の場合、少なくとも5 /（1.163 * 20）\ u003d 0.214m3/時間の容量のポンプが必要です。
ポンプパラメータは通常、そのラベルに示されています。
計算式
熱エネルギー消費基準
熱負荷は、暖房ユニットの電力と建物の熱損失を考慮して計算されます。したがって、設計されたボイラーの容量を決定するために、 建物の必要な熱損失 1.2の乗数を掛けます。これは20％に等しい一種のマージンです。
なぜこの比率が必要なのですか？これを使用すると、次のことができます。
- パイプライン内のガス圧の低下を予測します。結局のところ、冬にはより多くの消費者がいて、誰もが他の人よりも多くの燃料を摂取しようとします。
- 家の中の温度を変えてください。
熱損失を建物構造全体に均等に分散させることはできないと付け加えます。指標の違いは非常に大きくなる可能性があります。ここではいくつかの例を示します。
- 熱の最大40％が外壁を通って建物から出ます。
- フロアを通して-最大10％。
- 同じことが屋根にも当てはまります。
- 換気システムを介して-最大20％。
- ドアや窓から-10％。
そこで、建物の設計を理解し、補償が必要な熱損失は家自体の建築とその場所に依存するという非常に重要な結論を出しました。しかし、多くは壁、屋根、床の材質、および断熱材の有無によっても決まります。これは重要な要素です
これは重要な要素です。
たとえば、窓の構造に応じて、熱損失を減らす係数を決定しましょう。
- 普通のガラスの普通の木製窓。この場合の熱エネルギーの計算には、1.27に等しい係数が使用されます。つまり、このタイプのグレージングでは、全体の27％に相当する熱エネルギーが漏れます。
- 二重窓付きのプラスチック窓が取り付けられている場合、係数1.0が使用されます。
- プラスチック製の窓が6室のプロファイルから設置され、3室の二重ガラス窓がある場合、係数は0.85になります。
さらに進んで、窓を扱います。部屋の面積と窓ガラスの面積の間には一定の関係があります。 2番目の位置が大きいほど、建物の熱損失が大きくなります。そしてここに特定の比率があります：
- 床面積に対する窓面積の指標が10％しかない場合は、係数0.8を使用して暖房システムの熱出力を計算します。
- 比率が10〜19％の範囲にある場合、0.9の係数が適用されます。
- 20％で-1.0。
- 30％-2で。
- 40％で-1.4。
- 50％で-1.5。
そしてそれはただの窓です。また、家の建設に使用された材料が熱負荷に及ぼす影響もあります。熱損失が減少する壁材料が配置されるテーブルにそれらを配置しましょう。これは、それらの係数も減少することを意味します。
建材の種類
ご覧のとおり、使用されている材料との違いは重要です。したがって、家を設計する段階でも、どのような材料で建てられるかを正確に決定する必要があります。もちろん、多くの開発者は建設に割り当てられた予算に基づいて家を建てます。しかし、そのようなレイアウトでは、それを再検討する価値があります。専門家は、後で家の運営から貯蓄の利益を享受するために、最初に投資する方が良いと保証します。また、冬季の暖房設備も主な支出項目のひとつです。
部屋のサイズと建物の高さ
暖房システム図
したがって、熱の計算式に影響を与える係数を引き続き理解します。部屋の大きさは熱負荷にどのように影響しますか？
- 家の天井の高さが2.5メートルを超えない場合は、係数1.0が計算に考慮されます。
- 3メートルの高さで、1.05はすでに取られています。わずかな違いですが、家の総面積が十分に大きい場合は、熱損失に大きく影響します。
- 3.5メートルで-1.1。
- 4.5m-2で。
しかし、建物の階数などの指標は、さまざまな方法で部屋の熱損失に影響を与えます。ここでは、階数だけでなく、部屋の位置、つまりどの階にあるかを考慮する必要があります。たとえば、これが1階の部屋で、家自体が3階または4階の場合、係数0.82が計算に使用されます。
部屋を上層階に移動すると、熱損失率も高くなります。さらに、屋根裏部屋を考慮に入れる必要があります-それが断熱されているかどうか。
ご覧のとおり、建物の熱損失を正確に計算するには、さまざまな要素を決定する必要があります。そして、それらすべてを考慮に入れる必要があります。ちなみに、熱損失を増減させるすべての要因を考慮しているわけではありません。しかし、計算式自体は、主に暖房付き住宅の面積と、熱損失の特定の値と呼ばれるインジケーターに依存します。ちなみに、この式では標準で100W/m²に相当します。式の他のすべてのコンポーネントは係数です。
1パラメータの重要性
熱負荷インジケーターを使用すると、特定の部屋だけでなく、建物全体を加熱するために必要な熱エネルギーの量を知ることができます。ここでの主な変数は、システムで使用される予定のすべての暖房機器の電力です。さらに、家の熱損失を考慮する必要があります。
理想的な状況は、暖房回路の容量が建物からの熱エネルギーのすべての損失を排除するだけでなく、快適な生活条件を提供することを可能にするということのようです。比熱負荷を正しく計算するには、このパラメータに影響を与えるすべての要因を考慮する必要があります。
- 建物の各構造要素の特徴。換気システムは、熱エネルギーの損失に大きく影響します。
- 建物の寸法。すべての部屋の容積と、構造物や外壁の窓の面積の両方を考慮する必要があります。
- 気候帯。最大時間負荷の指標は、周囲空気の温度変動に依存します。
熱負荷
熱負荷-ピーク温度条件での暖房装置の使用を考慮した、建物（建物）の熱損失を補うための熱量。
電力、建物の暖房に関与する暖房装置の一連の容量であり、生活やビジネスに快適な温度を提供します。熱源の容量は、暖房シーズンの最も寒い日に温度を維持するのに十分でなければなりません。
熱負荷は、W、Cal / h、-1W \ u003d 859.845 Cal/hで測定されます。計算は複雑なプロセスです。知識やスキルがなければ、独立して演奏することは困難です。
内部の熱レジームは、建物の負荷の設計によって異なります。エラーは、システムに接続されている熱消費者に悪影響を及ぼします。おそらく寒い冬の夜、暖かい毛布に包まれたみんな、 寒さで暖房ネットワークについて不平を言った バッテリー-実際の熱条件との不一致の結果。
熱負荷は、熱を維持するための加熱装置（ラジエーターバッテリー）の数を考慮して、次のパラメーターで形成されます。
- 建物の熱損失。これは、ボックスの建築材料、家の屋根の熱伝導率で構成されます。
- 換気中（強制、自然）;
- 給湯施設;
- 追加の熱費（サウナ、バス、家庭のニーズ）。
建物に同じ要件がある場合、異なる気候帯では、負荷が異なります。影響を受ける：海面との相対的な位置、冷風に対する自然の障壁の存在、およびその他の地質学的要因。
加熱の熱計算：一般的な手順
暖房システムの古典的な熱計算は、必要な段階的な標準計算方法を含む要約技術文書です。
しかし、主なパラメータのこれらの計算を研究する前に、暖房システム自体の概念を決定する必要があります。
暖房システムは、部屋の熱の強制供給と不本意な除去によって特徴付けられます。
暖房システムの計算と設計の主なタスク：
- 最も確実に熱損失を決定します。
- クーラントの使用量と条件を決定します。
- 生成、移動、熱伝達の要素を可能な限り正確に選択します。
暖房システムを構築する場合、暖房システムが使用される部屋/建物に関するさまざまなデータを最初に収集する必要があります。システムの熱パラメータの計算を実行した後、算術演算の結果を分析します。
得られたデータに基づいて、暖房システムのコンポーネントが選択され、その後の購入、設置、試運転が行われます。
暖房は、部屋/建物で承認された温度レジームを確保するためのマルチコンポーネントシステムです。これは、近代的な住宅のコミュニケーションの複合体の別の部分です。
示された熱計算方法により、将来の暖房システムを具体的に説明する多数の量を正確に計算できることは注目に値します。
熱計算の結果、次の情報が利用可能になります。
- 熱損失の数、ボイラー電力;
- 各部屋の熱ラジエーターの数と種類を個別に。
- パイプラインの水力特性;
- ボリューム、ヒートキャリアの速度、ヒートポンプのパワー。
熱計算は理論的な概要ではありませんが、非常に正確で合理的な結果であり、暖房システムのコンポーネントを選択するときに実際に使用することをお勧めします。
水力計算
そこで、熱損失を決定し、加熱ユニットの電力を選択しました。必要な冷却液の量、したがって、パイプ、ラジエーター、バルブの寸法、および材料を決定するだけです。使用済み。
まず、暖房システム内の水の量を決定します。これには、次の3つのインジケーターが必要です。
- 暖房システムの総電力。
- 暖房ボイラーの出口と入口の温度差。
- 水の熱容量。このインジケータは標準であり、4.19kJに相当します。
暖房システムの水力計算
式は次のとおりです。最初のインジケーターは最後の2つで除算されます。ちなみに、このタイプの計算は、暖房システムのどのセクションにも使用できます。
ここでは、ラインをパーツに分割して、それぞれのクーラントの速度が同じになるようにすることが重要です。したがって、専門家は、ある遮断弁から別の遮断弁へ、ある暖房用ラジエーターから別の暖房用ラジエーターへと故障させることを推奨しています。次に、配管システム内の摩擦に依存する冷却剤の圧力損失の計算に移ります。
このために、式で一緒に乗算される2つの量だけが使用されます。これらはメインセクションの長さと特定の摩擦損失です
次に、配管システム内の摩擦に依存する冷却剤の圧力損失の計算に移ります。このために、式で一緒に乗算される2つの量だけが使用されます。これらは、メインセクションの長さと特定の摩擦損失です。
ただし、バルブの圧力損失は、まったく異なる式を使用して計算されます。次のような指標が考慮されます。
- 熱キャリア密度。
- システムでの彼のスピード。
- この要素に存在するすべての係数の合計インジケーター。
式によって導き出される3つの指標すべてが標準値に近づくためには、適切なパイプ直径を選択する必要があります。比較のために、いくつかのタイプのパイプの例を示します。これにより、パイプの直径が熱伝達にどのように影響するかが明確になります。
- 直径16mmの金属プラスチックパイプ。その火力は2.8-4.5kWの範囲で変化します。インジケーターの違いは、クーラントの温度によって異なります。ただし、これは最小値と最大値が設定される範囲であることに注意してください。
- 直径32mmの同じパイプ。この場合、電力は13〜21kWの間で変化します。
- ポリプロピレンパイプ。直径20mm-出力範囲4〜7kW。
- 直径32mm〜10〜18kWの同じパイプ。
そして最後は循環ポンプの定義です。クーラントが暖房システム全体に均一に分散されるためには、その速度が少なくとも0.25m/である必要があります。秒とそれ以上 1.5 m / sこの場合、圧力は20MPaを超えてはなりません。クーラント速度が提案された最大値よりも高い場合、配管システムはノイズで動作します。速度が遅い場合、回路のエアリングが発生する可能性があります。
直角位相による熱消費を考慮します
暖房負荷の概算には、通常、最も単純な熱計算が使用されます。建物の面積は、外部測定に従って取得され、100Wが掛けられます。したがって、100m²のカントリーハウスの熱消費量は10,000Wまたは10kWになります。その結果、安全率が1.2〜1.3のボイラーを選択できます。 この場合、ユニットの電力 12.5kWに等しくなります。
部屋の位置、窓の数、建物の面積を考慮して、より正確な計算を実行することを提案します。したがって、天井の高さが最大3 mの場合は、次の式を使用することをお勧めします。
計算は部屋ごとに個別に実行され、結果が要約され、地域係数が乗算されます。式の指定の説明：
- Qは望ましい負荷値Wです。
- Spom-部屋の正方形、m²;
- q-部屋の面積に関連する特定の熱特性の指標、W/m²;
- kは居住地域の気候を考慮した係数です。
全求積法の近似計算では、インジケーターq \ u003d 100W/m²。このアプローチでは、部屋の場所や照明の開口部の数の違いは考慮されていません。コテージ内の廊下は、同じエリアの窓がある角の寝室よりもはるかに少ない熱を失います。特定の熱特性qの値を次のように取得することを提案します。
- 1つの外壁と窓（またはドア）のある部屋の場合q =100W/m²;
- 1つのライト開口部を備えたコーナールーム-120W/m²;
- 同じ、2つのウィンドウ-130W/m²。
適切なq値を選択する方法は、建築計画に明確に示されています。この例では、計算は次のようになります。
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 \u003d10935W≈11kW。
ご覧のとおり、洗練された計算では異なる結果が得られました。実際、1kWの熱エネルギーが100m²以上の特定の家の暖房に費やされます。この図は、開口部と壁を通って住居に入る外気を加熱するための熱消費量を考慮に入れています（浸透）。
加熱回路の運用コストの計算↑
運用コストが主なコスト要素です。住宅所有者は毎年それをカバーする必要に直面しており、彼らはコミュニケーションの構築に一度だけ費やしています。暖房を整理するコストを削減するために、所有者は、暖房システムを設計する前とボイラーを購入する前に暖房の熱消費量を計算した賢明な隣人よりも何倍も支払うことがよくあります。
電気ボイラーの運用コスト↑
設置の容易さ、煙突の要件の欠如、保守の容易さ、および組み込みのセキュリティおよび制御システムの存在のために、電気暖房設備が好ましい。
電気ボイラー-静かで便利な機器
Z、11摩擦。 ×50400=156744（年間ルーブルは電力会社に支払う必要があります）
電気ボイラーを備えた暖房ネットワークの組織化は、すべてのスキームよりも費用がかかりませんが、電気は最も高価なエネルギー資源です。さらに、すべての集落でその接続の可能性があるわけではありません。もちろん、今後10年間に集中型の電源に接続する予定がない場合は、発電機を購入できますが、暖房回路の構築コストは大幅に増加します。また、計算には発電機の燃料を含める必要があります。
集中型電力網へのサイトの接続を注文できます。プロジェクトと一緒にこれに300〜350千を支払う必要があります。何が安いかを考える価値があります。
液体燃料ボイラー、費用↑
約30ルーブルのディーゼル燃料1リットルの価格を考えてみましょう。この変数の値は、サプライヤーと購入した液体燃料の量によって異なります。液体燃料ボイラーのさまざまな改造は、効率が等しくありません。メーカーから提供された指標を平均して、1時間あたり1kWを生成するには0.17リットルのディーゼル燃料が必要であると判断します。
30×0.17=5.10（ルーブルは1時間あたりに消費されます）
5.10×50400=257040（ルーブルは毎年暖房に費やされます）
液体燃料を処理するボイラー
ここでは、最もコストのかかる暖房スキームを特定しました。これには、規制上の設置規則を厳密に順守する必要があります。必須の煙突と換気装置です。ただし、石油焚きボイラーに代替手段がない場合は、コストを我慢する必要があります。
薪の年払い↑
固形燃料のコストは、木材の種類、1立方メートルあたりの充填密度、伐採会社の価格、および配送によって影響を受けます。密集した1立方メートルの固体化石燃料の重量は約650kgで、費用は約1,500ルーブルです。
1 kgの場合、約2.31ルーブルを支払います。 1 kWを得るには、0.4キロの薪を燃やすか、0.92ルーブルを費やす必要があります。
0.92×50400=年間46368ルーブル
固形燃料ボイラーは、代替品よりも多くの費用がかかる可能性があります
固形燃料の処理には煙突が必要であり、機器から定期的に煤を除去する必要があります。
ガスボイラーによる暖房費の計算
主なガス消費者向け 2つの数値を掛けるだけです。
0.30×50400=15120（暖房シーズン中の主ガスの使用にはルーブルを支払う必要があります）
暖房システムのガスボイラー
結論：ガスボイラーの運転は最も安いでしょう。ただし、このスキームにはいくつかのニュアンスがあります。
- コテージの設計段階で行わなければならない、特定の寸法の別の部屋のボイラーの必須の割り当て。
- 暖房システムの操作に関連するすべての通信を要約します。
- 炉室の換気を確保する。
- 煙突の建設;
- インストールの技術的ルールの厳格な遵守。
その地域の集中型ガス供給システムに接続する可能性がない場合、家の所有者は特別なタンク（ガスホルダー）からの液化ガスを使用できます。
消費者（加入者）の契約上の熱負荷の修正を刺激するための可能なメカニズム
加入者の契約上の負荷を確認し、熱消費の需要の真の価値を理解することは、既存および計画中の生産能力を最適化するための重要な機会の1つであり、将来的には次のことにつながります：
ü最終消費者の熱エネルギーの料金の伸び率を下げる。
ü既存の消費者の未使用の熱負荷を移転することで接続料金を削減し、その結果、中小企業の発展に適した環境を作り出します。
PJSC「TGC-1」が加入者の契約負荷を検討するために行った作業は、エネルギーの節約とエネルギー効率の改善のための関連措置の実施を含む、契約負荷の削減に対する消費者の意欲の欠如を示しました。
加入者に熱負荷の見直しを促すメカニズムとして、以下を提案することができます。
・2部料金制の確立（熱エネルギーと容量の料金）。
・消費者による未使用容量（負荷）の支払いメカニズムの導入（予約手続きを適用する消費者のリストを拡大し、（または）「火力（負荷）を予約する」という概念そのものを変更する）。
二部料金制の導入により、熱供給システムに関連する以下の問題を解決することが可能です。
—過剰な発熱能力の廃止による熱インフラストラクチャの維持のためのコストの最適化。
—契約上および実際の接続容量を、新しい消費者を接続するための容量準備金の解放と同等にするための消費者へのインセンティブ。
—「容量」率によるTCO財務フローの均等化、年間を通じて均等に配分されるなど。
上記のメカニズムを実施するためには、熱供給の分野における現在の法律を改善する必要があることに注意する必要があります。
