Càlcul de la calefacció d’aire: principis bàsics + exemple de càlcul

La instal·lació del sistema de calefacció no és possible sense càlculs previs. La informació obtinguda ha de ser el més exacta possible, per tant, el càlcul de la calefacció de l’aire ho fan els experts mitjançant programes especialitzats, tenint en compte els matisos del disseny.

És possible calcular el sistema de calefacció d’aire (d’ara endavant - NWO) de manera independent, tenint coneixements elementals en matemàtiques i física.

En aquest article, us explicarem com calcular el nivell de pèrdua de calor a casa i el tractament tèrmic de l’aigua. Per tal que tot sigui el més clar possible, es donaran exemples específics de càlculs.

Càlcul de pèrdues de calor a casa

Per seleccionar el CBO, cal determinar la quantitat d’aire del sistema, la temperatura inicial de l’aire al conducte per a un escalfament òptim de l’habitació. Per conèixer aquesta informació, cal calcular la pèrdua de calor a casa i començar els càlculs bàsics més endavant.

Qualsevol edifici durant el clima fred perd energia tèrmica. El seu nombre màxim surt de la sala a través de les parets, del sostre, de les finestres, de les portes i d’altres elements tancats (d’ara endavant - D’acord), orientats a un costat al carrer.

Per assegurar una certa temperatura a la casa, cal calcular la potència tèrmica, capaç de compensar els costos de calor i mantenir-la a la casa. temperatura desitjada.

Hi ha una idea errònia que les pèrdues de calor són les mateixes per a cada llar. Algunes fonts afirmen que 10 kW són suficients per escalfar una casa petita de qualsevol configuració, d’altres es limiten a 7-8 kW per m². metre

Segons l’esquema de càlcul simplificat cada 10 m² a la zona explotada a les regions del nord i a les zones de banda mitjana s’ha de dotar d’1 kW de potència tèrmica. Aquesta xifra, individual per a cada edifici, es multiplica per un factor d’1,15, de manera que es crea una reserva d’energia tèrmica en cas de pèrdues inesperades.

Tot i això, aquestes estimacions són bastant aspres, a més, no tenen en compte la qualitat, les característiques dels materials emprats en la construcció de la casa, les condicions climàtiques i altres factors que afecten els costos de calor.

La quantitat de calor residual depèn de l’àrea de l’element tancant, de la conductivitat tèrmica de cadascuna de les seves capes. La major quantitat d’energia tèrmica surt de l’habitació a través de parets, sòls, terrats, finestres

Si la construcció de la casa va utilitzar la construcció moderna materials de conductivitat tèrmica que són baixes, llavors la pèrdua de calor de l’estructura serà menor, cosa que significa que la potència de calor necessitarà menys.

Si preneu equips tèrmics que generen més energia de la necessària, apareixerà un excés de calor, que normalment es compensa amb la ventilació. En aquest cas apareixen despeses financeres addicionals.

Si es selecciona un equipament de baixa potència per al CBO, es detectarà una escassetat de calor a la sala, ja que el dispositiu no podrà generar la quantitat d’energia requerida, cosa que requerirà la compra d’unitats addicionals de calefacció.

L’ús d’escuma de poliuretà, fibra de vidre i altres aïllaments moderns permet aconseguir un màxim aïllament tèrmic de l’habitació

Els costos tèrmics d’un edifici depenen de:

• l'estructura dels elements tancants (parets, sostres, etc.), el seu gruix;
• superfície calenta;
• orientació respecte dels punts cardinals;
• temperatura mínima fora de la finestra de la regió o ciutat durant 5 dies d'hivern;
• la durada de la temporada de calefacció;
• processos d’infiltració, ventilació;
• subministrament de calor domèstic;
• consum de calor per necessitats domèstiques.

És impossible calcular correctament la pèrdua de calor sense tenir en compte la infiltració i la ventilació, que afecten significativament el component quantitatiu. La infiltració és un procés natural de moviment de masses d’aire que es produeix durant el moviment de persones a una habitació, obrint finestres per a la ventilació i altres processos domèstics.

La ventilació és un sistema especialment instal·lat mitjançant el qual s’ofereix aire i l’aire pot entrar a una habitació amb una temperatura inferior.

9 vegades més calor s’expulsa per ventilació que durant la infiltració natural

La calor entra a l’habitació no només a través del sistema de calefacció, sinó també mitjançant aparells de calefacció, làmpades incandescents i persones. També és important tenir en compte el consum de calor per escalfar articles freds portats al carrer, la roba.

Abans de triar equips per a sistemes de refrigeració d'aigua, disseny del sistema de calefacció És important calcular la pèrdua de calor a casa amb una gran precisió. Això es pot fer mitjançant el programa gratuït Valtec. Per no aprofundir en les complexitats de l'aplicació, podeu utilitzar fórmules matemàtiques que proporcionin una gran precisió dels càlculs.

Per calcular la pèrdua total de calor Q de l’habitatge, cal calcular el consum de calor del sobre Q de l’edifici_org.k, consum d’energia per Q i ventilació_v, tingueu en compte les despeses de la llar Q_t. Es mesuren les pèrdues i es registren en watts.

Per calcular el consum de calor total Q utilitzeu la fórmula:

Q = Q_org.k + Q_v - Q_t

A continuació, considerem les fórmules per determinar els costos de calor:

P_org.k , Q_v, Q_t.

Determinació de pèrdues de calor dels sobres de l’edifici

A través dels elements tancants de la casa (parets, portes, finestres, sostre i terra), s’allibera la major quantitat de calor. Per determinar Q_org.k cal calcular per separat la pèrdua de calor que suporta cada element estructural.

És a dir Q_org.k calculat per la fórmula:

P_org.k = Q_pol + Q_c + Q_d'acord + Q_pt + Q_dv

Per determinar la Q de cada element de la casa, cal esbrinar la seva estructura i coeficient de conductivitat tèrmica o coeficient de resistència tèrmica, que s’indica al passaport del material.

Per calcular el consum de calor, es tenen en compte les capes que afecten l'aïllament tèrmic. Per exemple, aïllament, maçoneria, revestiment, etc.

Es produeix el càlcul de pèrdues de calor per a cada capa homogènia de l’element tancant. Per exemple, si una paret consta de dues capes diferents (aïllament i maó), el càlcul es fa per separat per aïllament i maçoneria.

Calculeu el consum de calor de la capa, tenint en compte la temperatura desitjada a l’habitació mitjançant l’expressió:

P_c = S × (t_v - t_n) × B × l / k

Les variables tenen els significats següents en una expressió:

• S - àrea de capa, m²;
• t_v - la temperatura desitjada a la casa, ° C; a les habitacions cantonades, la temperatura és superior a 2 graus;
• t_n - la temperatura mitjana dels 5 dies més freds de la regió, ° С;
• k és el coeficient de conductivitat tèrmica del material;
• B és el gruix de cada capa de l’element tancant, m;
• l– paràmetre tabular, té en compte les característiques del consum de calor per a OK ubicades a diferents parts del món.

Si es construeixen finestres o portes a la paret per al seu càlcul, aleshores quan es calcula Q de l’àrea total d’acord, cal restar l’àrea de la finestra o la porta, ja que el seu consum de calor serà diferent.

Al passaport tècnic, el coeficient de transferència de calor D a vegades s’indica a les finestres o portes, a causa dels quals és possible simplificar els càlculs

El coeficient de resistència tèrmica es calcula mitjançant la fórmula:

D = B / k

La fórmula de pèrdua de calor d’una sola capa es pot representar com:

P_c = S × (t_v - t_n) × D × l

A la pràctica, per calcular la Q del sòl, parets o sostres, els coeficients D de cada capa OK es calculen, sumen i se substitueixen a la fórmula general, cosa que simplifica el procés de càlcul.

Comptar els costos d’infiltració i ventilació

L’aire de baixa temperatura pot entrar a l’habitació des del sistema de ventilació, cosa que afecta significativament la pèrdua de calor. La fórmula general d’aquest procés és la següent:

P_v = 0,28 × L_n × pàg_v × c × (t_v - t_n)

En una expressió, els caràcters alfabètics tenen el significat:

• L_n - flux d'aire d'entrada, m³/ h;
• pàg_v - densitat d'aire a l'habitació a una temperatura determinada, kg / m³;
• t_v - temperatura a la casa, ° С;
• t_n - la temperatura mitjana dels 5 dies més freds de la regió, ° С;
• c és la capacitat de calor de l’aire, kJ / (kg * ° C).

Paràmetre L_n extret de les característiques tècniques del sistema de ventilació. En la majoria dels casos, l’aire de subministrament té un cabal específic de 3 m³/ h, en funció de la qual L_n calculat per la fórmula:

L_n = 3 × S_pol

A la fórmula S_pol - superfície, m².

Densitat d'aire interiorpàg_v definit per l’expressió:

pàg_v = 353/273 + t_v

Aquí no t_v - la temperatura fixada a la casa, mesurada a ° C.

La capacitat de calor c és una quantitat física constant i és igual a 1.005 kJ / (kg × ° C).

Amb ventilació natural, l’aire fred entra per finestres, portes, desplaçant la calor a través d’una xemeneia

La fórmula de ventilació no organitzada o infiltració es determina mitjançant la fórmula:

P_jo = 0,28 × ∑G_h × c × (t_v - t_n) × k_t

En l'equació:

• G_h - el cabal d’aire per cada tanca és un valor tabular, kg / h;
• k_t - coeficient d'influència del flux d'aire tèrmic, pres de la taula;
• t_v , t_n - estableix temperatures a l’interior i exterior, ° C.

Quan s’obren les portes, es produeix la pèrdua de calor més important, per tant, si l’entrada està equipada amb cortines d’aire, també s’han de tenir en compte.

La cortina tèrmica és un escalfador de ventall allargat, que forma un poderós flux dins d’una finestra o porta. Minimitza o elimina pràcticament la pèrdua de calor i l'aire del carrer, fins i tot amb la porta o la finestra oberta

Per calcular la pèrdua de calor de les portes, s’utilitza la fórmula:

P_ot.d = Q_dv × j × H

En l'expressió:

• P_dv - pèrdua de calor calculada de les portes externes;
• H - alçada de construcció, m;
• j és un coeficient tabular, segons el tipus de portes i la ubicació.

Si la casa ha organitzat ventilació o infiltració, els càlculs es fan segons la primera fórmula.

La superfície dels elements estructurals de tancament pot ser heterogènia; hi pot haver buits o filtracions a través de les quals passa l'aire. Aquestes pèrdues de calor es consideren negligibles, però també es poden determinar. Això es pot fer exclusivament mitjançant mètodes de programari, ja que és impossible calcular algunes funcions sense utilitzar aplicacions.

La fotografia més exacta de la pèrdua de calor real es dóna mitjançant una enquesta d'imatge tèrmica a casa. Aquest mètode de diagnòstic permet identificar errors de construcció ocults, buits en l’aïllament tèrmic, filtracions del sistema d’abastament d’aigua, reduint el rendiment tèrmic de l’edifici i altres defectes.

Calor de la llar

Mitjançant aparells elèctrics, el cos humà, làmpades, calor addicional entra a l’habitació, que també es té en compte a l’hora de calcular pèrdues de calor.

S’ha establert experimentalment que aquests rebuts no poden superar la marca de 10 W per 1 m². Per tant, la fórmula de càlcul pot ser de la forma:

P_t = 10 × S_pol

En l’expressió S_pol - superfície, m².

La principal metodologia per calcular el NWO

El principi principal de funcionament de qualsevol NWO és transferir energia tèrmica a l’aire mitjançant la refrigeració del refrigerant. Els seus elements principals són un generador de calor i una canonada de calor.

S'inclou aire a la sala ja escalfada a una temperatura t_rper mantenir la temperatura desitjada_v. Per tant, la quantitat d’energia acumulada hauria de ser igual a la pèrdua de calor total de l’edifici, és a dir, Q. Hi ha igualtat:

Q = E_ot × c × (t_v - t_n)

A la fórmula E - cabal d’aire escalfat kg / s per escalfar l’habitació. Des de la igualtat podem expressar E_ot:

I_ot = Q / (c × (t.)_v - t_n))

Recordem que la capacitat de calor de l’aire és c = 1005 J / (kg × K).

La fórmula determina només la quantitat d’aire subministrada, utilitzada només per escalfar-se només en sistemes de recirculació (d’ara endavant - RSVO).

En els sistemes de subministrament i recirculació, una part de l’aire s’agafa des del carrer, i per l’altra part, de l’habitació. Les dues parts es barregen i després d’escalfar-se a la temperatura requerida s’entreguen a l’habitació

Si s'utilitza CBO com a ventilació, la quantitat d'aire subministrada es calcula de la manera següent:

• Si la quantitat d’aire per a la calefacció supera la quantitat d’aire per a la ventilació o és igual a ella, es tindrà en compte la quantitat d’aire per a la calefacció i es selecciona el sistema com a flux directe (d’ara endavant - PSVO) o amb recirculació parcial (d’ara endavant - HRWS).
• Si la quantitat d’aire per escalfar és inferior a la quantitat d’aire necessària per a la ventilació, només es té en compte la quantitat d’aire necessària per a la ventilació, s’introdueix l’HVAC (de vegades - HVAC), i la temperatura de l’aire subministrat es calcula mitjançant la fórmula: t_r = t_v + Q / c × E_ventilació.

En cas de superar per t_r paràmetres admissibles, la quantitat d’aire introduït per ventilació s’hauria d’incrementar.

Si l’habitació té fonts de calor constant, es redueix la temperatura de l’aire subministrat.

Els electrodomèstics inclosos generen aproximadament l’1% de la calor a l’habitació. Si un o més dispositius funcionen contínuament, cal tenir en compte els seus càlculs la seva potència tèrmica

Per a una habitació individual, l’indicador t_r pot ser diferent. Tècnicament és possible realitzar la idea de subministrar temperatures diferents a habitacions individuals, però és molt més fàcil subministrar aire de la mateixa temperatura a totes les habitacions.

En aquest cas, la temperatura total t_r agafeu el que va resultar ser el més petit. A continuació, la quantitat d’aire subministrada es calcula mitjançant la fórmula que defineix E_ot.

A continuació, determinem la fórmula per calcular el volum d’aire entrant V_ot a la seva temperatura de calefacció t_r:

V_ot = E_ot/ pàg_r

La resposta està escrita en m³/ h

Tanmateix, l'intercanvi d'aire interior V_pàg diferirà del valor de V_ot, ja que cal determinar-la en funció de la temperatura interna t_v:

V_ot = E_ot/ pàg_v

A la fórmula per determinar V_pàg i v_ot indicadors de densitat d’aire pàg_r i pàg_v (kg / m³) es calculen tenint en compte la temperatura de l’aire escalfat t_r i temperatura ambient t_v.

Temperatura ambient indicada t_r ha de ser superior a t_v. Això reduirà la quantitat d’aire subministrat i reduirà les dimensions dels canals dels sistemes amb moviment d’aire natural o reduirà el consum d’electricitat si s’utilitza una motivació mecànica per fer circular la massa d’aire escalfat.

Tradicionalment, la temperatura màxima de l’aire que entra a l’habitació quan es subministra a una alçada superior a la marca de 3,5 m hauria de ser de 70 ° С. Si es subministra aire a una altitud inferior a 3,5 m, la seva temperatura sol equivocar-se a 45 ° C.

Per als locals residencials de 2,5 m d'alçada, el límit de temperatura admissible és de 60 ° C. Quan la temperatura és més alta, l’atmosfera perd les seves propietats i no és adequada per a la inhalació.

Si les cortines tèrmiques estan situades a les portes i obertures exteriors orientades cap a l'exterior, la temperatura de l'aire entrat és de 70 ° C, per a les cortines situades a les portes exteriors, fins a 50 ºC.

La temperatura subministrada es veu afectada pels mètodes de subministrament d'aire, la direcció del raig (verticalment, al llarg del pendent, horitzontalment, etc.). Si la gent es troba constantment a l'habitació, la temperatura de l'aire subministrat s'ha de reduir a 25 ºC.

Després de realitzar càlculs previs, és possible determinar el consum de calor necessari per escalfar l’aire.

Per calor RSVO costa Q₁ calculat per l’expressió:

P₁ = E_ot × (t_r - t_v) × c

Per al càlcul de PSVO Q₂ produït per la fórmula:

P₂ = E_ventilació × (t_r - t_v) × c

Consum de calor Q₃ per l'equació es troba mitjançant l'equació:

P₃ = [E_ot × (t_r - t_v) + E_ventilació × (t_r - t_v)] × c

En tres expressions:

• I_ot i E_ventilació - consum d’aire en kg / s per escalfar (E_ot) i ventilació (E_ventilació);
• t_n - temperatura exterior a ° C.

Les restants característiques de les variables són les mateixes.

A CHRSVO, la quantitat d'aire recirculat es determina mitjançant la fórmula:

I_rec = E_ot - E_ventilació

Variable e_ot expressa la quantitat d’aire barrejat escalfat a la temperatura t_r.

Hi ha una particularitat en PSVO amb motivació natural: la quantitat d’aire en moviment varia en funció de la temperatura exterior. Si la temperatura exterior baixa, la pressió del sistema augmenta. Això comporta un augment de l’aire que entra a la casa. Si la temperatura puja, es produeix el procés invers.

També en el sistema d’aire condicionat, a diferència dels sistemes de ventilació, l’aire es mou amb una densitat menor i canviant en comparació amb la densitat de l’aire que envolta els conductes d’aire.

A causa d'aquest fenomen, es produeixen els processos següents:

1. Procedent del generador, l’aire que passa pels conductes d’aire és sensiblement refredat durant el moviment
2. Durant el moviment natural, la quantitat d’aire que entra a l’habitació canvia durant la temporada de calefacció.

Els processos anteriors no es tenen en compte si s'utilitzen ventiladors al sistema de climatització per a la circulació d'aire, i també té una longitud i una alçada limitades.

Si el sistema té moltes branques, força llargues i l’edifici és gran i alt, cal reduir el procés de refrigeració de l’aire als conductes, per reduir la redistribució de l’aire que entra sota la influència de la pressió de circulació natural.

Per calcular la potència necessària dels sistemes de calefacció d’aire estès i ramificat, cal tenir en compte no només el procés natural de refredament de la massa d’aire durant el moviment pel conducte, sinó també l’efecte de la pressió natural de la massa d’aire en passar pel canal.

Per controlar el procés de refrigeració de l’aire, realitzeu càlcul tèrmic dels conductes. Per fer-ho, és necessari establir la temperatura inicial de l’aire i especificar el seu cabal mitjançant fórmules.

Per calcular el flux de calor Q_ohl a través de les parets del conducte, la longitud de la qual és igual a l, utilitzeu la fórmula:

P_ohl = q₁ × l

En l'expressió, q₁ denota el flux de calor que passa per les parets del conducte d'1 m de llarg. El paràmetre es calcula mitjançant l'expressió:

q₁ = k × S₁ × (t_sr - t_v) = (t_sr - t_v) / D₁

En l'equació D₁ - resistència a la transferència de calor de l’aire escalfat amb una temperatura mitjana t_sr a través de la plaça S₁ parets del conducte d’1 m de llarg en interiors a temperatura t_v.

L’equació del balanç de calor s’assembla així:

q₁l = E_ot × c × (t_nach - t_r)

A la fórmula:

• I_ot - la quantitat d’aire necessària per escalfar l’habitació, kg / h;
• c és la calor específica de l’aire, kJ / (kg ° C);
• t_nac - temperatura de l'aire al començament del conducte, ° C;
• t_r - temperatura de l’aire descarregat a l’habitació, ° С.

L’equació del balanç de calor permet establir la temperatura inicial de l’aire al conducte a una temperatura final determinada i, per contra, esbrinar la temperatura final a una temperatura inicial determinada, així com determinar el flux d’aire.

Temperatura t_nach també es pot trobar mitjançant la fórmula:

t_nach = t_v + ((Q + (1 - η) × Q_ohl)) × (t_r - t_v)

Aquí η és una part de Q_ohlentrar a l’habitació en els càlculs es pren igual a zero. Les característiques de les variables restants es van dir anteriorment.

La fórmula del flux d’aire calent refinat serà així:

Eot = (Q + (1 - η) × Q_ohl) / (c × (t.)_sr - t_v))

Tots els valors literals de l'expressió estan definits anteriorment. Passem a un exemple de càlcul de la calefacció d’aire per a una casa determinada.

Exemple de càlcul de pèrdues de calor a casa

La casa considerada es troba a la ciutat de Kostroma, on la temperatura fora de la finestra del dia més fred de cinc dies arriba a -31 graus, la temperatura del sòl - +5 ° С. Temperatura ambient desitjada - +22 ° С.

Considerem una casa amb les dimensions següents:

• amplada - 6,78 m;
• llargada - 8,04 m;
• alçada - 2,8 m.

Els valors s'utilitzaran per calcular l'àrea dels elements adjunts.

Per als càlculs, el més convenient és dibuixar un pla de la casa en paper, indicant sobre ell l'amplada, la longitud, l'alçada de l'edifici, la ubicació de les finestres i les portes, les seves dimensions

Les parets de l’edifici consten de:

• formigó airejat amb gruix B = 0,21 m, coeficient de conductivitat tèrmica k = 2,87;
• poliamida B = 0,05 m, k = 1,678;
• de maó orientat a B = 0,09 m, k = 2,26.

En determinar k, cal utilitzar la informació de les taules, o millor, la informació del passaport tècnic, ja que la composició dels materials de diferents fabricants pot diferir, per tant, tenen característiques diferents.

El formigó armat té la conductivitat tèrmica més elevada; les lloses de llana mineral són les més baixes, per tant, s’utilitzen més eficaçment en la construcció d’habitatges càlids

El sòl de la casa consta de les capes següents:

• sorra, B = 0,10 m, k = 0,58;
• pedra triturada, B = 0,10 m, k = 0,13;
• formigó, B = 0,20 m, k = 1,1;
• aïllament ecowool, B = 0,20 m, k = 0,043;
• cargol reforçat, B = 0,30 m k = 0,93.

Al pis anterior de la casa, el pis té la mateixa estructura a tota la zona, no hi ha soterrani.

El sostre consta de:

• llana mineral, B = 0,10 m, k = 0,05;
• de secà, B = 0,025 m, k = 0,21;
• escuts de pi, B = 0,05 m, k = 0,35.

El sostre no té accés a les golfes.

Només hi ha 8 finestres a la casa, totes són de doble cambra amb vidre K, argó, indicador D = 0,6. Sis finestres de 1,2 × 1,5 m de mida, una de 1,2 × 2 m de mida i una de 0,3 × 0,5 m. Les portes tenen 1 × 2,2 m de mida i el passaport D de 0,36.

Càlcul de pèrdues de calor de la paret

Calcularem individualment la pèrdua de calor per a cada paret.

Primer, busqueu la zona del mur nord:

S_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

No hi ha portes ni obertures a la paret, per la qual cosa farem servir aquest valor S.

Per calcular els costos de calor de OK, orientat a un dels punts cardinals, cal tenir en compte els coeficients de perfeccionament

A partir de la composició de la paret, trobem la seva resistència a la calor total igual a:

D_s.sten = D_gb + D_pn + D_kr

Per trobar D, utilitzem la fórmula:

D = B / k

Després, substituint els valors inicials, obtenim:

D_s.sten = 0.21/2.87 + 0.05/1.678 + 0.09/2.26 = 0.14

Per a càlculs utilitzem la fórmula:

P_c = S × (t_v - t_n) × D × l

Tenint en compte que el coeficient l per a la paret nord és 1,1, obtenim:

P_sev.st = 22.51 × (22 + 31) × 0.14 × 1.1 = 184

Al mur sud hi ha una finestra amb una àrea de:

S_bé3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Per tant, en els càlculs de la paret sud, cal restar finestres S per obtenir resultats més precisos.

S_yuj.s = 22.51 – 0.15 = 22.36

El paràmetre l per a la direcció sud és 1. Després:

P_sev.st = 22.36 × (22 + 31) × 0.14 × 1 = 166

Per als murs oriental i occidental, el coeficient de perfeccionament és l = 1,05; per tant, n'hi ha prou amb calcular la superfície de l'OK sense tenir en compte les finestres i portes de S.

S_bé1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8

S_bé2 = 1.2 × 2 = 2.4

S_d = 1 × 2.2 = 2.2

S_{zap + vost} = 2 × 6.78 × 2.8 – 2.2 – 2.4 – 10.8 = 22.56

Després:

P_{zap + vost} = 22.56 × (22 + 31) × 0.14 × 1.05 = 176

En definitiva, la Q total de les parets és igual a la suma de Q de totes les parets, és a dir:

P_pudor = 184 + 166 + 176 = 526

La calor surt per les parets en una quantitat de 526 watts.

Pèrdua de calor a través de finestres i portes

El pla de la casa mostra que les portes i les 7 finestres donen a l’est i a l’oest, per tant, el paràmetre l = 1.05. L'àrea total de 7 finestres, tenint en compte els càlculs anteriors, és igual a:

S_d'acord = 10.8 + 2.4 = 13.2

Per a ells, Q, tenint en compte que D = 0,6, es calcularà de la manera següent:

P_bé4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

Calculem Q de la finestra sud (l = 1).

P_bé5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

Per a portes, D = 0,36 i S = 2,2, l = 1,05, llavors:

P_dv = 2.2 × (22 + 31) × 0.36 × 1.05 = 43

Resumim la pèrdua de calor resultant i obtenim:

P_{bé + dv} = 630 + 43 + 5 = 678

A continuació, definim Q per al sostre i el sòl.

Càlcul de pèrdues de calor del sostre i del sòl

Per sostre i pis l = 1. Calcula la seva àrea.

S_pol = S_pot = 6.78 × 8.04 = 54.51

Tenint en compte la composició del sòl, definim el total de D.

D_pol = 0.10/0.58 + 0.10/0.13 + 0.2/1.1 + 0.2/0.043 + 0.3/0.93 =61

A continuació, la pèrdua de calor del sòl, tenint en compte que la temperatura de la terra és de +5, és igual a:

P_pol = 54.51 × (21 – 5) × 6.1 × 1 = 5320

Calculeu el sostre D total:

D_pot = 0.10/0.05 + 0.025/0.21 + 0.05/0.35 = 2.26

Aleshores, el Q del sostre serà igual a:

P_pot = 54.51 × (22 + 31) × 2.26 = 6530

La pèrdua de calor total mitjançant OK serà igual a:

P_ogr.k = 526 + 678 +6530 + 5320 = 13054

Total, la pèrdua de calor de la casa serà igual a 13054 W o gairebé 13 kW.

Càlcul de pèrdues de calor de la ventilació

L’habitació funciona amb ventilació amb un intercanvi d’aire específic de 3 m³/ h, l’entrada està equipada amb una marquesina tèrmica, així que per als càlculs n’hi ha prou amb utilitzar la fórmula:

P_v = 0,28 × L_n × pàg_v × c × (t_v - t_n)

Calculem la densitat d’aire a l’habitació a una temperatura determinada de +22 graus:

pàg_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Paràmetre L_n igual al producte del consum específic per la superfície del sòl, és a dir:

L_n = 3 × 54.51 = 163.53

La capacitat de calor de l’aire c és de 1.005 kJ / (kg × ° C).

Tenint en compte tota la informació, trobem la Q de ventilació:

P_v = 0.28 × 163.53 × 1.2 × 1.005 × (22 + 31) = 3000

El cost total de calor per a la ventilació serà de 3000 watts o 3 kW.

Calor domèstica

Els ingressos de les llars es calculen segons la fórmula.

P_t = 10 × S_pol

És a dir, substituint els valors coneguts, obtenim:

P_t = 54.51 × 10 = 545

En resum, podem veure que la pèrdua total de calor Q a casa serà igual a:

P = 13054 + 3000 - 545 = 15509

Prenem Q = 16000 W o 16 kW com a valor operatiu.

Exemples de càlculs per al CBO

Deixeu que la temperatura de l’aire subministrat (t_r) - 55 ° С, la temperatura ambient desitjada (t_v) - 22 ° C, pèrdua de calor a casa (Q) - 16.000 watts.

Determinació de la quantitat d’aire per RSVO

Determinar la massa de l’aire subministrat a la temperatura t_r s’utilitza la fórmula:

I_ot = Q / (c × (t.)_r - t_v)) 

Substituint els valors dels paràmetres de la fórmula, obtenim:

I_ot = 16000/(1.005 × (55 – 22)) = 483

La quantitat volumètrica d’aire subministrada es calcula mitjançant la fórmula:

V_ot = E_ot / pàg_r

on:

pàg_r = 353 / (273 + t_r)

Primer, calculem la densitat p:

pàg_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Després:

V_ot = 483/1.07 = 451.

L’intercanvi d’aire a l’habitació es determina mitjançant la fórmula:

Vp = I_ot / pàg_v

Determineu la densitat d’aire a l’habitació:

pàg_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Substituint els valors de la fórmula, obtenim:

V_pàg = 483/1.19 = 405

Així, l’intercanvi d’aire a l’habitació és de 405 m³ per hora i el volum d'aire subministrat hauria de ser igual a 451 m³ en una hora

Càlcul de la quantitat d’aire per HWAC

Per calcular la quantitat d’aire per a HWRS, agafem la informació obtinguda de l’exemple anterior, així com t_r = 55 ° C, t_v = 22 ° C; Q = 16000 watts. La quantitat d’aire necessària per a la ventilació, E_ventilació= 110 m³/ h Temperatura exterior estimada t_n= -31 ° C

Per al càlcul de l’HFRS, utilitzem la fórmula:

P₃ = [E_ot × (t_r - t_v) + E_ventilació × pàg_v × (t_r - t_v)] × c

Substituint els valors, obtenim:

P₃ = [483 × (55 – 22) + 110 × 1.19 × (55 – 31)] × 1.005 = 27000

El volum d’aire recirculat serà de 405-110 = 296 m³ inclòs el consum addicional de calor és igual a 27000-16000 = 11000 watts.

Determinació de la temperatura inicial de l’aire

La resistència del conducte mecànic és D = 0,27 i es pren de les seves característiques tècniques. La longitud del conducte fora de l’habitació climatitzada és de l = 15 m. Es determina que Q = 16 kW, la temperatura de l’aire interior és de 22 graus i la temperatura necessària per escalfar l’habitació és de 55 graus.

Definiu E_ot segons les fórmules anteriors. Obtenim:

I_ot = 10 × 3.6 × 1000/ (1.005 × (55 – 22)) = 1085

Flux de calor q₁ serà:

q₁ = (55 – 22)/0.27 = 122

La temperatura inicial amb una desviació de η = 0 serà:

t_nach = 22 + (16 × 1000 + 137 × 15) × (55 – 22)/ 1000 × 16 = 60

Especifiqueu la temperatura mitjana:

t_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Després:

P_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Tenint en compte la informació que trobem:

t_nach = 22 + (16 × 1000 + 1972) × (55 – 22)/(1000 × 16) = 59

D’això se’n deriva que quan es mou l’aire es perden 4 graus de calor. Per reduir la pèrdua de calor és necessari aïllar les canonades. També us recomanem que us familiaritzeu amb el nostre altre article, que descriu amb detall el procés d’arranjament. sistemes de calefacció per aire.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Un vídeo informatiu sobre els càlculs de CB mitjançant el programa Ecxel:

Confiar en els càlculs del NWO és necessari per als professionals, perquè només els especialistes tenen experiència, coneixements rellevants, tindran en compte tots els matisos en els càlculs.

Teniu preguntes, trobeu inexactituds als càlculs anteriors o voleu complementar el material amb informació valuosa? Deixeu els vostres comentaris al bloc següent.