Výpočet ohřevu vzduchu: základní principy + příklad výpočtu

Instalace topného systému není možná bez předběžných výpočtů. Získané informace by měly být co nejpřesnější, proto je výpočet ohřevu vzduchu prováděn odborníky za použití specializovaných programů, s přihlédnutím k nuancím návrhu.

Je možné vypočítat systém vytápění vzduchu (dále jen NWO) samostatně, který má základní znalosti z matematiky a fyziky.

V tomto článku vám řekneme, jak vypočítat úroveň tepelných ztrát v domácnosti a tepelné zpracování vody. Aby bylo vše co nejjasnější, budou uvedeny konkrétní příklady výpočtů.

Výpočet tepelných ztrát doma

Pro výběr CBO je nutné určit množství vzduchu pro systém, počáteční teplotu vzduchu v potrubí pro optimální vytápění místnosti. Chcete-li zjistit tyto informace, musíte vypočítat tepelné ztráty doma a začít základní výpočty později.

Jakákoli budova během chladného počasí ztrácí tepelnou energii. Jeho maximální počet opouští místnost stěnami, střechou, okny, dveřmi a dalšími uzavíracími prvky (dále jen OK), obrácenými proti jedné straně na ulici.

Pro zajištění určité teploty v domě musíte vypočítat tepelný výkon, který je schopen kompenzovat náklady na teplo a udržovat v domě požadovaná teplota.

Existuje mylná představa, že tepelné ztráty jsou pro každý domov stejné. Některé zdroje tvrdí, že 10 kW je dostatečné pro vytápění malého domu jakékoli konfigurace, jiné jsou omezeny na 7-8 kW na sq. metr

Podle zjednodušeného výpočtového schématu každých 10 m² využívaná oblast v severních a středních pásmech by měla být vybavena dodávkou tepelné energie 1 kW. Toto číslo, individuální pro každou budovu, se vynásobí faktorem 1,15, čímž se vytvoří rezerva tepelné energie v případě neočekávaných ztrát.

Tyto odhady jsou však spíše hrubé, navíc nezohledňují kvalitu, vlastnosti materiálů použitých při stavbě domu, klimatické podmínky a další faktory ovlivňující náklady na teplo.

Množství odpadního tepla závisí na ploše uzavíracího prvku, tepelné vodivosti každé z jeho vrstev. Největší množství tepelné energie opouští místnost stěnami, podlahou, střechou, okny

Pokud se stavba domu používá moderní konstrukce materiály tepelné vodivosti které jsou nízké, pak bude tepelná ztráta struktury menší, což znamená, že tepelná energie bude potřebovat méně.

Pokud vezmete tepelné zařízení, které produkuje více energie, než je nutné, objeví se přebytečné teplo, které je obvykle kompenzováno větráním. V tomto případě se objeví další finanční výdaje.

Pokud je pro CBO vybráno nízkoenergetické zařízení, bude v místnosti pociťován nedostatek tepla, protože zařízení nebude schopno generovat požadované množství energie, což bude vyžadovat nákup dalších topných jednotek.

Použití polyuretanové pěny, laminátu a další moderní izolace vám umožní dosáhnout maximální tepelné izolace místnosti

Tepelné náklady budovy závisí na:

• struktura obklopujících prvků (stěny, stropy atd.), jejich tloušťka;
• vyhřívaná povrchová plocha;
• orientace vzhledem k světovým stranám;
• minimální teplota mimo okno v regionu nebo městě během 5 zimních dnů;
• délka topné sezóny;
• procesy infiltrace, ventilace;
• domácí dodávka tepla;
• spotřeba tepla pro domácí potřeby.

Je nemožné správně spočítat tepelné ztráty bez zohlednění infiltrace a ventilace, které významně ovlivňují kvantitativní složku. Infiltrace je přirozený proces pohybujících se vzduchových hmot, ke kterému dochází během pohybu lidí v místnosti, otevírání oken pro větrání a dalších domácích procesů.

Větrání je speciálně nainstalovaný systém, kterým je dodáván vzduch, a vzduch může vstoupit do místnosti s nižší teplotou.

Ventilací je odváděno 9krát více tepla než při přirozené infiltraci

Teplo vstupuje do místnosti nejen prostřednictvím topného systému, ale také prostřednictvím topných zařízení, žárovek a lidí. Je také důležité vzít v úvahu spotřebu tepla pro vytápění chladných předmětů přivezených z ulice, oblečení.

Před výběrem zařízení pro vodní chladicí systémy návrh topného systému Je důležité vypočítat tepelné ztráty doma s vysokou přesností. To lze provést pomocí bezplatného programu Valtec. Aby nedošlo k ponoření do složitosti aplikace, můžete použít matematické vzorce, které dávají vysokou přesnost výpočtů.

Pro výpočet celkové tepelné ztráty Q domu je nutné vypočítat spotřebu tepla obvodového pláště Q_org.k, spotřeba energie pro větrání a infiltraci Q_v, vezměte v úvahu výdaje domácností Q_t. Ztráty se měří a zaznamenávají ve wattech.

Pro výpočet celkové spotřeby tepla Q použijte vzorec:

Q = Q_org.k + Q_v - Q_t

Dále uvažujeme vzorce pro stanovení nákladů na teplo:

Q_org.k , Q_v, Q_t.

Stanovení tepelných ztrát obvodových plášťů budov

Uzavíracími prvky domu (stěny, dveře, okna, strop a podlaha) se uvolňuje největší množství tepla. Určení Q_org.k je nutné samostatně vypočítat tepelné ztráty, které každý konstrukční prvek nese.

To je Q_org.k vypočteno podle vzorce:

Q_org.k = Q_pol + Q_st + Q_okn + Q_pt + Q_dv

Ke stanovení Q každého prvku domu je nutné zjistit jeho strukturu a koeficient tepelné vodivosti nebo koeficient tepelného odporu, který je uveden v pasu materiálu.

Pro výpočet spotřeby tepla se berou v úvahu vrstvy ovlivňující tepelnou izolaci. Například izolace, zdivo, opláštění atd.

Výpočet tepelné ztráty se provádí pro každou homogenní vrstvu uzavíracího prvku. Pokud například zeď sestává ze dvou rozdílných vrstev (izolace a zdivo), pak se výpočet provádí samostatně pro izolaci a zdivo.

Vypočítejte spotřebu tepla vrstvy, přičemž vezměte v úvahu požadovanou teplotu v místnosti pomocí výrazu:

Q_st = S × (t_v - t_n) × B × l / k

Proměnné mají ve výrazu následující význam:

• S - plocha vrstvy, m²;
• t_v - požadovaná teplota v domě, ° C; pro rohové místnosti je teplota vyšší o 2 stupně;
• t_n - průměrná teplota nejchladnějších 5 dnů v regionu, ° С;
• k je koeficient tepelné vodivosti materiálu;
• B je tloušťka každé vrstvy uzavíracího prvku, m;
• l - tabulkový parametr, bere v úvahu vlastnosti spotřeby tepla pro OK umístěné v různých částech světa.

Jsou-li okna nebo dveře zabudovány do zdi pro výpočet, pak při výpočtu Q z celkové plochy OK je nutné odečíst plochu okna nebo dveří, protože jejich spotřeba tepla bude odlišná.

V technickém pasu je koeficient přenosu tepla D někdy označen na oknech nebo dveřích, díky čemuž je možné výpočty zjednodušit.

Koeficient tepelného odporu se vypočítá podle vzorce:

D = B / k

Vzorec tepelné ztráty pro jednu vrstvu lze znázornit jako:

Q_st = S × (t_v - t_n) × D × l

V praxi se pro výpočet Q podlahy, stěn nebo stropů vypočítávají koeficienty D každé vrstvy OK samostatně, sčítají a nahrazují do obecného vzorce, což zjednodušuje proces výpočtu.

Zúčtování infiltračních a ventilačních nákladů

Vzduch o nízké teplotě může vstoupit do místnosti z ventilačního systému, což výrazně ovlivňuje tepelné ztráty. Obecný vzorec pro tento proces je následující:

Q_v = 0,28 × 1_n × str_v × c × (t_v - t_n)

Ve výrazu mají abecední znaky význam:

• L_n - průtok nasávaného vzduchu, m³/ h;
• str_v - hustota vzduchu v místnosti při dané teplotě, kg / m³;
• t_v - teplota v domě, ° С;
• t_n - průměrná teplota nejchladnějších 5 dnů v regionu, ° С;
• c je tepelná kapacita vzduchu, kJ / (kg * ° C).

Parametr L_n převzato z technických charakteristik ventilačního systému. Ve většině případů má přiváděný vzduch specifický průtok 3 m³/ h, na základě které L_n vypočteno podle vzorce:

L_n = 3 × S_pol

Ve vzorci S_pol - podlahová plocha, m².

Hustota vnitřního vzduchustr_v definovaný výrazem:

str_v = 353/273 + t_v

Zde t_v - nastavená teplota v domě měřená ve ° C

Tepelná kapacita c je konstantní fyzikální veličina a rovná se 1,005 kJ / (kg × ° C).

Při přirozené ventilaci vstupuje studený vzduch okny, dveřmi a vytlačuje teplo komínem

Neorganizovaná ventilace nebo infiltrace je určena vzorcem:

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

V rovnici:

• G_h - průtok vzduchu každým plotem je tabulková hodnota, kg / h;
• k_t - koeficient vlivu tepelného proudu vzduchu, převzatý z tabulky;
• t_v , t_n - nastavené teploty uvnitř a venku, ° C

Když jsou dveře otevřeny, dochází k nejvýznamnějším tepelným ztrátám, a proto je-li vstup vybaven vzduchovými clonami, měly by být také brány v úvahu.

Tepelná clona je podlouhlý ohřívač ventilátoru, který vytváří silný tok uvnitř okna nebo dveří. Minimalizuje nebo prakticky eliminuje tepelné ztráty a vzduch z ulice, a to i při otevřených dveřích nebo oknech

Pro výpočet tepelné ztráty dveří se používá vzorec:

Q_ot.d = Q_dv × j × H

Ve výrazu:

• Q_dv - vypočtené tepelné ztráty vnějších dveří;
• H - stavební výška, m;
• j je tabulkový koeficient v závislosti na typu dveří a jejich umístění.

Pokud má dům organizovanou ventilaci nebo infiltraci, výpočty se provádějí podle prvního vzorce.

Povrch obklopujících konstrukčních prvků může být heterogenní - mohou na něm být mezery nebo netěsnosti, skrz které prochází vzduch. Tyto tepelné ztráty jsou považovány za zanedbatelné, ale lze je také určit. To lze provést výhradně softwarovými metodami, protože je nemožné vypočítat některé funkce bez použití aplikací.

Nejpřesnější obraz reálných tepelných ztrát je dán tepelným zobrazovacím průzkumem doma. Tato diagnostická metoda umožňuje identifikovat skryté konstrukční chyby, mezery v tepelné izolaci, úniky ve vodovodním systému, snižující tepelný výkon budovy a další závady.

Teplo pro domácnost

Prostřednictvím elektrických spotřebičů, lidského těla, lamp, přichází do místnosti další teplo, což se také bere v úvahu při výpočtu tepelných ztrát.

Experimentálně bylo zjištěno, že takové příjmy nemohou překročit značku 10 W na 1 m². Výpočtový vzorec proto může mít podobu:

Q_t = 10 × S_pol

Ve výrazu S_pol - podlahová plocha, m².

Hlavní metodika výpočtu NWO

Hlavním principem činnosti jakéhokoli NWO je přenos tepelné energie vzduchem chlazením chladicí kapaliny. Jeho hlavními prvky jsou tepelný generátor a tepelné potrubí.

Vzduch je přiváděn do místnosti již zahřáté na teplotu t_rpro udržení požadované teploty t_v. Proto by se množství nashromážděné energie mělo rovnat celkové tepelné ztrátě budovy, tj. Q. Existuje rovnost:

Q = E_ot × c × (t_v - t_n)

Ve vzorci E - průtok ohřátého vzduchu kg / s pro vytápění místnosti. Z rovnosti můžeme vyjádřit E_ot:

E_ot = Q / (c × (t_v - t_n))

Připomeňme, že tepelná kapacita vzduchu je c = 1005 J / (kg × K).

Vzorec určuje pouze množství přiváděného vzduchu, které se používá pouze pro vytápění pouze v recirkulačních systémech (dále jen RSVO).

V přívodních a recirkulačních systémech je část vzduchu odebírána z ulice, do druhé části - z místnosti. Obě části jsou smíchány a po zahřátí na požadovanou teplotu jsou dodávány do místnosti

Pokud se jako ventilace používá CBO, vypočte se množství přiváděného vzduchu takto:

• Pokud množství vzduchu pro vytápění přesahuje množství vzduchu pro ventilaci nebo je s ním stejné, pak se vezme v úvahu množství vzduchu pro vytápění a systém se vybere jako přímý tok (dále jen PSVO) nebo s částečnou recirkulací (dále jen HRWS).
• Pokud je množství vzduchu pro topení menší než množství vzduchu potřebné pro ventilaci, pak se vezme v úvahu pouze množství vzduchu potřebné pro ventilaci, zavede se HVAC (někdy - HVAC) a teplota přiváděného vzduchu se vypočte podle vzorce: t_r = t_v + Q / c × E_ventilace.

V případě překročení o t_r přípustné parametry by se mělo zvýšit množství vzduchu přiváděného ventilací.

Pokud má místnost zdroje stálého tepla, sníží se teplota přiváděného vzduchu.

Zahrnuté elektrické spotřebiče generují asi 1% tepla v místnosti. Pokud bude jedno nebo více zařízení pracovat nepřetržitě, musí být při výpočtech zohledněna jejich tepelná energie

U jednolůžkový pokoj, indikátor t_r se mohou lišit. Technicky je možné realizovat myšlenku přivádění různých teplot do jednotlivých místností, ale je mnohem snazší přivádět vzduch stejné teploty do všech místností.

V tomto případě je celková teplota t_r vezměte ten, který se ukázal být nejmenší. Potom se množství přiváděného vzduchu vypočítá podle vzorce definujícího E_ot.

Dále určíme vzorec pro výpočet objemu přiváděného vzduchu V_ot při jeho topné teplotě t_r:

V_ot = E_ot/ s_r

Odpověď je zapsána v m³/ h

Vnitřní výměna vzduchu V_str se bude lišit od hodnoty V_ot, protože je nutné jej stanovit na základě vnitřní teploty t_v:

V_ot = E_ot/ s_v

Ve vzorci pro stanovení V_str a v_ot indikátory hustoty vzduchu_r a str_v (kg / m³) se počítají s ohledem na teplotu ohřátého vzduchu t_r a pokojová teplota t_v.

Indikovaná teplota místnosti t_r musí být vyšší než t_v. Tím se sníží množství přiváděného vzduchu a sníží se rozměry kanálů systémů s přirozeným pohybem vzduchu nebo sníží spotřeba elektřiny, pokud se k oběhu zahřáté hmoty vzduchu použije mechanická motivace.

Obvykle by maximální teplota vzduchu vstupujícího do místnosti, když je přiváděna ve výšce přesahující značku 3,5 m, měla být 70 ° С. Pokud je vzduch dodáván v nadmořské výšce menší než 3,5 m, je jeho teplota obvykle rovna 45 ° C.

Pro obytné prostory vysoké 2,5 m je přípustný teplotní limit 60 ° C. Když je teplota nastavena na vyšší hodnotu, atmosféra ztrácí své vlastnosti a není vhodná pro inhalaci.

Jsou-li vzduchové tepelné clony umístěny na vnějších branách a otvorech směřujících ven, pak je teplota přiváděného vzduchu povolena pro 70 ° C pro závěsy umístěné ve vnějších dveřích až do 50 ° C.

Dodávaná teplota je ovlivněna metodami přívodu vzduchu, směrem paprsku (svisle, podél svahu, vodorovně atd.). Pokud jsou lidé neustále v místnosti, měla by se teplota přiváděného vzduchu snížit na 25 ° C.

Po provedení předběžných výpočtů je možné určit potřebnou spotřebu tepla pro ohřev vzduchu.

Pro náklady na teplo RSVO Q₁ vypočteno podle výrazu:

Q₁ = E_ot × (t_r - t_v) × c

Pro výpočet PSVO Q₂ vyrobeno podle vzorce:

Q₂ = E_ventilace × (t_r - t_v) × c

Spotřeba tepla Q₃ pro HRW se nachází podle rovnice:

Q₃ = [E_ot × (t_r - t_v) + E_ventilace × (t_r - t_v)] × c

Ve všech třech výrazech:

• E_ot a E_ventilace - spotřeba vzduchu v kg / s pro vytápění (E_ot) a větrání (E_ventilace);
• t_n - venkovní teplota ve ° C

Zbývající charakteristiky proměnných jsou stejné.

V CHRSVO je množství recirkulovaného vzduchu určeno vzorcem:

E_rec = E_ot - E_ventilace

Proměnná e_ot vyjadřuje množství směsného vzduchu zahřátého na teplotu t_r.

V PSVO je zvláštnost s přirozenou motivací - množství pohybujícího se vzduchu se mění v závislosti na venkovní teplotě. Pokud venkovní teplota klesne, systémový tlak stoupá. To vede ke zvýšení vzduchu vstupujícího do domu. Pokud teplota stoupne, dojde k opačnému procesu.

Také v klimatizačním systému se na rozdíl od ventilačních systémů vzduch pohybuje s nižší a měnící se hustotou ve srovnání s hustotou vzduchu obklopujícího vzduchové kanály.

Kvůli tomuto jevu dochází k následujícím procesům:

1. Pocházející z generátoru je vzduch procházející vzduchovými kanály znatelně ochlazován během pohybu
2. Během přirozeného pohybu se během topného období mění množství vzduchu vstupujícího do místnosti.

Výše uvedené procesy se neberou v úvahu, pokud se v klimatizačním systému používají ventilátory pro cirkulaci vzduchu a má také omezenou délku a výšku.

Pokud má systém mnoho větví, poměrně dlouhá a budova je velká a vysoká, je nutné snížit proces chlazení vzduchu v potrubích, aby se snížilo přerozdělení vzduchu vstupujícího pod vlivem přirozeného cirkulačního tlaku.

Při výpočtu požadovaného výkonu topných systémů s rozšířeným a rozvětveným vzduchem je nutné vzít v úvahu nejen přirozený proces chlazení vzduchové hmoty během pohybu potrubím, ale také vliv přirozeného tlaku vzduchové hmoty při průchodu kanálem.

Pro řízení procesu chlazení vzduchu proveďte tepelný výpočet potrubí. K tomu je nutné stanovit počáteční teplotu vzduchu a specifikovat jeho průtok pomocí vzorců.

Pro výpočet tepelného toku Q_ohl skrz stěny potrubí, jejichž délka je rovna l, použijte vzorec:

Q_ohl = q₁ × l

Ve výrazu q₁ označuje tepelný tok procházející stěnami potrubí dlouhý 1 m. Parametr se vypočítá podle vzorce:

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

V rovnici D₁ - odpor přenosu tepla z ohřátého vzduchu s průměrnou teplotou t_sr přes čtverec S₁ stěny kanálu 1 m dlouhé uvnitř při teplotě t_v.

Rovnice tepelné rovnováhy vypadá takto:

q₁l = E_ot × c × (t_nach - t_r)

Ve vzorci:

• E_ot - množství vzduchu potřebného pro vytápění místnosti, kg / h;
• c je měrné teplo vzduchu, kJ / (kg ° C);
• t_nac - teplota vzduchu na začátku potrubí, ° C;
• t_r - teplota vzduchu vypouštěného do místnosti, ° С.

Rovnice tepelné rovnováhy umožňuje nastavit počáteční teplotu vzduchu v potrubí při dané konečné teplotě a naopak zjistit konečnou teplotu při dané počáteční teplotě a také určit průtok vzduchu.

Teplota t_nach lze také najít podle vzorce:

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

Zde η je součástí Q_ohlvstup do místnosti ve výpočtech je roven nule. Charakteristiky zbývajících proměnných byly uvedeny výše.

Čistý vzorec proudění horkého vzduchu bude vypadat takto:

Eot = (Q + (1 - η) × Q_ohl) / (c × (t_sr - t_v))

Všechny doslovné hodnoty ve výrazu jsou definovány výše. Pojďme k příkladu výpočtu ohřevu vzduchu pro konkrétní dům.

Příklad výpočtu tepelné ztráty doma

Zvažovaný dům se nachází ve městě Kostroma, kde teplota mimo okno v nejchladnějším pětidenním dni dosáhne -31 stupňů, teplota půdy - +5 ° С. Požadovaná pokojová teplota - +22 ° С.

Budeme uvažovat o domě s následujícími rozměry:

• šířka - 6,78 m;
• délka - 8,04 m;
• výška - 2,8 m.

Hodnoty budou použity pro výpočet plochy uzavíracích prvků.

Pro výpočty je nejvhodnější nakreslit půdorys domu na papíře s uvedením šířky, délky, výšky budovy, umístění oken a dveří, jejich rozměrů

Stěny budovy se skládají z:

• pórobeton o tloušťce B = 0,21 m, koeficient tepelné vodivosti k = 2,87;
• polyfoam B = 0,05 m, k = 1,678;
• lícová cihla B = 0,09 m, k = 2,26.

Při určování k je třeba použít informace z tabulek, nebo lépe informace z technického pasu, protože složení materiálů od různých výrobců se může lišit, proto mají odlišné vlastnosti.

Vyztužený beton má nejvyšší tepelnou vodivost, desky z minerální vlny mají nejnižší, proto se nejúčinněji používají při stavbě teplých domů

Podlaží domu se skládá z následujících vrstev:

• písek, B = 0,10 m, k = 0,58;
• drcený kámen, B = 0,10 m, k = 0,13;
• beton, B = 0,20 m, k = 1,1;
• izolace ecowool, B = 0,20 m, k = 0,043;
• vyztužený potěr, B = 0,30 m k = 0,93.

Ve výše uvedeném plánu domu má podlaha v celé ploše stejnou strukturu, není zde žádný suterén.

Strop se skládá z:

• minerální vlna, B = 0,10 m, k = 0,05;
• sádrokarton, B = 0,025 m, k = 0,21;
• štíty borovic, B = 0,05 m, k = 0,35.

Strop nemá přístup do podkroví.

V domě je pouze 8 oken, všechna jsou dvoukomorová s K-sklem, argonem, indikátor D = 0,6. Šest oken má velikost 1,2 × 1,5 m, jedno má velikost 1,2 × 2 ma jedno má velikost 0,3 x 0,5 m. Dveře mají velikost 1 × 2,2 ma cestovní pas D je 0,36.

Výpočet tepelné ztráty stěny

Vypočítáme tepelné ztráty pro každou zeď zvlášť.

Nejprve vyhledejte oblast severní zdi:

S_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

Na zdi nejsou žádné dveřní a okenní otvory, takže tuto hodnotu použijeme S.

Pro výpočet nákladů na teplo OK, orientovaných na jeden z hlavních bodů, je nutné vzít v úvahu koeficienty upřesnění

Na základě složení stěny zjistíme, že její celkový tepelný odpor se rovná:

D_s.sten = D_gb + D_pn + D_kr

K nalezení D použijeme vzorec:

D = B / k

Poté, nahrazením počátečních hodnot, získáme:

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

Pro výpočty používáme vzorec:

Q_st = S × (t_v - t_n) × D × l

Vzhledem k tomu, že koeficient l pro severní zeď je 1,1, dostaneme:

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

V jižní stěně je jedno okno o rozloze:

S_ok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Proto je při výpočtech z jižní stěny S nutné odečíst okna S, aby bylo dosaženo co nejpřesnějších výsledků.

S_yuj.s = 22.51 – 0.15 = 22.36

Parametr l pro jižní směr je 1. Pak:

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

U východních a západních zdí je koeficient zušlechťování l = 1,05, proto postačí vypočítat povrchovou plochu OK bez zohlednění S oken a dveří.

S_ok1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8

S_ok2 = 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

Pak:

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

Nakonec se celkové Q stěn rovná součtu Q všech stěn, to znamená:

Q_Sten = 184 + 166 + 176 = 526

Celkově teplo odchází stěnami v množství 526 wattů.

Tepelné ztráty okny a dveřmi

Půdorys domu ukazuje, že dveře a 7 oken směřují na východ a západ, parametr l = 1,05. Celková plocha 7 oken se při zohlednění výše uvedených výpočtů rovná:

S_okn = 10.8 + 2.4 = 13.2

Pro ně se Q, s přihlédnutím k tomu, že D = 0,6, vypočte takto:

Q_ok4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

Vypočítáme Q jižního okna (l = 1).

Q_ok5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

U dveří D = 0,36 a S = 2,2, l = 1,05, pak:

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

Shrneme výsledné tepelné ztráty a získáme:

Q_{ok + dv} = 630 + 43 + 5 = 678

Dále definujeme Q pro strop a podlahu.

Výpočet tepelných ztrát stropu a podlahy

Pro strop a podlahu l = 1. Vypočítat jejich plochu.

S_pol = S_hrnec = 6.78 × 8.04 = 54.51

Vzhledem ke složení podlahy definujeme celkový počet D.

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

Tepelná ztráta podlahy se s ohledem na skutečnost, že teplota Země je +5, rovná:

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

Vypočítejte celkový strop D:

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

Potom se Q stropu rovná:

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

Celková tepelná ztráta prostřednictvím OK bude rovná:

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

Celková tepelná ztráta domu se rovná 13054 W nebo téměř 13 kW.

Výpočet tepelných ztrát větrání

Místnost provozuje větrání se specifickou výměnou vzduchu 3 m³/ h, vchod je vybaven vzduchotepelnou střechou, takže pro výpočty stačí použít vzorec:

Q_v = 0,28 × 1_n × str_v × c × (t_v - t_n)

Vypočítáme hustotu vzduchu v místnosti při dané teplotě +22 stupňů:

str_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Parametr L_n rovná produktu specifické spotřeby podlahovou plochou, tj.:

L_n = 3 × 54.51 = 163.53

Tepelná kapacita vzduchu c je 1,005 kJ / (kg × ° C).

Na základě všech informací najdeme větrání Q:

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

Celkové náklady na teplo na větrání budou 3 000 W nebo 3 kW.

Domácí teplo

Příjem domácnosti se vypočítá podle vzorce.

Q_t = 10 × S_pol

To znamená, že nahrazením známých hodnot získáme:

Q_t = 54.51 × 10 = 545

Souhrnně můžeme vidět, že celková tepelná ztráta Q doma bude rovná:

Q = 13054 + 3000 - 545 = 15509

Jako provozní hodnotu bereme Q = 16000 W nebo 16 kW.

Příklady výpočtů pro CBO

Nechte teplotu přiváděného vzduchu (t_r) - 55 ° С, požadovaná pokojová teplota (t_v) - 22 ° C, tepelné ztráty doma (Q) - 16 000 wattů.

Stanovení množství vzduchu pro RSVO

Pro stanovení hmotnosti přiváděného vzduchu při teplotě t_r používá se vzorec:

E_ot = Q / (c × (t_r - t_v)) 

Nahrazením hodnot parametrů ve vzorci získáme:

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

Objemové množství přiváděného vzduchu se vypočítá podle vzorce:

V_ot = E_ot / s_r

kde:

str_r = 353 / (273 + t_r)

Nejprve vypočítáme hustotu p:

str_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Pak:

V_ot = 483/1.07 = 451.

Výměna vzduchu v místnosti je dána vzorcem:

Vp = E_ot / s_v

Určete hustotu vzduchu v místnosti:

str_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Nahrazením hodnot ve vzorci dostaneme:

V_str = 483/1.19 = 405

Výměna vzduchu v místnosti je tedy 405 m³ za hodinu a objem přiváděného vzduchu by měl být roven 451 m³ za hodinu.

Výpočet množství vzduchu pro HWAC

Pro výpočet množství vzduchu pro HWRS bereme informace získané z předchozího příkladu, stejně jako t_r = 55 ° C, t_v = 22 ° C; Q = 16000 wattů. Množství vzduchu potřebného pro ventilaci, E_ventilace= 110 m³/ h Odhadovaná venkovní teplota t_n= -31 ° C

Pro výpočet HFRS používáme vzorec:

Q₃ = [E_ot × (t_r - t_v) + E_ventilace × str_v × (t_r - t_v)] × c

Nahrazením hodnot dostaneme:

Q₃ = [483 × (55 – 22) + 110 × 1.19 × (55 – 31)] × 1.005 = 27000

Objem recirkulovaného vzduchu bude 405 - 110 = 296 m³ včetně dodatečné spotřeby tepla se rovná 27000-16000 = 11000 wattů.

Stanovení počáteční teploty vzduchu

Odpor mechanického potrubí je D = 0,27 a vychází z jeho technických charakteristik. Délka potrubí mimo vytápěnou místnost je l = 15 m. Stanovuje se, že Q = 16 kW, vnitřní teplota vzduchu je 22 stupňů a požadovaná teplota pro vytápění místnosti je 55 stupňů.

Definujte E_ot podle výše uvedených vzorců. Dostáváme:

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

Tepelný tok q₁ bude:

q₁ = (55 – 22)/0.27 = 122

Počáteční teplota s odchylkou η = 0 bude:

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

Určete průměrnou teplotu:

t_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Pak:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Na základě informací, které najdeme:

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

Z toho vyplývá, že při pohybu vzduchu dochází ke ztrátě 4 stupňů tepla. Pro snížení tepelných ztrát je nutné potrubí izolovat. Doporučujeme také, abyste se seznámili s naším dalším článkem, který podrobně popisuje proces uspořádání. vzduchové topné systémy.

Závěry a užitečné video na toto téma

Informativní video o výpočtech CB pomocí programu Ecxel:

Důvěra ve výpočty NWO je nezbytná pro profesionály, protože pouze odborníci mají zkušenosti, příslušné znalosti, budou brát v úvahu všechny nuance ve výpočtech.

Máte dotazy, najděte nepřesnosti ve výše uvedených výpočtech nebo chcete doplnit materiál o cenné informace? Nechte prosím své komentáře v níže uvedeném bloku.