Cálculo del calentamiento del aire: principios básicos + ejemplo de cálculo

La instalación del sistema de calefacción no es posible sin cálculos preliminares. La información obtenida debe ser lo más precisa posible, por lo tanto, el cálculo del calentamiento del aire lo realizan expertos que utilizan programas especializados, teniendo en cuenta los matices del diseño.

Es posible calcular el sistema de calefacción de aire (en adelante, NWO) de forma independiente, con conocimientos básicos de matemáticas y física.

En este artículo, le diremos cómo calcular el nivel de pérdida de calor en el hogar y el tratamiento térmico del agua. Para que todo sea lo más claro posible, se darán ejemplos específicos de cálculos.

Cálculo de la pérdida de calor en el hogar.

Para seleccionar el CBO, es necesario determinar la cantidad de aire para el sistema, la temperatura inicial del aire en el conducto para un calentamiento óptimo de la habitación. Para obtener esta información, debe calcular la pérdida de calor en el hogar e iniciar los cálculos básicos más adelante.

Cualquier edificio durante el clima frío pierde energía térmica. Su número máximo sale de la habitación a través de las paredes, el techo, las ventanas, las puertas y otros elementos de cerramiento (en adelante, OK), mirando hacia un lado de la calle.

Para garantizar una cierta temperatura en la casa, debe calcular la potencia térmica, que puede compensar los costos de calor y mantenerla en la casa. temperatura deseada.

Existe la idea errónea de que las pérdidas de calor son las mismas para todos los hogares. Algunas fuentes afirman que 10 kW son suficientes para calentar una casa pequeña de cualquier configuración, otras están limitadas a 7-8 kW por metro cuadrado. medidor

De acuerdo con el esquema de cálculo simplificado cada 10 m² el área explotada en las regiones del norte y las áreas de banda media deberían recibir 1 kW de energía térmica. Esta cifra, individual para cada edificio, se multiplica por un factor de 1.15, creando así una reserva de energía térmica en caso de pérdidas inesperadas.

Sin embargo, tales estimaciones son bastante aproximadas, además, no tienen en cuenta la calidad, las características de los materiales utilizados en la construcción de la casa, las condiciones climáticas y otros factores que afectan los costos del calor.

La cantidad de calor residual depende del área del elemento envolvente, la conductividad térmica de cada una de sus capas. La mayor cantidad de energía térmica sale de la habitación a través de paredes, piso, techo, ventanas.

Si la construcción de la casa utiliza construcción moderna materiales de conductividad térmica que son bajos, entonces la pérdida de calor de la estructura será menor, lo que significa que la energía térmica necesitará menos.

Si toma equipos térmicos que generan más energía de la necesaria, aparecerá un exceso de calor, que generalmente se compensa con ventilación. En este caso, aparecen gastos financieros adicionales.

Si se selecciona un equipo de baja potencia para la CBO, se sentirá una escasez de calor en la habitación, ya que el dispositivo no podrá generar la cantidad de energía requerida, lo que requerirá la compra de unidades de calefacción adicionales.

El uso de espuma de poliuretano, fibra de vidrio y otro aislamiento moderno le permite lograr el máximo aislamiento térmico de la habitación.

Los costos térmicos de un edificio dependen de:

• la estructura de los elementos envolventes (paredes, techos, etc.), su grosor;
• área de superficie calentada;
• orientación relativa a los puntos cardinales;
• temperatura mínima fuera de la ventana en la región o ciudad durante 5 días de invierno;
• la duración de la temporada de calefacción;
• procesos de infiltración, ventilación;
• suministro de calor doméstico;
• consumo de calor para necesidades domésticas.

Es imposible calcular correctamente la pérdida de calor sin tener en cuenta la infiltración y la ventilación, que afectan significativamente el componente cuantitativo. La infiltración es un proceso natural de movimiento de masas de aire que ocurre durante el movimiento de personas en una habitación, abriendo ventanas para ventilación y otros procesos domésticos.

La ventilación es un sistema especialmente instalado a través del cual se suministra aire, y el aire puede ingresar a una habitación con una temperatura más baja.

Se expulsa 9 veces más calor a través de la ventilación que durante la infiltración natural

El calor ingresa a la habitación no solo a través del sistema de calefacción, sino también a través de aparatos de calefacción, lámparas incandescentes y personas. También es importante tener en cuenta el consumo de calor para calentar artículos fríos traídos de la calle, la ropa.

Antes de elegir equipos para sistemas de refrigeración por agua, diseño del sistema de calefacción Es importante calcular la pérdida de calor en el hogar con alta precisión. Esto se puede hacer usando el programa gratuito Valtec. Para no profundizar en las complejidades de la aplicación, puede usar fórmulas matemáticas que brinden una alta precisión de los cálculos.

Para calcular la pérdida de calor total Q de la casa, es necesario calcular el consumo de calor de la envolvente del edificio Q_org.k, consumo de energía para ventilación e infiltración Q_v, tener en cuenta los gastos del hogar Q_t. Las pérdidas se miden y registran en vatios.

Para calcular el consumo total de calor Q use la fórmula:

Q = Q_org.k + Q_v - Q_t

A continuación, consideramos las fórmulas para determinar los costos de calor:

Q_org.k Q_vQ_t.

Determinación de las pérdidas de calor de los sobres de construcción.

A través de los elementos de cerramiento de la casa (paredes, puertas, ventanas, techo y piso), se libera la mayor cantidad de calor. Para determinar Q_org.k Es necesario calcular por separado la pérdida de calor que soporta cada elemento estructural.

Eso es q_org.k calculado por la fórmula:

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

Para determinar la Q de cada elemento de la casa, es necesario conocer su estructura y coeficiente de conductividad térmica o coeficiente de resistencia térmica, que se indica en el pasaporte del material.

Para calcular el consumo de calor, se tienen en cuenta las capas que afectan el aislamiento térmico. Por ejemplo, aislamiento, mampostería, revestimiento, etc.

El cálculo de la pérdida de calor se produce para cada capa homogénea del elemento envolvente. Por ejemplo, si una pared consta de dos capas diferentes (aislamiento y ladrillo), el cálculo se realiza por separado para el aislamiento y el ladrillo.

Calcule el consumo de calor de la capa, teniendo en cuenta la temperatura deseada en la habitación mediante la expresión:

Q_st = S × (t_v - t_n) × B × l / k

Las variables tienen los siguientes significados en una expresión:

• S - área de capa, m²;
• t_v - la temperatura deseada en la casa, ° C; para las habitaciones de esquina, la temperatura se toma 2 grados más alta;
• t_n - la temperatura media de los 5 días más fríos de la región, ° С;
• k es el coeficiente de conductividad térmica del material;
• B es el grosor de cada capa del elemento envolvente, m;
• l– parámetro tabular, tiene en cuenta las características del consumo de calor para OK ubicado en diferentes partes del mundo.

Si se construyen ventanas o puertas en la pared para la que se realiza el cálculo, al calcular Q a partir del área total del OK, es necesario restar el área de la ventana o puerta, ya que su consumo de calor será diferente.

En el pasaporte técnico, el coeficiente de transferencia de calor D a veces se indica en ventanas o puertas, por lo que es posible simplificar los cálculos

El coeficiente de resistencia térmica se calcula mediante la fórmula:

D = B / k

La fórmula de pérdida de calor para una sola capa se puede representar como:

Q_st = S × (t_v - t_n) × D × l

En la práctica, para calcular la Q del piso, paredes o techos, los coeficientes D de cada capa OK se calculan, suman y sustituyen por separado en la fórmula general, lo que simplifica el proceso de cálculo.

Contabilización de los costos de infiltración y ventilación.

El aire a baja temperatura puede ingresar a la habitación desde el sistema de ventilación, lo que afecta significativamente la pérdida de calor. La fórmula general para este proceso es la siguiente:

Q_v = 0.28 × L_n × p_v × c × (t_v - t_n)

En una expresión, los caracteres alfabéticos tienen el significado:

• L_n - flujo de aire de admisión, m³/ h;
• p_v - densidad del aire en la habitación a una temperatura dada, kg / m³;
• t_v - temperatura en la casa, ° С;
• t_n - la temperatura media de los 5 días más fríos de la región, ° С;
• c es la capacidad calorífica del aire, kJ / (kg * ° C).

Parámetro L_n tomado de las características técnicas del sistema de ventilación. En la mayoría de los casos, el suministro de aire tiene un caudal específico de 3 m.³/ h, según el cual L_n calculado por la fórmula:

L_n = 3 × S_pol

En la fórmula S_pol - superficie del suelo, m².

Densidad del aire interiorp_v definido por la expresión:

p_v = 353/273 + t_v

Aquí t_v - la temperatura establecida en la casa, medida en ° C

La capacidad calorífica c es una cantidad física constante y es igual a 1.005 kJ / (kg × ° C).

Con ventilación natural, el aire frío entra a través de ventanas, puertas, desplazando el calor a través de una chimenea.

La ventilación no organizada, o infiltración, está determinada por la fórmula:

Q_yo = 0.28 × ∑G_h × c × (t_v - t_n) × k_t

En la ecuación:

• G_h - el flujo de aire a través de cada cerca es un valor tabular, kg / h;
• k_t - coeficiente de influencia del flujo de aire térmico, tomado de la tabla;
• t_v t_n - establecer temperaturas en interiores y exteriores, ° C.

Cuando se abren las puertas, se produce la pérdida de calor más significativa, por lo tanto, si la entrada está equipada con cortinas de aire, también deben tenerse en cuenta.

La cortina térmica es un calentador de ventilador alargado, que forma un flujo potente dentro de una ventana o puerta. Minimiza o prácticamente elimina la pérdida de calor y el aire de la calle, incluso con la puerta o ventana abierta

Para calcular la pérdida de calor de las puertas, se utiliza la fórmula:

Q_ot.d = Q_dv × j × H

En la expresion:

• Q_dv - pérdida de calor calculada de las puertas exteriores;
• H - altura del edificio, m;
• j es un coeficiente tabular, dependiendo del tipo de puertas y su ubicación.

Si la casa tiene ventilación o infiltración organizada, los cálculos se realizan de acuerdo con la primera fórmula.

La superficie de los elementos estructurales envolventes puede ser heterogénea; puede haber huecos o fugas en ella, a través de los cuales pasa el aire. Estas pérdidas de calor se consideran insignificantes, pero también se pueden determinar. Esto se puede hacer exclusivamente por métodos de software, ya que es imposible calcular algunas funciones sin usar aplicaciones.

La imagen más precisa de la pérdida de calor real es dada por una encuesta de imágenes térmicas en el hogar. Este método de diagnóstico le permite identificar errores de construcción ocultos, huecos en el aislamiento térmico, fugas en el sistema de suministro de agua, reduciendo el rendimiento térmico del edificio y otros defectos.

Calor del hogar

A través de los aparatos eléctricos, el cuerpo humano, las lámparas, entra calor adicional en la habitación, que también se tiene en cuenta al calcular las pérdidas de calor.

Se ha establecido experimentalmente que dichos recibos no pueden exceder la marca de 10 W por 1 m². Por lo tanto, la fórmula de cálculo puede tener la forma:

Q_t = 10 × S_pol

En la expresión S_pol - superficie del suelo, m².

La metodología principal para calcular NWO

El principio principal de funcionamiento de cualquier NWO es transferir energía térmica a través del aire enfriando el refrigerante. Sus elementos principales son un generador de calor y un tubo de calor.

Se suministra aire a la habitación ya calentado a una temperatura t_rpara mantener la temperatura deseada t_v. Por lo tanto, la cantidad de energía acumulada debe ser igual a la pérdida de calor total del edificio, es decir, Q. Hay igualdad:

Q = E_ot × c × (t_v - t_n)

En la fórmula E, velocidad de flujo de aire calentado kg / s para calentar la habitación. Desde la igualdad podemos expresar E_ot:

E_ot = Q / (c × (t_v - t_n))

Recuerde que la capacidad calorífica del aire es c = 1005 J / (kg × K).

La fórmula determina solo la cantidad de aire suministrado, utilizado solo para calentar solo en sistemas de recirculación (en adelante, RSVO).

En los sistemas de suministro y recirculación, parte del aire se lleva desde la calle, a la otra parte, desde la habitación. Ambas partes se mezclan y después de calentar a la temperatura requerida se entregan a la habitación

Si se utiliza CBO como ventilación, la cantidad de aire suministrado se calcula de la siguiente manera:

• Si la cantidad de aire para calefacción excede la cantidad de aire para ventilación o es igual a ella, entonces se tiene en cuenta la cantidad de aire para calefacción, y el sistema se selecciona como flujo directo (en adelante - HVAC) o con recirculación parcial (en adelante - HVAC).
• Si la cantidad de aire para calentar es menor que la cantidad de aire necesaria para la ventilación, entonces solo se tiene en cuenta la cantidad de aire necesaria para la ventilación, se introduce el HVAC (a veces - HVAC), y la fórmula calcula la temperatura del aire suministrado: t_r = t_v + Q / c × E_venteo.

En caso de exceder por t_r parámetros permitidos, se debe aumentar la cantidad de aire introducido a través de la ventilación.

Si la habitación tiene fuentes de calor constante, la temperatura del aire suministrado se reduce.

Los electrodomésticos incluidos generan aproximadamente el 1% del calor en la habitación. Si uno o más dispositivos funcionan continuamente, su potencia térmica debe tenerse en cuenta en los cálculos.

Para una habitación individual, el indicador t_r puede ser diferente Técnicamente, es posible realizar la idea de suministrar diferentes temperaturas a habitaciones individuales, pero es mucho más fácil suministrar aire de la misma temperatura a todas las habitaciones.

En este caso, la temperatura total t_r tome el que resultó ser el más pequeño. Luego, la cantidad de aire suministrada se calcula mediante la fórmula que define E_ot.

A continuación, determinamos la fórmula para calcular el volumen de aire entrante V_ot a su temperatura de calentamiento t_r:

V_ot = E_ot/ p_r

La respuesta está escrita en m³/ h

Sin embargo, el intercambio de aire interior V_p diferirá del valor de V_ot, ya que es necesario determinarlo en función de la temperatura interna t_v:

V_ot = E_ot/ p_v

En la fórmula para determinar V_p y v_ot indicadores de densidad del aire p_r y p_v (kg / m³) se calculan teniendo en cuenta la temperatura del aire calentado t_r y temperatura ambiente t_v.

Temperatura ambiente indicada t_r debe ser mayor que t_v. Esto reducirá la cantidad de aire suministrado y reducirá las dimensiones de los canales de los sistemas con movimiento natural del aire o reducirá el consumo de electricidad si se usa motivación mecánica para hacer circular la masa de aire caliente.

Tradicionalmente, la temperatura máxima del aire que ingresa a la habitación cuando se suministra a una altura superior a la marca de 3.5 m debe ser de 70 ° С. Si el aire se suministra a una altitud de menos de 3.5 m, entonces su temperatura generalmente se iguala a 45 ° C.

Para locales residenciales de 2.5 m de altura, el límite de temperatura permitido es de 60 ° C. Cuando la temperatura se establece más alta, la atmósfera pierde sus propiedades y no es adecuada para la inhalación.

Si las cortinas térmicas de aire se encuentran en las puertas y aberturas externas hacia afuera, entonces la temperatura del aire entrante se permite 70 ° C, para cortinas ubicadas en las puertas exteriores, hasta 50 ° C.

La temperatura suministrada se ve afectada por los métodos de suministro de aire, la dirección del chorro (verticalmente, a lo largo de la pendiente, horizontalmente, etc.). Si hay personas constantemente en la habitación, la temperatura del aire suministrado debe reducirse a 25 ° C.

Después de realizar cálculos preliminares, es posible determinar el consumo de calor necesario para calentar el aire.

Para los costos de calor RSVO Q₁ calculado por la expresión:

Q₁ = E_ot × (t_r - t_v) × c

Para el cálculo de PSVO Q₂ producido por la fórmula:

Q₂ = E_venteo × (t_r - t_v) × c

Consumo de calor Q₃ para HRW se encuentra por la ecuación:

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

En las tres expresiones:

• E_ot y E_venteo - consumo de aire en kg / s para calefacción (E_ot) y ventilación (E_venteo);
• t_n - temperatura exterior en ° C

Las características restantes de las variables son las mismas.

En CHRSVO, la cantidad de aire recirculado está determinada por la fórmula:

E_rec = E_ot - E_venteo

E variable_ot expresa la cantidad de aire mezclado calentado a temperatura t_r.

Hay una peculiaridad en PSVO con motivación natural: la cantidad de aire en movimiento varía según la temperatura exterior. Si la temperatura exterior cae, la presión del sistema aumenta. Esto conduce a un aumento en el aire que ingresa a la casa. Si la temperatura aumenta, se produce el proceso inverso.

También en el sistema de aire acondicionado, a diferencia de los sistemas de ventilación, el aire se mueve con una densidad más baja y cambiante en comparación con la densidad del aire que rodea los conductos de aire.

Debido a este fenómeno, se producen los siguientes procesos:

1. Al salir del generador, el aire que pasa a través de los conductos de aire se enfría notablemente durante el movimiento.
2. Durante el movimiento natural, la cantidad de aire que ingresa a la habitación cambia durante la temporada de calefacción.

Los procesos anteriores no se tienen en cuenta si se utilizan ventiladores en el sistema de aire acondicionado para la circulación de aire, y también tiene una longitud y altura limitadas.

Si el sistema tiene muchas ramas, bastante largas, y el edificio es grande y alto, entonces es necesario reducir el proceso de enfriamiento del aire en los conductos, para reducir la redistribución del aire que entra bajo la influencia de la presión de circulación natural.

Al calcular la potencia requerida de los sistemas de calentamiento de aire extendidos y ramificados, es necesario tener en cuenta no solo el proceso natural de enfriamiento de la masa de aire durante el movimiento a través del conducto, sino también el efecto de la presión natural de la masa de aire al pasar por el canal

Para controlar el proceso de enfriamiento del aire, realice el cálculo térmico de los conductos. Para hacer esto, es necesario establecer la temperatura inicial del aire y especificar su velocidad de flujo usando fórmulas.

Para calcular el flujo de calor Q_Ohl a través de las paredes del conducto, cuya longitud es igual a l, use la fórmula:

Q_Ohl = q₁ × l

En la expresión, q₁ denota el flujo de calor que pasa por las paredes del conducto de 1 m de largo. El parámetro se calcula mediante la expresión:

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

En la ecuación D₁ - resistencia a la transferencia de calor del aire calentado con una temperatura media t_sr a través del cuadrado S₁ paredes del conducto de 1 m de largo en interiores a temperatura t_v.

La ecuación de equilibrio térmico se ve así:

q₁l = E_ot × c × (t_nach - t_r)

En la formula:

• E_ot - la cantidad de aire requerida para calentar la habitación, kg / h;
• c es el calor específico del aire, kJ / (kg ° C);
• t_nac - temperatura del aire al comienzo del conducto, ° C;
• t_r - temperatura del aire descargado en la habitación, ° С.

La ecuación de equilibrio térmico le permite establecer la temperatura inicial del aire en el conducto a una temperatura final dada y, a la inversa, averiguar la temperatura final a una temperatura inicial dada, así como determinar el flujo de aire.

Temperatura t_nach También se puede encontrar por la fórmula:

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

Aquí η es parte de Q_Ohlentrar en la sala en los cálculos se toma igual a cero. Las características de las variables restantes se nombraron anteriormente.

La fórmula refinada de flujo de aire caliente se verá así:

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

Todos los valores literales en la expresión se definen arriba. Pasemos a un ejemplo de cálculo de calefacción de aire para una casa en particular.

Ejemplo de cálculo de pérdida de calor en casa

La casa considerada se encuentra en la ciudad de Kostroma, donde la temperatura fuera de la ventana en el día más frío de cinco días alcanza -31 grados, la temperatura del suelo - +5 ° С. Temperatura ambiente deseada - +22 ° С.

Consideraremos una casa con las siguientes dimensiones:

• ancho - 6.78 m;
• longitud - 8.04 m;
• altura - 2.8 m.

Los valores se utilizarán para calcular el área de los elementos que los encierran.

Para los cálculos, es más conveniente dibujar un plano de la casa en papel, indicando el ancho, el largo, la altura del edificio, la ubicación de las ventanas y puertas, sus dimensiones

Las paredes del edificio consisten en:

• hormigón celular con espesor B = 0.21 m, coeficiente de conductividad térmica k = 2.87;
• espuma de poliestireno B = 0.05 m, k = 1.678;
• ladrillo de fachada B = 0.09 m, k = 2.26.

Al determinar k, se debe utilizar la información de las tablas, o mejor, la información del pasaporte técnico, ya que la composición de los materiales de diferentes fabricantes puede diferir, por lo tanto, tienen características diferentes.

El hormigón armado tiene la conductividad térmica más alta, las losas de lana mineral tienen la más baja, por lo tanto, se utilizan con mayor eficacia en la construcción de casas cálidas

El piso de la casa consta de las siguientes capas:

• arena, B = 0.10 m, k = 0.58;
• piedra triturada, B = 0.10 m, k = 0.13;
• hormigón, B = 0,20 m, k = 1,1;
• aislamiento de lana ecológica, B = 0,20 m, k = 0,043;
• regla reforzada, B = 0.30 m k = 0.93.

En el plan anterior de la casa, el piso tiene la misma estructura en toda el área, no hay sótano.

El techo consta de:

• lana mineral, B = 0,10 m, k = 0,05;
• paneles de yeso, B = 0.025 m, k = 0.21;
• escudos de pino, B = 0.05 m, k = 0.35.

El techo no tiene acceso al ático.

Solo hay 8 ventanas en la casa, todas son de doble cámara con vidrio K, argón, indicador D = 0.6. Seis ventanas tienen dimensiones de 1.2 × 1.5 m, una - 1.2 × 2 m, una - 0.3 × 0.5 m. Las puertas tienen dimensiones de 1 × 2.2 m, el indicador D según el pasaporte es 0.36.

Cálculo de la pérdida de calor de la pared.

Calcularemos la pérdida de calor para cada pared individualmente.

Primero, encuentre el área del muro norte:

S_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

No hay puertas ni aberturas de ventanas en la pared, por lo que utilizaremos este valor S.

Para calcular los costos de calor de OK, orientado a uno de los puntos cardinales, es necesario tener en cuenta los coeficientes de refinamiento

Según la composición de la pared, encontramos que su resistencia al calor total es igual a:

D_s.sten = D_gb + D_pn + D_kr

Para encontrar D, usamos la fórmula:

D = B / k

Luego, sustituyendo los valores iniciales, obtenemos:

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

Para los cálculos usamos la fórmula:

Q_st = S × (t_v - t_n) × D × l

Dado que el coeficiente l para el muro norte es 1.1, obtenemos:

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

En el muro sur hay una ventana con un área de:

S_ok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Por lo tanto, en los cálculos del muro sur de S, es necesario restar las ventanas S para obtener los resultados más precisos.

S_yuj.s = 22.51 – 0.15 = 22.36

El parámetro l para la dirección sur es 1. Entonces:

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

Para los muros este y oeste, el coeficiente de refinamiento es l = 1.05; por lo tanto, es suficiente calcular el área de superficie del OK sin tener en cuenta las ventanas y puertas S.

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

Entonces:

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

Finalmente, la Q total de las paredes es igual a la suma de Q de todas las paredes, es decir:

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

Total, el calor sale a través de las paredes en la cantidad de 526 vatios.

Pérdida de calor a través de ventanas y puertas.

El plan de la casa muestra que las puertas y las 7 ventanas miran hacia el este y el oeste, por lo tanto, el parámetro l = 1.05. El área total de 7 ventanas, teniendo en cuenta los cálculos anteriores, es igual a:

S_okn = 10.8 + 2.4 = 13.2

Para ellos, Q, teniendo en cuenta que D = 0.6, se calculará de la siguiente manera:

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

Calculamos Q de la ventana sur (l = 1).

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

Para puertas, D = 0.36 y S = 2.2, l = 1.05, entonces:

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

Resumimos la pérdida de calor resultante y obtenemos:

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

A continuación, definimos Q para el techo y el piso.

Cálculo de las pérdidas de calor del techo y el piso.

Para techo y piso l = 1. Calcule su área.

S_pol = S_maceta = 6.78 × 8.04 = 54.51

Dada la composición del piso, definimos 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

Entonces la pérdida de calor del piso, teniendo en cuenta el hecho de que la temperatura de la tierra es +5, es igual a:

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

Calcule el techo D total:

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

Entonces Q del techo será igual a:

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

La pérdida de calor total a través de OK será igual a:

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

Total, la pérdida de calor de la casa será igual a 13054 W o casi 13 kW.

Cálculo de pérdidas de calor por ventilación.

La sala funciona con ventilación con un intercambio de aire específico de 3 m.³/ h, la entrada está equipada con una cubierta de aire termal, por lo que para los cálculos es suficiente usar la fórmula:

Q_v = 0.28 × L_n × p_v × c × (t_v - t_n)

Calculamos la densidad del aire en la habitación a una temperatura dada de +22 grados:

p_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Parámetro L_n igual al producto del consumo específico por área de piso, es decir:

L_n = 3 × 54.51 = 163.53

La capacidad calorífica del aire c es 1.005 kJ / (kg × ° C).

Dada toda la información, encontramos la ventilación Q:

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

Los costos totales de calor para la ventilación serán de 3000 vatios o 3 kW.

Calor doméstico

El ingreso del hogar se calcula mediante la fórmula.

Q_t = 10 × S_pol

Es decir, sustituyendo los valores conocidos, obtenemos:

Q_t = 54.51 × 10 = 545

En resumen, podemos ver que la pérdida de calor total Q en el hogar será igual a:

Q = 13054 + 3000 - 545 = 15509

Tomamos Q = 16000 W o 16 kW como el valor operativo.

Ejemplos de cálculos para la CBO

Dejar que la temperatura del aire suministrado (t_r) - 55 ° С, la temperatura ambiente deseada (t_v) - 22 ° C, pérdida de calor en el hogar (Q) - 16,000 vatios.

Determinación de la cantidad de aire para RSVO

Para determinar la masa del aire suministrado a temperatura t_r Se utiliza la fórmula:

E_ot = Q / (c × (t_r - t_v)) 

Sustituyendo los valores de los parámetros en la fórmula, obtenemos:

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

La cantidad volumétrica de aire suministrado se calcula mediante la fórmula:

V_ot = E_ot / p_r

donde:

p_r = 353 / (273 + t_r)

Primero, calculamos la densidad p:

p_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Entonces:

V_ot = 483/1.07 = 451.

El intercambio de aire en la habitación está determinado por la fórmula:

Vp = E_ot / p_v

Determine la densidad del aire en la habitación:

p_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Sustituyendo los valores en la fórmula, obtenemos:

V_p = 483/1.19 = 405

Por lo tanto, el intercambio de aire en la habitación es de 405 m.³ por hora, y el volumen de aire suministrado debe ser igual a 451 m³ en una hora

Cálculo de la cantidad de aire para HWAC

Para calcular la cantidad de aire para HWRS, tomamos la información obtenida del ejemplo anterior, así como t_r = 55 ° C, t_v = 22 ° C; Q = 16000 vatios. La cantidad de aire requerida para la ventilación, E_venteo= 110 m³/ h Temperatura exterior estimada t_n= -31 ° C.

Para el cálculo de la HFRS, utilizamos la fórmula:

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

Sustituyendo los valores, obtenemos:

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

El volumen de aire recirculado será 405-110 = 296 m.³ incluido el consumo de calor adicional es igual a 27000-16000 = 11000 vatios.

Determinación de la temperatura inicial del aire.

La resistencia del conducto mecánico es D = 0.27 y se toma de sus características técnicas. La longitud del conducto fuera de la habitación calentada es l = 15 m. Se determina que Q = 16 kW, la temperatura interna del aire es de 22 grados y la temperatura requerida para calentar la habitación es de 55 grados.

Definir E_ot de acuerdo con las fórmulas anteriores. Obtenemos:

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

Flujo de calor q₁ será:

q₁ = (55 – 22)/0.27 = 122

La temperatura inicial con una desviación de η = 0 será:

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

Especifique la temperatura promedio:

t_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Entonces:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Dada la información que encontramos:

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

De esto se deduce que cuando el aire se mueve, se pierden 4 grados de calor. Para reducir la pérdida de calor, es necesario aislar las tuberías. También le recomendamos que se familiarice con nuestro otro artículo, que describe en detalle el proceso de organización. sistemas de calentamiento de aire.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Un video informativo sobre los cálculos de CB utilizando el programa Ecxel:

La confianza en los cálculos de NWO es necesaria para los profesionales, ya que solo los especialistas con experiencia, conocimiento relevante, tendrán en cuenta todos los matices en los cálculos.

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