Calcul du chauffage de l'air: principes de base + exemple de calcul

L'installation du système de chauffage n'est pas possible sans calculs préliminaires. Les informations obtenues doivent être aussi précises que possible, par conséquent, le calcul du chauffage de l'air est effectué par des experts utilisant des programmes spécialisés, en tenant compte des nuances de la conception.

Il est possible de calculer le système de chauffage de l'air (ci-après - NWO) indépendamment, en ayant des connaissances élémentaires en mathématiques et en physique.

Dans cet article, nous vous expliquerons comment calculer le niveau de perte de chaleur à domicile et le traitement thermique de l'eau. Afin que tout soit aussi clair que possible, des exemples spécifiques de calculs seront fournis.

Calcul des pertes de chaleur à domicile

Pour sélectionner le CBO, il est nécessaire de déterminer la quantité d'air pour le système, la température initiale de l'air dans le conduit pour un chauffage optimal de la pièce. Pour trouver ces informations, vous devez calculer la perte de chaleur à la maison et commencer les calculs de base plus tard.

Tout bâtiment par temps froid perd de l'énergie thermique. Son nombre maximum quitte la pièce à travers les murs, le toit, les fenêtres, les portes et autres éléments d'enceinte (ci-après - OK), face à un côté de la rue.

Pour assurer une certaine température dans la maison, vous devez calculer la puissance thermique, qui est capable de compenser les coûts de chaleur et de maintenir dans la maison température souhaitée.

On croit à tort que les pertes de chaleur sont les mêmes pour chaque maison. Certaines sources affirment que 10 kW suffisent pour chauffer une petite maison de n'importe quelle configuration, d'autres sont limitées à 7-8 kW par m². mètre

Selon le schéma de calcul simplifié tous les 10 m² la zone exploitée des régions septentrionales et des bandes moyennes devrait être alimentée par 1 kW d'énergie thermique. Ce chiffre, individuel pour chaque bâtiment, est multiplié par 1,15, créant ainsi une réserve de puissance thermique en cas de pertes imprévues.

Cependant, ces estimations sont plutôt approximatives, en outre, elles ne prennent pas en compte la qualité, les caractéristiques des matériaux utilisés dans la construction de la maison, les conditions climatiques et d'autres facteurs affectant les coûts de chaleur.

La quantité de chaleur perdue dépend de la surface de l'élément enveloppant, de la conductivité thermique de chacune de ses couches. La plus grande quantité d'énergie thermique quitte la pièce à travers les murs, le sol, le toit et les fenêtres

Si la construction de la maison a utilisé une construction moderne matériaux de conductivité thermique qui sont faibles, alors la perte de chaleur de la structure sera moindre, ce qui signifie que la puissance thermique aura besoin de moins.

Si vous prenez un équipement thermique qui génère plus d'énergie que nécessaire, une chaleur excessive apparaîtra, qui est généralement compensée par la ventilation. Dans ce cas, des frais financiers supplémentaires apparaissent.

Si un équipement de faible puissance est sélectionné pour le CBO, une pénurie de chaleur se fera sentir dans la pièce, car l'appareil ne pourra pas générer la quantité d'énergie requise, ce qui nécessitera l'achat d'unités de chauffage supplémentaires.

L'utilisation de mousse de polyuréthane, de fibre de verre et d'autres isolants modernes vous permet d'obtenir une isolation thermique maximale de la pièce

Les coûts thermiques d'un bâtiment dépendent de:

• la structure des éléments d'enceinte (murs, plafonds, etc.), leur épaisseur;
• surface chauffée;
• orientation par rapport aux points cardinaux;
• température minimale à l'extérieur de la fenêtre dans la région ou la ville pendant 5 jours d'hiver;
• la durée de la saison de chauffage;
• processus d'infiltration, ventilation;
• l'approvisionnement en chaleur domestique;
• consommation de chaleur pour les besoins domestiques.

Il est impossible de calculer correctement les pertes de chaleur sans tenir compte de l'infiltration et de la ventilation, qui affectent considérablement la composante quantitative. L'infiltration est un processus naturel de déplacement des masses d'air qui se produit pendant le mouvement des personnes dans une pièce, l'ouverture des fenêtres pour la ventilation et d'autres processus domestiques.

La ventilation est un système spécialement installé à travers lequel l'air est fourni et l'air peut pénétrer dans une pièce à température plus basse.

9 fois plus de chaleur est expulsée par la ventilation que pendant l'infiltration naturelle

La chaleur pénètre dans la pièce non seulement par le système de chauffage, mais aussi par les appareils de chauffage, les lampes à incandescence et les personnes. Il est également important de prendre en compte la consommation de chaleur pour chauffer les articles froids apportés de la rue, les vêtements.

Avant de choisir un équipement pour les systèmes de refroidissement par eau, conception du système de chauffage Il est important de calculer la perte de chaleur à la maison avec une grande précision. Cela peut être fait en utilisant le programme gratuit Valtec. Afin de ne pas plonger dans les subtilités de l'application, vous pouvez utiliser des formules mathématiques qui donnent une grande précision des calculs.

Pour calculer la perte de chaleur totale Q de la maison, il est nécessaire de calculer la consommation de chaleur de l'enveloppe du bâtiment Q_org.k, consommation d'énergie pour la ventilation et l'infiltration Q_v, tenir compte des dépenses du ménage Q_t. Les pertes sont mesurées et enregistrées en watts.

Pour calculer la consommation totale de chaleur Q, utilisez la formule:

Q = Q_org.k + Q_v - Q_t

Ensuite, nous considérons les formules pour déterminer les coûts de chaleur:

Q_org.k , Q_v, Q_t.

Détermination des pertes de chaleur des enveloppes de bâtiments

À travers les éléments d'enceinte de la maison (murs, portes, fenêtres, plafond et sol), la plus grande quantité de chaleur est libérée. Pour déterminer Q_org.k il est nécessaire de calculer séparément la perte de chaleur que supporte chaque élément structurel.

C'est Q_org.k calculé par la formule:

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

Pour déterminer le Q de chaque élément de la maison, il est nécessaire de connaître sa structure et son coefficient de conductivité thermique ou coefficient de résistance thermique, qui sont indiqués dans le passeport matériel.

Pour calculer la consommation de chaleur, les couches affectant l'isolation thermique sont prises en compte. Par exemple, isolation, maçonnerie, bardage, etc.

Le calcul de la perte de chaleur se produit pour chaque couche homogène de l'élément enveloppant. Par exemple, si un mur se compose de deux couches différentes (isolation et maçonnerie), le calcul est effectué séparément pour l'isolation et la maçonnerie.

Calculez la consommation de chaleur de la couche, en tenant compte de la température souhaitée dans la pièce par l'expression:

Q_st = S × (t_v - t_n) × B × l / k

Les variables ont les significations suivantes dans une expression:

• S - aire de couche, m²;
• t_v - la température souhaitée dans la maison, ° C; pour les pièces d'angle, la température est prise 2 degrés plus haut;
• t_n - la température moyenne des 5 jours les plus froids de la région, ° С;
• k est le coefficient de conductivité thermique du matériau;
• B est l'épaisseur de chaque couche de l'élément enveloppant, m;
• l– paramètre tabulaire, prend en compte les caractéristiques de la consommation de chaleur pour OK situées dans différentes parties du monde.

Si des fenêtres ou des portes sont intégrées dans le mur pour le calcul, alors lors du calcul de Q à partir de la surface totale de OK, il est nécessaire de soustraire la surface de la fenêtre ou de la porte, car leur consommation de chaleur sera différente.

Dans le passeport technique, le coefficient de transfert de chaleur D est parfois indiqué sur les fenêtres ou les portes, ce qui permet de simplifier les calculs

Le coefficient de résistance thermique est calculé par la formule:

D = B / k

La formule de perte de chaleur pour une seule couche peut être représentée comme suit:

Q_st = S × (t_v - t_n) × D × l

En pratique, pour calculer le Q du sol, des murs ou des plafonds, les coefficients D de chaque couche OK sont calculés, additionnés et substitués séparément dans la formule générale, ce qui simplifie le processus de calcul.

Prise en compte des coûts d'infiltration et de ventilation

De l'air à basse température peut pénétrer dans la pièce par le système de ventilation, ce qui affecte considérablement les pertes de chaleur. La formule générale de ce processus est la suivante:

Q_v = 0,28 × L_n × p_v × c × (t_v - t_n)

Dans une expression, les caractères alphabétiques ont la signification:

• L_n - débit d'air d'admission, m³/ h;
• p_v - densité de l'air dans la pièce à une température donnée, kg / m³;
• t_v - température dans la maison, ° С;
• t_n - la température moyenne des 5 jours les plus froids de la région, ° С;
• c est la capacité thermique de l'air, en kJ / (kg * ° C).

Paramètre L_n extrait des caractéristiques techniques du système de ventilation. Dans la plupart des cas, l'air d'alimentation a un débit spécifique de 3 m³/ h, sur la base de laquelle L_n calculé par la formule:

L_n = 3 × S_pol

Dans la formule S_pol - surface au sol, m².

Densité de l'air intérieurp_v défini par l'expression:

p_v = 353/273 + t_v

Ici t_v - la température de consigne dans la maison, mesurée en ° C

La capacité calorifique c est une grandeur physique constante et est égale à 1,005 kJ / (kg × ° C).

Avec une ventilation naturelle, l'air froid entre par les fenêtres et les portes, déplaçant la chaleur à travers une cheminée

La ventilation non organisée, ou l'infiltration, est déterminée par la formule:

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

Dans l'équation:

• G_h - le débit d'air à travers chaque clôture est une valeur tabulaire, en kg / h;
• k_t - coefficient d'influence du flux d'air thermique, tiré du tableau;
• t_v , t_n - régler les températures à l'intérieur et à l'extérieur, ° C

Lorsque les portes sont ouvertes, la perte de chaleur la plus importante se produit, par conséquent, si l'entrée est équipée de rideaux d'air, ils doivent également être pris en compte.

Le rideau thermique est un radiateur soufflant allongé, formant un flux puissant à l'intérieur d'une fenêtre ou d'une porte. Il minimise ou élimine pratiquement les pertes de chaleur et l'air de la rue, même avec la porte ou la fenêtre ouverte

Pour calculer la perte de chaleur des portes, utilisez la formule:

Q_ot.d = Q_dv × j × H

Dans l'expression:

• Q_dv - perte de chaleur calculée des portes extérieures;
• H - hauteur du bâtiment, m;
• j est un coefficient tabulaire, selon le type de portes et leur emplacement.

Si la maison a organisé une ventilation ou une infiltration, les calculs sont effectués selon la première formule.

La surface des éléments structuraux enveloppants peut être hétérogène - il peut y avoir des interstices ou des fuites à travers elle, à travers lesquels l'air passe. Ces pertes de chaleur sont considérées comme négligeables, mais elles peuvent également être déterminées. Cela peut être fait exclusivement par des méthodes logicielles, car il est impossible de calculer certaines fonctions sans utiliser d'applications.

L'image la plus précise de la perte de chaleur réelle est donnée par une étude d'imagerie thermique à domicile. Cette méthode de diagnostic vous permet d'identifier les erreurs de construction cachées, les lacunes dans l'isolation thermique, les fuites dans le système d'alimentation en eau, réduisant les performances thermiques du bâtiment et d'autres défauts

Chaleur domestique

Grâce aux appareils électriques, au corps humain, aux lampes, de la chaleur supplémentaire entre dans la pièce, ce qui est également pris en compte lors du calcul des pertes de chaleur.

Il a été établi expérimentalement que ces recettes ne peuvent pas dépasser la marque de 10 W par 1 m². Par conséquent, la formule de calcul peut être de la forme:

Q_t = 10 × S_pol

Dans l'expression S_pol - surface au sol, m².

La principale méthode de calcul

Le principe de fonctionnement de tout NWO est de transférer l'énergie thermique à travers l'air en refroidissant le liquide de refroidissement. Ses principaux éléments sont un générateur de chaleur et un caloduc.

L'air est fourni dans la pièce déjà chauffée à une température t_rpour maintenir la température souhaitée t_v. Par conséquent, la quantité d'énergie accumulée doit être égale à la perte de chaleur totale du bâtiment, c'est-à-dire Q. Il y a égalité:

Q = E_ot × c × (t_v - t_n)

Dans la formule E - débit d'air chauffé kg / s pour chauffer la pièce. De l'égalité, nous pouvons exprimer E_ot:

E_ot = Q / (c × (t_v - t_n))

Rappelons que la capacité thermique de l'air est de c = 1005 J / (kg × K).

La formule détermine uniquement la quantité d'air fournie, utilisée uniquement pour le chauffage uniquement dans les systèmes de recirculation (ci-après - RSVO).

Dans les systèmes d'alimentation et de recirculation, une partie de l'air est prélevée dans la rue, vers l'autre partie - de la pièce. Les deux parties sont mélangées et après chauffage à la température requise, elles sont livrées dans la pièce

Si le CBO est utilisé comme ventilation, la quantité d'air fournie est calculée comme suit:

• Si la quantité d'air pour le chauffage dépasse la quantité d'air pour la ventilation ou est égale à celle-ci, la quantité d'air pour le chauffage est prise en compte et le système est sélectionné en flux direct (ci-après - PSVO) ou avec recirculation partielle (ci-après - HRWS).
• Si la quantité d'air pour le chauffage est inférieure à la quantité d'air nécessaire pour la ventilation, alors seule la quantité d'air nécessaire pour la ventilation est prise en compte, le CVC est introduit (parfois - CVC), et la température de l'air fourni est calculée par la formule: t_r = t_v + Q / c × E_évent.

En cas de dépassement de t_r paramètres autorisés, la quantité d'air introduite par la ventilation doit être augmentée.

Si la pièce a des sources de chaleur constante, la température de l'air fourni est réduite.

Les appareils électriques inclus génèrent environ 1% de la chaleur dans la pièce. Si un ou plusieurs appareils fonctionnent en continu, leur puissance thermique doit être prise en compte dans les calculs

Pour une chambre individuelle, l'indicateur t_r peut être différent. Techniquement, il est possible de réaliser l'idée de fournir des températures différentes à des pièces individuelles, mais il est beaucoup plus facile de fournir de l'air de la même température à toutes les pièces.

Dans ce cas, la température totale t_r prenez celui qui s'est avéré être le plus petit. Ensuite, la quantité d'air fournie est calculée par la formule définissant E_ot.

Ensuite, nous déterminons la formule de calcul du volume d'air entrant V_ot à sa température de chauffage t_r:

V_ot = E_ot/ p_r

La réponse est écrite en m³/ h

Cependant, l'échange d'air intérieur V_p différera de la valeur de V_ot, car il est nécessaire de le déterminer en fonction de la température interne t_v:

V_ot = E_ot/ p_v

Dans la formule de détermination de V_p et v_ot indicateurs de densité de l'air p_r et p_v (kg / m³) sont calculés en tenant compte de la température de l'air chauffé t_r et température ambiante t_v.

Température ambiante indiquée t_r doit être supérieur à t_v. Cela réduira la quantité d'air fournie et réduira les dimensions des canaux des systèmes à circulation naturelle de l'air ou réduira la consommation d'électricité si la motivation mécanique est utilisée pour faire circuler la masse d'air chauffée.

Traditionnellement, la température maximale de l'air entrant dans la pièce lorsqu'il est fourni à une hauteur dépassant la marque de 3,5 m doit être de 70 ° C. Si l'air est fourni à une altitude inférieure à 3,5 m, sa température est généralement équivalente à 45 ° C.

Pour les locaux résidentiels de 2,5 m de haut, la température limite autorisée est de 60 ° C. Lorsque la température est réglée plus haut, l'atmosphère perd ses propriétés et n'est pas adaptée à l'inhalation.

Si les rideaux thermo-thermiques sont situés aux portes extérieures et aux ouvertures tournées vers l'extérieur, la température de l'air entrant est autorisée à 70 ° C, pour les rideaux situés dans les portes extérieures, jusqu'à 50 ° C.

La température fournie est affectée par les méthodes d'alimentation en air, la direction du jet (verticalement, le long de la pente, horizontalement, etc.). Si des personnes sont constamment dans la pièce, la température de l'air fourni doit être réduite à 25 ° C.

Après avoir effectué des calculs préliminaires, il est possible de déterminer la consommation de chaleur nécessaire pour chauffer l'air.

Pour les coûts de chauffage RSVO Q₁ calculé par l'expression:

Q₁ = E_ot × (t_r - t_v) × c

Pour le calcul PSVO Q₂ produit par la formule:

Q₂ = E_évent × (t_r - t_v) × c

Consommation de chaleur Q₃ pour HRW est trouvée par l'équation:

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

Dans les trois expressions:

• E_ot et E_évent - consommation d'air en kg / s pour le chauffage (E_ot) et la ventilation (E_évent);
• t_n - température extérieure en ° C

Les autres caractéristiques des variables sont les mêmes.

Dans CHRSVO, la quantité d'air recyclé est déterminée par la formule:

E_rec = E_ot - E_évent

Variable e_ot exprime la quantité d'air mélangé chauffé à la température t_r.

Il y a une particularité dans le PSVO avec une motivation naturelle - la quantité d'air en mouvement varie en fonction de la température extérieure. Si la température extérieure baisse, la pression du système augmente. Cela conduit à une augmentation de l'air entrant dans la maison. Si la température augmente, le processus inverse se produit.

Toujours dans le système de climatisation, contrairement aux systèmes de ventilation, l'air se déplace avec une densité plus faible et changeante par rapport à la densité de l'air entourant les conduits d'air.

En raison de ce phénomène, les processus suivants se produisent:

1. Venant du générateur, l'air, passant par les conduits d'air, est sensiblement refroidi lors du mouvement
2. Lors d'un mouvement naturel, la quantité d'air entrant dans la pièce change pendant la saison de chauffage.

Les processus ci-dessus ne sont pas pris en compte si des ventilateurs sont utilisés dans le système de climatisation pour la circulation de l'air, et il a également une longueur et une hauteur limitées.

Si le système a de nombreuses branches, assez longues, et que le bâtiment est grand et haut, il est nécessaire de réduire le processus de refroidissement de l'air dans les conduits, de réduire la redistribution de l'air entrant sous l'influence de la pression de circulation naturelle.

Lors du calcul de la puissance requise des systèmes de chauffage à air étendus et ramifiés, il est nécessaire de prendre en compte non seulement le processus naturel de refroidissement de la masse d'air lors du mouvement dans le conduit, mais également l'effet de la pression naturelle de la masse d'air lors du passage dans le canal.

Pour contrôler le processus de refroidissement de l'air, effectuez le calcul thermique des conduits. Pour ce faire, il est nécessaire d'établir la température initiale de l'air et de spécifier son débit à l'aide de formules.

Pour calculer le flux de chaleur Q_ohl à travers les parois du conduit, dont la longueur est égale à l, utilisez la formule:

Q_ohl = q₁ × l

Dans l'expression, q₁ désigne le flux de chaleur traversant les parois du conduit de 1 m de long. Le paramètre est calculé par l'expression:

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

Dans l'équation D₁ - résistance au transfert de chaleur de l'air chauffé avec une température moyenne t_sr à travers le carré S₁ parois du conduit 1 m de long à l'intérieur à température t_v.

L'équation du bilan thermique ressemble à ceci:

q₁l = E_ot × c × (t_nach - t_r)

Dans la formule:

• E_ot - la quantité d'air nécessaire au chauffage de la pièce, en kg / h;
• c est la chaleur spécifique de l'air, kJ / (kg ° C);
• t_nac - température de l'air au début du conduit, ° C;
• t_r - température de l'air évacué dans la pièce, ° С.

L'équation du bilan thermique vous permet de régler la température initiale de l'air dans le conduit à une température finale donnée et, inversement, de connaître la température finale à une température initiale donnée, ainsi que de déterminer le débit d'air.

Température t_nach peut également être trouvé par la formule:

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

Ici η fait partie de Q_ohll'entrée dans la pièce dans les calculs est prise égale à zéro. Les caractéristiques des autres variables ont été citées ci-dessus.

La formule raffinée du flux d'air chaud ressemblera à ceci:

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

Toutes les valeurs littérales de l'expression sont définies ci-dessus. Passons à un exemple de calcul du chauffage de l'air pour une maison particulière.

Exemple de calcul de la perte de chaleur à la maison

La maison considérée est située dans la ville de Kostroma, où la température à l'extérieur de la fenêtre le jour le plus froid de cinq jours atteint -31 degrés, la température du sol - +5 ° С. Température ambiante souhaitée - +22 ° С.

Nous considérerons une maison aux dimensions suivantes:

• largeur - 6,78 m;
• longueur - 8,04 m;
• hauteur - 2,8 m.

Les valeurs seront utilisées pour calculer l'aire des éléments englobants.

Pour les calculs, il est plus pratique de dessiner un plan de maison sur papier, en y indiquant la largeur, la longueur, la hauteur du bâtiment, l'emplacement des fenêtres et des portes, leurs dimensions

Les murs du bâtiment se composent de:

• béton cellulaire d'épaisseur B = 0,21 m, coefficient de conductivité thermique k = 2,87;
• polyfoam B = 0,05 m, k = 1,678;
• brique de parement B = 0,09 m, k = 2,26.

Lors de la détermination de k, il faut utiliser les informations des tableaux, ou mieux, les informations du passeport technique, car la composition des matériaux de différents fabricants peut différer, par conséquent, avoir des caractéristiques différentes.

Le béton armé a la conductivité thermique la plus élevée, les dalles de laine minérale ont la plus faible, par conséquent, elles sont utilisées le plus efficacement dans la construction de maisons chaudes

Le sol de la maison se compose des couches suivantes:

• sable, B = 0,10 m, k = 0,58;
• pierre concassée, B = 0,10 m, k = 0,13;
• béton, B = 0,20 m, k = 1,1;
• isolation ecowool, B = 0,20 m, k = 0,043;
• chape renforcée, B = 0,30 m k = 0,93.

Dans le plan ci-dessus de la maison, l'étage a la même structure dans toute la zone, il n'y a pas de sous-sol.

Le plafond se compose de:

• laine minérale, B = 0,10 m, k = 0,05;
• cloison sèche, B = 0,025 m, k = 0,21;
• boucliers en pin, B = 0,05 m, k = 0,35.

Le plafond n'a pas accès au grenier.

Il n'y a que 8 fenêtres dans la maison, toutes à double chambre avec verre K, argon, indicateur D = 0,6. Six fenêtres mesurent 1,2 × 1,5 m, une mesure 1,2 × 2 m et une mesure 0,3 × 0,5 m. Les portes mesurent 1 × 2,2 m et le passeport D 0,36.

Calcul de la perte de chaleur des murs

Nous calculerons la perte de chaleur pour chaque mur individuellement.

Tout d'abord, trouvez l'aire du mur nord:

S_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

Il n'y a pas de portes et d'ouvertures de fenêtres sur le mur, nous allons donc utiliser cette valeur S.

Pour calculer les coûts de chaleur de OK, orientés vers l'un des points cardinaux, il faut prendre en compte les coefficients de raffinement

Sur la base de la composition du mur, nous trouvons sa résistance thermique totale égale à:

D_s.sten = D_gb + D_pn + D_kr

Pour trouver D, nous utilisons la formule:

D = B / k

Ensuite, en substituant les valeurs initiales, on obtient:

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

Pour les calculs, nous utilisons la formule:

Q_st = S × (t_v - t_n) × D × l

Étant donné que le coefficient l pour le mur nord est de 1,1, on obtient:

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

Dans le mur sud, il y a une fenêtre d'une superficie de:

S_ok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Par conséquent, dans les calculs à partir du mur sud S, il est nécessaire de soustraire les fenêtres S afin d'obtenir les résultats les plus précis.

S_yuj.s = 22.51 – 0.15 = 22.36

Le paramètre l pour la direction sud est 1. Alors:

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

Pour les murs est et ouest, le coefficient de raffinement est l = 1,05, il suffit donc de calculer la surface de l'OK sans tenir compte des fenêtres et portes 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

Ensuite:

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

Au final, le Q total des murs est égal à la somme de Q de tous les murs, soit:

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

Au total, la chaleur sort à travers les murs à hauteur de 526 watts.

Perte de chaleur par les fenêtres et les portes

Le plan de la maison montre que les portes et 7 fenêtres sont orientées est et ouest, donc le paramètre l = 1.05. La superficie totale de 7 fenêtres, compte tenu des calculs ci-dessus, est égale à:

S_okn = 10.8 + 2.4 = 13.2

Pour eux, Q, en tenant compte que D = 0,6, sera calculé comme suit:

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

Nous calculons Q de la fenêtre sud (l = 1).

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

Pour les portes, D = 0,36 et S = 2,2, l = 1,05, puis:

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

Nous résumons la perte de chaleur qui en résulte et obtenons:

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

Ensuite, nous définissons Q pour le plafond et le sol.

Calcul des pertes de chaleur du plafond et du sol

Pour plafond et sol l = 1. Calculez leur superficie.

S_pol = S_pot = 6.78 × 8.04 = 54.51

Compte tenu de la composition du sol, nous définissons le total D.

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

Ensuite, la perte de chaleur du sol, compte tenu du fait que la température de la terre est de +5, est égale à:

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

Calculez le plafond D total:

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

Alors Q du plafond sera égal à:

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

La perte de chaleur totale par OK sera égale à:

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

Au total, la déperdition calorifique de la maison sera égale à 13054 W soit près de 13 kW.

Calcul des pertes de chaleur de ventilation

La salle fonctionne avec une ventilation avec un échange d'air spécifique de 3 m³/ h, l'entrée est équipée d'un auvent air-thermique, donc pour les calculs il suffit d'utiliser la formule:

Q_v = 0,28 × L_n × p_v × c × (t_v - t_n)

Nous calculons la densité de l'air dans la pièce à une température donnée de +22 degrés:

p_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Paramètre L_n égal au produit de la consommation spécifique par la surface au sol, soit:

L_n = 3 × 54.51 = 163.53

La capacité thermique de l'air c est de 1,005 kJ / (kg × ° C).

Compte tenu de toutes les informations, on retrouve la ventilation Q:

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

Le coût total de la chaleur pour la ventilation sera de 3000 watts ou 3 kW.

Chaleur domestique

Le revenu du ménage est calculé par la formule.

Q_t = 10 × S_pol

Autrement dit, en remplaçant les valeurs connues, nous obtenons:

Q_t = 54.51 × 10 = 545

En résumé, nous pouvons voir que la perte totale de chaleur Q à la maison sera égale à:

Q = 13054 + 3000 - 545 = 15509

Nous prenons Q = 16000 W ou 16 kW comme valeur de fonctionnement.

Exemples de calculs pour le CBO

Soit la température de l'air fourni (t_r) - 55 ° С, la température ambiante souhaitée (t_v) - 22 ° C, perte de chaleur à la maison (Q) - 16 000 watts.

Déterminer la quantité d'air pour RSVO

Pour déterminer la masse de l'air fourni à la température t_r la formule est utilisée:

E_ot = Q / (c × (t_r - t_v)) 

En substituant les valeurs des paramètres dans la formule, on obtient:

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

La quantité volumétrique d'air fournie est calculée par la formule:

V_ot = E_ot / p_r

où:

p_r = 353 / (273 + t_r)

Tout d'abord, nous calculons la densité p:

p_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Ensuite:

V_ot = 483/1.07 = 451.

L'échange d'air dans la pièce est déterminé par la formule:

Vp = E_ot / p_v

Déterminez la densité de l'air dans la pièce:

p_v = 353/(273 + 22) = 1.19

En substituant les valeurs dans la formule, on obtient:

V_p = 483/1.19 = 405

Ainsi, l'échange d'air dans la pièce est de 405 m³ par heure, et le volume d'air fourni doit être égal à 451 m³ dans une heure.

Calcul de la quantité d'air pour HWAC

Pour calculer la quantité d'air pour HWRS, nous prenons les informations obtenues à partir de l'exemple précédent, ainsi que t_r = 55 ° C, t_v = 22 ° C; Q = 16000 watts. La quantité d'air requise pour la ventilation, E_évent= 110 m³/ h Température extérieure estimée t_n= -31 ° C

Pour le calcul du HFRS, nous utilisons la formule:

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

En substituant les valeurs, on obtient:

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

Le volume d'air recirculé sera de 405-110 = 296 m³ y compris la consommation de chaleur supplémentaire est égale à 27000-16000 = 11000 watts.

Détermination de la température initiale de l'air

La résistance du conduit mécanique est D = 0,27 et est tirée de ses caractéristiques techniques. La longueur du conduit à l'extérieur de la pièce chauffée est de l = 15 m. Il est déterminé que Q = 16 kW, la température de l'air intérieur est de 22 degrés et la température requise pour chauffer la pièce est de 55 degrés.

Définir E_ot selon les formules ci-dessus. Nous obtenons:

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

Flux thermique q₁ sera:

q₁ = (55 – 22)/0.27 = 122

La température initiale avec un écart de η = 0 sera:

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

Précisez la température moyenne:

t_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Ensuite:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Compte tenu des informations que nous trouvons:

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

Il en résulte que lorsque l'air se déplace, 4 degrés de chaleur sont perdus. Pour réduire les pertes de chaleur, il est nécessaire d'isoler les tuyaux. Nous vous recommandons également de vous familiariser avec notre autre article, qui décrit en détail le processus d'arrangement. systèmes de chauffage à air.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Une vidéo informative sur les calculs de CB à l'aide du programme Ecxel:

Faire confiance aux calculs de NWO est nécessaire pour les professionnels, car seuls les spécialistes ont de l'expérience, des connaissances pertinentes, prendront en compte toutes les nuances dans les calculs.

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