Obliczanie ogrzewania powietrznego: podstawowe zasady + przykład obliczeniowy

Instalacja systemu grzewczego nie jest możliwa bez wstępnych obliczeń. Uzyskane informacje powinny być tak dokładne, jak to możliwe, dlatego obliczenia ogrzewania powietrza są wykonywane przez ekspertów korzystających ze specjalistycznych programów, biorąc pod uwagę niuanse projektu.

Możliwe jest obliczenie układu ogrzewania powietrznego (dalej - NWO) niezależnie, mając podstawową wiedzę z matematyki i fizyki.

W tym artykule dowiesz się, jak obliczyć poziom strat ciepła w domu i obróbce cieplnej wody. Aby wszystko było jak najbardziej jasne, podane zostaną konkretne przykłady obliczeń.

Obliczanie strat ciepła w domu

Aby wybrać CBO, konieczne jest określenie ilości powietrza w systemie, początkowej temperatury powietrza w kanale dla optymalnego ogrzewania pomieszczenia. Aby znaleźć te informacje, musisz obliczyć straty ciepła w domu i rozpocząć podstawowe obliczenia później.

Każdy budynek w chłodne dni traci energię cieplną. Jego maksymalna liczba opuszcza pomieszczenie przez ściany, dach, okna, drzwi i inne elementy otaczające (dalej - OK), zwrócone w stronę jednej strony ulicy.

Aby zapewnić określoną temperaturę w domu, musisz obliczyć moc cieplną, która jest w stanie zrekompensować koszty ciepła i utrzymać w domu pożądana temperatura.

Istnieje błędne przekonanie, że straty ciepła są takie same dla każdego domu. Niektóre źródła twierdzą, że 10 kW wystarcza do ogrzania małego domu o dowolnej konfiguracji, inne są ograniczone do 7-8 kW na metr kwadratowy. metr

Zgodnie z uproszczonym schematem obliczeń co 10 m² obszar eksploatowany w regionach północnych i środkowych pasm powinien zostać zaopatrzony w dostawę 1 kW energii cieplnej. Liczba ta, osobna dla każdego budynku, jest mnożona przez współczynnik 1,15, tworząc w ten sposób rezerwę mocy cieplnej na wypadek nieoczekiwanych strat.

Jednak takie szacunki są raczej przybliżone, a ponadto nie uwzględniają jakości, cech materiałów użytych do budowy domu, warunków klimatycznych i innych czynników wpływających na koszty ciepła.

Ilość ciepła odpadowego zależy od powierzchni elementu otaczającego, przewodności cieplnej każdej z jego warstw. Największa ilość energii cieplnej opuszcza pomieszczenie przez ściany, podłogę, dach, okna

Jeśli do budowy domu zastosowano nowoczesną konstrukcję materiały przewodzące ciepło które są niskie, wówczas strata ciepła w konstrukcji będzie mniejsza, co oznacza, że ​​moc cieplna będzie potrzebować mniej.

Jeśli weźmiesz sprzęt termiczny, który wytwarza więcej energii niż to konieczne, pojawi się nadmiar ciepła, który zwykle kompensuje wentylacja. W takim przypadku pojawiają się dodatkowe koszty finansowe.

Jeśli dla CBO zostanie wybrany sprzęt o niskiej mocy, w pomieszczeniu wyczuwalny będzie niedobór ciepła, ponieważ urządzenie nie będzie w stanie wygenerować wymaganej ilości energii, co będzie wymagało zakupu dodatkowych urządzeń grzewczych.

Zastosowanie pianki poliuretanowej, włókna szklanego i innej nowoczesnej izolacji pozwala osiągnąć maksymalną izolację termiczną pomieszczenia

Koszty termiczne budynku zależą od:

• struktura otaczających elementów (ściany, sufity itp.), ich grubość;
• ogrzewana powierzchnia;
• orientacja względem punktów kardynalnych;
• minimalna temperatura za oknem w regionie lub mieście przez 5 dni zimowych;
• czas trwania sezonu grzewczego;
• procesy infiltracji, wentylacji;
• domowe zaopatrzenie w ciepło;
• zużycie ciepła na potrzeby domowe.

Niemożliwe jest prawidłowe obliczenie strat ciepła bez uwzględnienia infiltracji i wentylacji, które znacząco wpływają na składnik ilościowy. Infiltracja to naturalny proces przenoszenia mas powietrza, który zachodzi podczas przemieszczania się ludzi w pomieszczeniu, otwierania okien w celu wentylacji i innych procesów domowych.

Wentylacja to specjalnie zainstalowany system, przez który dostarczane jest powietrze, a powietrze może dostać się do pomieszczenia o niższej temperaturze.

9 razy więcej ciepła jest wydalane przez wentylację niż podczas naturalnej infiltracji

Ciepło dostaje się do pomieszczenia nie tylko przez system grzewczy, ale także przez urządzenia grzewcze, żarówki i ludzi. Ważne jest również, aby wziąć pod uwagę zużycie ciepła do ogrzewania zimnych przedmiotów przywiezionych z ulicy, ubrań.

Przed wyborem sprzętu do systemów chłodzenia wodnego projekt systemu grzewczego Ważne jest, aby obliczyć straty ciepła w domu z dużą dokładnością. Można to zrobić za pomocą bezpłatnego programu Valtec. Aby nie zagłębiać się w zawiłości aplikacji, możesz użyć wzorów matematycznych, które zapewniają wysoką dokładność obliczeń.

Aby obliczyć całkowitą utratę ciepła Q domu, konieczne jest obliczenie zużycia ciepła przez przegrodę Q budynku_org.k, zużycie energii do wentylacji i infiltracji Q_v, uwzględnić wydatki na gospodarstwo domowe Q_t. Straty są mierzone i rejestrowane w watach.

Aby obliczyć całkowite zużycie ciepła Q, użyj wzoru:

Q = Q_org.k + Q_v - Q_t

Następnie rozważamy wzory do określania kosztów ciepła:

Q_org.k , Q_v, Q_t.

Wyznaczanie strat ciepła przegród budowlanych

Poprzez otaczające elementy domu (ściany, drzwi, okna, sufit i podłoga) uwalniana jest największa ilość ciepła. Aby ustalić Q_org.k konieczne jest osobne obliczenie strat ciepła, które ponosi każdy element konstrukcyjny.

To jest Q_org.k obliczone według wzoru:

Q_org.k = Q_pol + Q_św + Q_ok + Q_pt + Q_dv

Aby określić Q każdego elementu domu, należy dowiedzieć się o jego strukturze i współczynniku przewodności cieplnej lub współczynniku oporu cieplnego, który jest wskazany w certyfikacie materiałowym.

Aby obliczyć zużycie ciepła, uwzględnia się warstwy wpływające na izolację termiczną. Na przykład izolacja, mur, okładzina itp.

Obliczanie strat ciepła następuje dla każdej jednorodnej warstwy elementu otaczającego. Na przykład, jeśli ściana składa się z dwóch różnych warstw (izolacja i mur), wówczas obliczenia są wykonywane osobno dla izolacji i muru.

Oblicz zużycie ciepła przez warstwę, biorąc pod uwagę pożądaną temperaturę w pomieszczeniu według wyrażenia:

Q_św = S × (t_v - t_n) × B × l / k

W wyrażeniu zmienne mają następujące znaczenie:

• S - powierzchnia warstwy, m²;
• t_v - pożądana temperatura w domu, ° C; w narożnych pokojach temperatura jest wyższa o 2 stopnie;
• t_n - średnia temperatura najzimniejszych 5 dni w regionie, ° С;
• k jest współczynnikiem przewodności cieplnej materiału;
• B jest grubością każdej warstwy elementu otaczającego, m;
• l– parametr tabelaryczny, uwzględnia cechy zużycia ciepła dla OK zlokalizowanego w różnych częściach świata.

Jeśli okna lub drzwi są wbudowane w ścianę, dla której wykonuje się obliczenia, wówczas przy obliczaniu Q z całkowitej powierzchni OK konieczne jest odjęcie powierzchni okna lub drzwi, ponieważ ich zużycie ciepła będzie inne.

W paszporcie technicznym współczynnik przenikania ciepła D jest czasem wskazany na oknach lub drzwiach, dzięki czemu można uprościć obliczenia

Współczynnik oporu cieplnego oblicza się ze wzoru:

D = B / k

Wzór na utratę ciepła dla pojedynczej warstwy można przedstawić jako:

Q_św = S × (t_v - t_n) × D × l

W praktyce, aby obliczyć Q podłogi, ścian lub sufitów, współczynniki D każdej warstwy OK są obliczane osobno, sumowane i zastępowane ogólnym wzorem, który upraszcza proces obliczania.

Uwzględnianie kosztów infiltracji i wentylacji

Powietrze o niskiej temperaturze może dostać się do pomieszczenia z systemu wentylacyjnego, co znacznie wpływa na utratę ciepła. Ogólna formuła tego procesu jest następująca:

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

W wyrażeniu znaki alfabetyczne mają znaczenie:

• L._n - przepływ powietrza dolotowego, m³/ h;
• p_v - gęstość powietrza w pomieszczeniu przy danej temperaturze, kg / m³;
• t_v - temperatura w domu, ° С;
• t_n - średnia temperatura najzimniejszych 5 dni w regionie, ° С;
• c to pojemność cieplna powietrza, kJ / (kg * ° C).

Parametr L._n zaczerpnięte z właściwości technicznych systemu wentylacji. W większości przypadków powietrze nawiewane ma właściwy przepływ 3 m³/ h, na podstawie którego L_n obliczone według wzoru:

L._n = 3 × S._pol

We wzorze S_pol - powierzchnia podłogi, m².

Gęstość powietrza w pomieszczeniup_v zdefiniowane przez wyrażenie:

p_v = 353/273 + t_v

Tutaj t_v - ustawiona temperatura w domu, mierzona w ° C

Pojemność cieplna c jest stałą wielkością fizyczną i wynosi 1,005 kJ / (kg × ° C).

Przy naturalnej wentylacji zimne powietrze dostaje się przez okna, drzwi, wypierając ciepło przez komin

Niezorganizowana wentylacja lub infiltracja jest określona wzorem:

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

W równaniu:

• G._h - przepływ powietrza przez każde ogrodzenie ma wartość tabelaryczną, kg / h;
• k_t - współczynnik wpływu termicznego przepływu powietrza, pobrany z tabeli;
• t_v , t_n - ustawić temperatury wewnątrz i na zewnątrz, ° C.

Po otwarciu drzwi dochodzi do najbardziej znaczącej utraty ciepła, dlatego jeśli wejście jest wyposażone w kurtyny powietrzne, należy je również wziąć pod uwagę.

Kurtyna termiczna jest wydłużonym termowentylatorem, tworzącym silny przepływ w oknie lub drzwiach. Minimalizuje lub praktycznie eliminuje straty ciepła i powietrza z ulicy, nawet przy otwartych drzwiach lub oknach

Aby obliczyć utratę ciepła przez drzwi, stosuje się wzór:

Q_ot.d = Q_dv × j × H

W wyrażeniu:

• Q_dv - obliczona utrata ciepła przez drzwi zewnętrzne;
• H - wysokość budynku, m;
• j jest współczynnikiem tabelarycznym, w zależności od rodzaju drzwi i ich położenia.

Jeśli dom zorganizował wentylację lub infiltrację, obliczenia są wykonywane zgodnie z pierwszą formułą.

Powierzchnia otaczających elementów konstrukcyjnych może być niejednorodna - mogą na niej występować szczeliny lub wycieki, przez które przechodzi powietrze. Te straty ciepła uważa się za nieistotne, ale można je również określić. Można tego dokonać wyłącznie metodami programowymi, ponieważ nie można obliczyć niektórych funkcji bez użycia aplikacji.

Najdokładniejszy obraz rzeczywistej utraty ciepła jest uzyskany w badaniu termowizyjnym w domu. Ta metoda diagnostyczna pozwala zidentyfikować ukryte błędy konstrukcyjne, luki w izolacji termicznej, nieszczelności w systemie wodociągowym, zmniejszając wydajność cieplną budynku i inne wady

Ciepło domowe

Poprzez urządzenia elektryczne ciało ludzkie, lampy, dodatkowe ciepło dociera do pomieszczenia, co jest również uwzględniane przy obliczaniu strat ciepła.

Ustalono eksperymentalnie, że takie wpływy nie mogą przekraczać znaku 10 W na 1 m². Dlatego formuła obliczeniowa może mieć postać:

Q_t = 10 × S._pol

W wyrażeniu S._pol - powierzchnia podłogi, m².

Główna metoda obliczeniowa

Główną zasadą działania każdego NWO jest przenoszenie energii cieplnej przez powietrze poprzez chłodzenie płynu chłodzącego. Jego głównymi elementami są generator ciepła i rura cieplna.

Powietrze jest doprowadzane do pomieszczenia już ogrzanego do temperatury t_rw celu utrzymania pożądanej temperatury t_v. Dlatego ilość zgromadzonej energii powinna być równa całkowitej utracie ciepła w budynku, to znaczy Q. Jest równość:

Q = E_ot × c × (t_v - t_n)

We wzorze E - natężenie przepływu ogrzanego powietrza kg / s do ogrzewania pomieszczenia. Z równości możemy wyrazić E._ot:

E_ot = Q / (c × (t_v - t_n))

Przypomnijmy, że pojemność cieplna powietrza wynosi c = 1005 J / (kg × K).

Wzór określa tylko ilość dostarczanego powietrza, wykorzystywanego tylko do ogrzewania tylko w systemach recyrkulacji (dalej - RSVO).

W systemach zasilania i recyrkulacji część powietrza jest pobierana z ulicy, a druga część - z pomieszczenia. Obie części są mieszane i po podgrzaniu do wymaganej temperatury są dostarczane do pomieszczenia

Jeśli jako wentylację stosuje się CBO, ilość dostarczanego powietrza oblicza się w następujący sposób:

• Jeśli ilość powietrza do ogrzewania przewyższa ilość powietrza do wentylacji lub jest równa, wówczas bierze się pod uwagę ilość powietrza do ogrzewania, a system wybiera się jako przepływ bezpośredni (dalej - PSVO) lub z częściową recyrkulacją (dalej - HRWS).
• Jeśli ilość powietrza do ogrzewania jest mniejsza niż ilość powietrza potrzebna do wentylacji, wówczas brana jest pod uwagę tylko ilość powietrza potrzebna do wentylacji, wprowadza się HVAC (czasami - HVAC), a temperaturę dostarczanego powietrza oblicza się według wzoru: t_r = t_v + Q / c × E_{odpowietrzenie}.

W przypadku przekroczenia o t_r dopuszczalne parametry, należy zwiększyć ilość powietrza wprowadzanego przez wentylację.

Jeśli pomieszczenie ma źródła stałego ciepła, temperatura dostarczanego powietrza jest zmniejszana.

Dołączone urządzenia elektryczne wytwarzają około 1% ciepła w pomieszczeniu. Jeśli jedno lub więcej urządzeń będzie działać w sposób ciągły, ich moc cieplną należy uwzględnić w obliczeniach

W przypadku pojedynczego pokoju wskaźnik t_r może być inny. Technicznie możliwe jest zrealizowanie idei dostarczania różnych temperatur do poszczególnych pomieszczeń, ale znacznie łatwiej jest dostarczyć powietrze o tej samej temperaturze do wszystkich pomieszczeń.

W tym przypadku całkowita temperatura t_r weź ten, który okazał się najmniejszy. Następnie ilość dostarczanego powietrza oblicza się według wzoru definiującego E_ot.

Następnie określamy wzór do obliczania objętości powietrza wlotowego V._ot w temperaturze ogrzewania t_r:

V._ot = E_ot/ p_r

Odpowiedź jest napisana wm³/ h

Jednak wewnętrzna wymiana powietrza V_p będzie różnić się od wartości V_ot, ponieważ konieczne jest określenie go na podstawie temperatury wewnętrznej t_v:

V._ot = E_ot/ p_v

We wzorze na określenie V_p i v_ot wskaźniki gęstości powietrza p_r i p_v (kg / m³) są obliczane z uwzględnieniem temperatury ogrzanego powietrza t_r i temperatura pokojowa t_v.

Wskazana temperatura pokojowa t_r musi być wyższy niż t_v. Zmniejszy to ilość dostarczanego powietrza i zmniejszy wymiary kanałów systemów z naturalnym ruchem powietrza lub zmniejszy zużycie energii elektrycznej, jeśli do cyrkulacji ogrzanej masy powietrza zastosowana zostanie mechaniczna motywacja.

Tradycyjnie maksymalna temperatura powietrza wchodzącego do pomieszczenia, gdy jest ono dostarczane na wysokości przekraczającej znak 3,5 m, powinna wynosić 70 ° С. Jeśli powietrze jest dostarczane na wysokości mniejszej niż 3,5 m, wówczas jego temperatura jest zwykle równa 45 ° C.

W przypadku budynków mieszkalnych o wysokości 2,5 m dopuszczalna temperatura wynosi 60 ° C. Gdy temperatura jest wyższa, atmosfera traci swoje właściwości i nie nadaje się do inhalacji.

Jeśli kurtyny powietrzno-termiczne znajdują się przy zewnętrznych bramach i otworach skierowanych na zewnątrz, temperatura powietrza wlotowego jest dozwolona 70 ° C, w przypadku kurtyn umieszczonych w drzwiach zewnętrznych, do 50 ° C.

Na dostarczaną temperaturę mają wpływ metody dostarczania powietrza, kierunek strumienia (w pionie, wzdłuż zbocza, w poziomie itp.). Jeśli ludzie są stale w pomieszczeniu, temperaturę dostarczanego powietrza należy obniżyć do 25 ° C.

Po przeprowadzeniu wstępnych obliczeń możliwe jest określenie niezbędnego zużycia ciepła do podgrzania powietrza.

W przypadku kosztów ciepła RSVO Q₁ obliczone przez wyrażenie:

Q₁ = E_ot × (t_r - t_v) × c

Do obliczenia PSVO Q₂ wyprodukowany według wzoru:

Q₂ = E_{odpowietrzenie} × (t_r - t_v) × c

Zużycie ciepła Q₃ dla HRW wynika z równania:

Q₃ = [E_ot × (t_r - t_v) + E_{odpowietrzenie} × (t_r - t_v)] × c

We wszystkich trzech wyrażeniach:

• E_ot i E_{odpowietrzenie} - zużycie powietrza w kg / s do ogrzewania (E_ot) i wentylacja (E_{odpowietrzenie});
• t_n - temperatura zewnętrzna w ° C

Pozostałe cechy zmiennych są takie same.

W CHRSVO ilość recyrkulowanego powietrza określa wzór:

E_rec = E_ot - E_{odpowietrzenie}

Zmienna e_ot wyraża ilość zmieszanego powietrza ogrzanego do temperatury t_r.

W PSVO występuje osobliwość z naturalną motywacją - ilość poruszającego się powietrza zmienia się w zależności od temperatury na zewnątrz. Jeśli temperatura zewnętrzna spadnie, ciśnienie w układzie wzrośnie. Prowadzi to do wzrostu ilości powietrza wchodzącego do domu. Jeśli temperatura wzrośnie, nastąpi odwrotny proces.

Również w systemie klimatyzacji, w przeciwieństwie do systemów wentylacyjnych, powietrze porusza się z mniejszą i zmienną gęstością w porównaniu z gęstością powietrza otaczającego kanały powietrzne.

Z powodu tego zjawiska zachodzą następujące procesy:

1. Pochodzące z generatora powietrze przechodzące przez kanały powietrzne jest zauważalnie chłodzone podczas ruchu
2. Podczas naturalnego ruchu ilość powietrza wpływającego do pomieszczenia zmienia się w sezonie grzewczym.

Powyższe procesy nie są brane pod uwagę, jeśli wentylatory są używane w układzie klimatyzacji do cyrkulacji powietrza, a także mają ograniczoną długość i wysokość.

Jeśli system ma wiele rozgałęzień, dość długich, a budynek jest duży i wysoki, konieczne jest ograniczenie procesu chłodzenia powietrza w przewodach, aby zmniejszyć redystrybucję powietrza wchodzącego pod wpływem naturalnego ciśnienia cyrkulacyjnego.

Przy obliczaniu wymaganej mocy rozszerzonych i rozgałęzionych systemów podgrzewania powietrza należy wziąć pod uwagę nie tylko naturalny proces chłodzenia masy powietrza podczas ruchu przez kanał, ale także wpływ naturalnego ciśnienia masy powietrza podczas przejścia przez kanał

Aby kontrolować proces chłodzenia powietrza, wykonaj obliczenia termiczne kanałów. Aby to zrobić, konieczne jest ustalenie początkowej temperatury powietrza i określenie jej natężenia przepływu za pomocą wzorów.

Aby obliczyć strumień ciepła Q_ohl przez ściany kanału, którego długość jest równa l, użyj wzoru:

Q_ohl = q₁ × l

W wyrażeniu q₁ oznacza strumień ciepła przechodzący przez ściany kanału o długości 1 m. Parametr oblicza się na podstawie wyrażenia:

q₁ = k × S.₁ × (t_sr - t_v) = (t_sr - t_v) / D₁

W równaniu D₁ - opór przenoszenia ciepła od ogrzanego powietrza o średniej temperaturze t_sr w poprzek kwadratu S.₁ ściany kanału o długości 1 mw pomieszczeniu w temperaturze t_v.

Równanie bilansu cieplnego wygląda następująco:

q₁l = E_ot × c × (t_nach - t_r)

We wzorze:

• E_ot - ilość powietrza potrzebna do ogrzania pomieszczenia, kg / h;
• c jest ciepłem właściwym powietrza, kJ / (kg ° C);
• t_nac - temperatura powietrza na początku kanału, ° C;
• t_r - temperatura powietrza odprowadzanego do pomieszczenia, ° С.

Równanie bilansu cieplnego pozwala ustawić początkową temperaturę powietrza w kanale na daną temperaturę końcową i, odwrotnie, znaleźć temperaturę końcową przy danej temperaturze początkowej, a także określić przepływ powietrza.

Temperatura t_nach można również znaleźć według wzoru:

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

Tutaj η jest częścią Q_ohlwejście do pokoju w obliczeniach jest równe zero. Cechy pozostałych zmiennych zostały wymienione powyżej.

Udoskonalona formuła przepływu gorącego powietrza będzie wyglądać następująco:

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

Wszystkie wartości literalne w wyrażeniu są zdefiniowane powyżej. Przejdźmy do przykładu obliczania ogrzewania powietrza dla konkretnego domu.

Przykład obliczania strat ciepła w domu

Rozważany dom znajduje się w mieście Kostroma, gdzie temperatura za oknem w najzimniejszy pięciodniowy dzień osiąga -31 stopni, temperatura gleby - +5 ° С. Żądana temperatura pokojowa - +22 ° С.

Rozważymy dom o następujących wymiarach:

• szerokość - 6,78 m;
• długość - 8,04 m;
• wysokość - 2,8 m.

Wartości zostaną wykorzystane do obliczenia pola otaczających elementów.

Do obliczeń najwygodniej jest narysować plan domu na papierze, wskazując na nim szerokość, długość, wysokość budynku, lokalizację okien i drzwi, ich wymiary

Ściany budynku składają się z:

• gazobeton o grubości B = 0,21 m, współczynnik przewodności cieplnej k = 2,87;
• pianka B = 0,05 m, k = 1,678;
• cegła licowa B = 0,09 m, k = 2,26.

Przy określaniu k należy korzystać z informacji z tabel lub, lepiej, informacji z paszportu technicznego, ponieważ skład materiałów różnych producentów może się różnić, dlatego mają różne cechy.

Żelbet ma najwyższą przewodność cieplną, płyty z wełny mineralnej mają najniższe, dlatego są najskuteczniej stosowane w budowie ciepłych domów

Podłoga domu składa się z następujących warstw:

• piasek, B = 0,10 m, k = 0,58;
• kruszony kamień, B = 0,10 m, k = 0,13;
• beton, B = 0,20 m, k = 1,1;
• izolacja ecowool, B = 0,20 m, k = 0,043;
• jastrych wzmocniony, B = 0,30 m k = 0,93.

Na powyższym planie domu podłoga ma taką samą strukturę na całym obszarze, nie ma piwnicy.

Sufit składa się z:

• wełna mineralna, B = 0,10 m, k = 0,05;
• płyta gipsowo-kartonowa, B = 0,025 m, k = 0,21;
• osłony sosnowe, B = 0,05 m, k = 0,35.

Sufit nie ma dostępu do strychu.

W domu jest tylko 8 okien, wszystkie są dwukomorowe ze szkłem K, argonem, wskaźnikiem D = 0,6. Sześć okien ma wymiary 1,2 × 1,5 m, jedno - 1,2 × 2 m, jedno - 0,3 × 0,5 m. Drzwi mają wymiary 1 × 2,2 m, wskaźnik D według paszportu wynosi 0,36.

Obliczanie strat ciepła na ścianie

Będziemy obliczać straty ciepła dla każdej ściany osobno.

Najpierw znajdź obszar północnej ściany:

S._sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

Na ścianie nie ma otworów drzwi i okien, więc użyjemy tej wartości S.

Aby obliczyć koszty ciepła OK, zorientowane na jeden z głównych punktów, należy wziąć pod uwagę współczynniki udoskonalenia

Na podstawie składu ściany uzyskujemy całkowitą odporność na ciepło równą:

D._s.sten = D._gb + D_pn + D_kr

Aby znaleźć D, używamy wzoru:

D = B / k

Następnie, zastępując wartości początkowe, otrzymujemy:

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

Do obliczeń używamy wzoru:

Q_św = S × (t_v - t_n) × D × l

Biorąc pod uwagę, że współczynnik l dla ściany północnej wynosi 1,1, otrzymujemy:

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

W ścianie południowej znajduje się jedno okno o powierzchni:

S._ok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Dlatego w obliczeniach z południowej ściany S konieczne jest odjęcie S okien, aby uzyskać najdokładniejsze wyniki.

S._yuj.s = 22.51 – 0.15 = 22.36

Parametr l dla kierunku południowego wynosi 1. Następnie:

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

Dla ścian wschodnich i zachodnich współczynnik uszlachetnienia wynosi l = 1,05, dlatego wystarczy obliczyć powierzchnię OK bez uwzględnienia S okien i drzwi.

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

Następnie:

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

Ostatecznie całkowite Q ścian jest równe sumie Q wszystkich ścian, to znaczy:

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

Ogółem ciepło opuszcza ściany przez 526 watów.

Straty ciepła przez okna i drzwi

Plan domu pokazuje, że drzwi i 7 okien są skierowane na wschód i zachód, dlatego parametr l = 1,05. Całkowita powierzchnia 7 okien, biorąc pod uwagę powyższe obliczenia, jest równa:

S._ok = 10.8 + 2.4 = 13.2

Dla nich Q, biorąc pod uwagę, że D = 0,6, zostanie obliczone w następujący sposób:

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

Obliczamy Q okna południowego (l = 1).

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

W przypadku drzwi D = 0,36, a S = 2,2, l = 1,05, a następnie:

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

Podsumowujemy powstałe straty ciepła i otrzymujemy:

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

Następnie definiujemy Q dla sufitu i podłogi.

Obliczanie strat ciepła sufitu i podłogi

Do sufitu i podłogi l = 1. Oblicz ich powierzchnię.

S._pol = S_garnek = 6.78 × 8.04 = 54.51

Biorąc pod uwagę skład podłogi, określamy całkowitą D.

D._pol = 0.10/0.58 + 0.10/0.13 + 0.2/1.1 + 0.2/0.043 + 0.3/0.93 =61

Następnie utrata ciepła podłogi, biorąc pod uwagę fakt, że temperatura ziemi wynosi +5, jest równa:

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

Oblicz całkowity pułap D:

D._garnek = 0.10/0.05 + 0.025/0.21 + 0.05/0.35 = 2.26

Wtedy Q pułapu będzie równy:

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

Całkowita strata ciepła przez OK będzie równa:

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

Łącznie straty ciepła w domu będą równe 13054 W lub prawie 13 kW.

Obliczanie strat ciepła wentylacji

W pomieszczeniu działa wentylacja z określoną wymianą powietrza 3 m³/ h wejście jest wyposażone w baldachim powietrzno-termiczny, więc do obliczeń wystarczy użyć wzoru:

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

Obliczamy gęstość powietrza w pomieszczeniu przy danej temperaturze +22 stopni:

p_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Parametr L._n równa iloczynowi zużycia jednostkowego przez powierzchnię podłogi, to znaczy:

L._n = 3 × 54.51 = 163.53

Pojemność cieplna powietrza c wynosi 1,005 kJ / (kg × ° C).

Biorąc pod uwagę wszystkie informacje, znajdujemy wentylację P:

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

Całkowity koszt ogrzewania wentylacji wyniesie 3000 watów lub 3 kW.

Ciepło domowe

Dochód gospodarstwa domowego oblicza się według wzoru.

Q_t = 10 × S._pol

Oznacza to, że zastępując znane wartości, otrzymujemy:

Q_t = 54.51 × 10 = 545

Podsumowując, widzimy, że całkowita strata ciepła Q w domu będzie równa:

Q = 13054 + 3000-545 = 15509

Jako wartość roboczą przyjmujemy Q = 16000 W lub 16 kW.

Przykłady obliczeń dla CBO

Niech temperatura dostarczanego powietrza (t_r) - 55 ° С, żądana temperatura pokojowa (t_v) - 22 ° C, utrata ciepła w domu (Q) - 16 000 watów.

Określanie ilości powietrza dla RSVO

Aby określić masę dostarczanego powietrza o temperaturze t_r stosowana jest formuła:

E_ot = Q / (c × (t_r - t_v)) 

Podstawiając wartości parametrów we wzorze, otrzymujemy:

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

Objętościową ilość dostarczanego powietrza oblicza się według wzoru:

V._ot = E_ot / p_r

gdzie:

p_r = 353 / (273 + t_r)

Najpierw obliczamy gęstość p:

p_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Następnie:

V._ot = 483/1.07 = 451.

Wymiana powietrza w pomieszczeniu zależy od wzoru:

Vp = E_ot / p_v

Określ gęstość powietrza w pomieszczeniu:

p_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Podstawiając wartości we wzorze, otrzymujemy:

V._p = 483/1.19 = 405

Tak więc wymiana powietrza w pomieszczeniu wynosi 405 m³ na godzinę, a objętość dostarczanego powietrza powinna wynosić 451 m³ za godzinę.

Obliczanie ilości powietrza dla HWAC

Aby obliczyć ilość powietrza dla HWRS, bierzemy informacje uzyskane z poprzedniego przykładu, a także t_r = 55 ° C, t_v = 22 ° C; Q = 16000 watów. Ilość powietrza potrzebna do wentylacji, E_{odpowietrzenie}= 110 m³/ h Szacowana temperatura zewnętrzna t_n= -31 ° C

Do obliczenia HFRS używamy wzoru:

Q₃ = [E_ot × (t_r - t_v) + E_{odpowietrzenie} × p_v × (t_r - t_v)] × c

Podstawiając wartości, otrzymujemy:

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

Objętość recyrkulowanego powietrza wyniesie 405–110 = 296 m³ w tym dodatkowe zużycie ciepła wynosi 27000-16000 = 11000 watów.

Określenie początkowej temperatury powietrza

Rezystancja przewodu mechanicznego wynosi D = 0,27 i wynika z jego właściwości technicznych. Długość kanału na zewnątrz ogrzewanego pomieszczenia wynosi l = 15 m. Ustalono, że Q = 16 kW, temperatura powietrza wewnętrznego wynosi 22 stopnie, a temperatura wymagana do ogrzania pomieszczenia wynosi 55 stopni.

Zdefiniuj E_ot zgodnie z powyższymi wzorami. Otrzymujemy:

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

Strumień ciepła q₁ będzie:

q₁ = (55 – 22)/0.27 = 122

Temperatura początkowa z odchyleniem η = 0 będzie wynosić:

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

Określ średnią temperaturę:

t_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Następnie:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Biorąc pod uwagę informacje, które znajdziemy:

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

Wynika z tego, że gdy powietrze się porusza, tracone są 4 stopnie ciepła. Aby zmniejszyć straty ciepła, konieczne jest zaizolowanie rur. Zalecamy również zapoznanie się z naszym innym artykułem, który szczegółowo opisuje proces aranżacji. systemy ogrzewania powietrznego.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Film informacyjny o obliczeniach CB przy użyciu programu Ecxel

Ufanie obliczeniom NWO jest konieczne dla profesjonalistów, ponieważ tylko specjaliści mający doświadczenie, odpowiednią wiedzę, wezmą pod uwagę wszystkie niuanse w obliczeniach.

Masz pytania, znajdź niedokładności w powyższych obliczeniach lub chcesz uzupełnić materiał cennymi informacjami? Proszę zostawić swój komentarz w poniższym bloku.