Calculul încălzirii aerului: principii de bază + exemplu de calcul

Instalarea sistemului de încălzire nu este posibilă fără calcule preliminare. Informațiile obținute ar trebui să fie cât mai precise, prin urmare, calculul încălzirii aerului se face de către experți care folosesc programe specializate, ținând cont de nuanțele proiectării.

Este posibil să se calculeze independent sistemul de încălzire a aerului (în continuare - NWO), având cunoștințe elementare în matematică și fizică.

În acest articol, vă vom spune cum să calculați nivelul pierderilor de căldură la domiciliu și tratamentul termic al apei. Pentru ca totul să fie cât mai clar posibil, se vor da exemple specifice de calcule.

Calculul pierderilor de căldură la domiciliu

Pentru a selecta CBO, este necesar să se determine cantitatea de aer pentru sistem, temperatura inițială a aerului din conductă pentru încălzirea optimă a încăperii. Pentru a afla aceste informații, trebuie să calculați pierderea de căldură acasă și să începeți ulterior calculele de bază.

Orice clădire în perioada rece pierde energie termică. Numărul său maxim iese din cameră prin pereți, acoperiș, ferestre, uși și alte elemente care înconjoară (în continuare - OK), orientate într-o parte pe stradă.

Pentru a asigura o anumită temperatură în casă, trebuie să calculați puterea termică, care să poată compensa costurile de căldură și să mențină în casă temperatura dorită.

Există o concepție greșită că pierderile de căldură sunt aceleași pentru fiecare casă. Unele surse susțin că 10 kW sunt suficiente pentru a încălzi o casă mică de orice configurație, altele sunt limitate la 7-8 kW pe mp. metru.

Conform schemei de calcul simplificate la fiecare 10 m² suprafața exploatată din regiunile nordice și zonele de bandă medie trebuie să fie prevăzută cu 1 kW de energie termică. Această cifră, individuală pentru fiecare clădire, este înmulțită cu un factor de 1,15, creând astfel o rezervă de energie termică în caz de pierderi neașteptate.

Totuși, astfel de estimări sunt destul de brute, în plus, ele nu țin cont de calitatea, caracteristicile materialelor utilizate la construcția casei, condițiile climatice și alți factori care afectează costurile de căldură.

Cantitatea de căldură reziduală depinde de zona elementului de închidere, de conductivitatea termică a fiecărui strat. Cea mai mare cantitate de energie termică părăsește camera prin pereți, podea, acoperiș, ferestre

Dacă construcția casei a folosit construcții moderne materiale de conductivitate termică care sunt mici, atunci pierderea de căldură a structurii va fi mai mică, ceea ce înseamnă că energia termică va avea nevoie de mai puțin.

Dacă luați echipamente termice care generează mai multă putere decât este necesar, atunci va apărea excesul de căldură, care de obicei este compensată de ventilație. În acest caz, apar cheltuieli financiare suplimentare.

Dacă este selectat un echipament cu putere redusă pentru CBO, atunci în cameră se va simți o lipsă de căldură, deoarece dispozitivul nu va putea genera cantitatea necesară de energie, ceea ce va necesita achiziționarea de unități de încălzire suplimentare.

Utilizarea spumei poliuretanice, a fibrei de sticlă și a altor izolații moderne vă permite să obțineți o izolare termică maximă a încăperii

Costurile termice ale unei clădiri depind de:

• structura elementelor de împrejmuire (pereți, tavane etc.), grosimea acestora;
• suprafață încălzită;
• orientarea în raport cu punctele cardinale;
• temperatura minimă în afara ferestrei din regiune sau oraș în 5 zile de iarnă;
• durata sezonului de încălzire;
• procese de infiltrare, ventilație;
• alimentarea cu căldură menajeră;
• consum de căldură pentru nevoile casnice.

Este imposibil să calculați corect pierderea de căldură fără a ține cont de infiltrare și ventilație, care afectează semnificativ componenta cantitativă. Infiltrarea este un proces natural de mișcare a maselor de aer care are loc în timpul mișcării oamenilor într-o cameră, deschizând ferestre pentru ventilație și alte procese casnice.

Ventilarea este un sistem special instalat prin care este furnizat aer, iar aerul poate intra într-o cameră cu o temperatură mai scăzută.

De 9 ori mai multă căldură este expulzată prin ventilație decât în ​​timpul infiltrării naturale

Căldura intră în cameră nu numai prin sistemul de încălzire, ci și prin aparate de încălzire, lămpi incandescente și oameni. De asemenea, este important să se țină seama de consumul de căldură pentru încălzirea articolelor reci aduse de pe stradă, de haine.

Înainte de a alege echipamentul pentru sistemele de răcire cu apă, proiectarea sistemului de încălzire Este important să calculați pierderea de căldură acasă cu o precizie ridicată. Acest lucru se poate face folosind programul gratuit Valtec. Pentru a nu vă aprofunda complexitatea aplicației, puteți utiliza formule matematice care oferă o precizie ridicată a calculelor.

Pentru a calcula pierderea totală de căldură Q a locuinței, este necesar să se calculeze consumul de căldură al plicului Q al clădirii_org.k, consum de energie pentru ventilație și infiltrare Q_v, țineți cont de cheltuielile casnice Q_T. Pierderile sunt măsurate și înregistrate în wați.

Pentru a calcula consumul total de căldură Q, folosiți formula:

Q = Q_org.k + Q_v - Î_T

În continuare, avem în vedere formulele pentru determinarea costurilor de căldură:

Q_org.k , Q_v, Q_T.

Determinarea pierderilor de căldură ale plicurilor din clădire

Prin elementele de închidere ale casei (pereți, uși, ferestre, tavan și podea), cea mai mare cantitate de căldură este eliberată. Pentru a determina Q_org.k este necesar să se calculeze separat pierderile de căldură pe care le suportă fiecare element structural.

Aceasta este Q_org.k calculat după formula:

Q_org.k = Q_pol + Q_st + Q_OKN + Q_pt + Q_DV

Pentru a determina Q-ul fiecărui element al casei, este necesar să aflăm structura și coeficientul său de conductivitate termică sau coeficientul de rezistență termică, care este indicat în pașaportul materialului.

Pentru a calcula consumul de căldură, se iau în calcul straturile care afectează izolația termică. De exemplu, izolarea, zidăria, placarea etc.

Calculul pierderii de căldură are loc pentru fiecare strat omogen al elementului de înglobare. De exemplu, dacă un perete este format din două straturi diferite (izolație și zidărie), atunci calculul se face separat pentru izolare și cărămidă.

Calculați consumul de căldură al stratului, ținând cont de temperatura dorită în cameră prin expresia:

Q_st = S × (t_v - t_n) × B × l / k

Variabilele au următoarele semnificații într-o expresie:

• S - zona stratului, m²;
• T_v - temperatura dorită în casă, ° C; pentru camerele de colț, temperatura este ridicată cu 2 grade mai mare;
• T_n - temperatura medie a celor mai reci 5 zile din regiune, ° С;
• k este coeficientul de conductivitate termică a materialului;
• B este grosimea fiecărui strat al elementului de închidere, m;
• l– parametrul tabular, ține cont de caracteristicile consumului de căldură pentru OK, situat în diferite părți ale lumii.

Dacă ferestrele sau ușile sunt încorporate în perete pentru calcul, atunci atunci când se calculează Q din suprafața totală a OK, este necesar să scădem zona ferestrei sau ușii, deoarece consumul lor de căldură va fi diferit.

În pașaportul tehnic, coeficientul de transfer de căldură D este uneori indicat pe ferestre sau uși, datorită cărora este posibil să se simplifice calculele

Coeficientul de rezistență termică este calculat după formula:

D = B / k

Formula de pierdere de căldură pentru un singur strat poate fi reprezentată ca:

Q_st = S × (t_v - t_n) × D × l

În practică, pentru a calcula Q-ul podelei, pereților sau plafoanelor, coeficienții D ai fiecărui strat OK sunt calculați, însumiți și înlocuiți în formula generală, ceea ce simplifică procesul de calcul.

Contabilizarea costurilor de infiltrare și ventilație

Aerul la temperatură scăzută poate intra în cameră din sistemul de ventilație, ceea ce afectează semnificativ pierderea de căldură. Formula generală a acestui proces este următoarea:

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

Într-o expresie, caracterele alfabetice au semnificația:

• L_n - debit de aer de admisie, m³/ h;
• p_v - densitatea aerului în cameră la o temperatură dată, kg / m³;
• T_v - temperatura în casă, ° С;
• T_n - temperatura medie a celor mai reci 5 zile din regiune, ° С;
• c este capacitatea de căldură a aerului, kJ / (kg * ° C).

Parametrul L_n preluate din caracteristicile tehnice ale sistemului de ventilație. În cele mai multe cazuri, aerul de alimentare are un debit specific de 3 m³/ h, pe baza căruia L_n calculat după formula:

L_n = 3 × S_pol

În formula S_pol - suprafața etajului, m².

Densitatea aerului interiorp_v definit prin expresia:

p_v = 353/273 + t_v

Aici nu_v - temperatura setată în casă, măsurată în ° C.

Capacitatea de căldură c este o cantitate fizică constantă și este egală cu 1.005 kJ / (kg × ° C).

Prin ventilație naturală, aerul rece intră prin ferestre, uși, deplasând căldura printr-un coș de fum

Ventilația neorganizată sau infiltrarea este determinată de formula:

Q_eu = 0,28 × ∑G_h × c × (t_v - t_n) × k_T

În ecuație:

• G_h - debitul de aer prin fiecare gard este o valoare tabulară, kg / h;
• k_T - coeficientul de influență al fluxului de aer termic, preluat din tabel;
• T_v , t_n - temperaturi setate în interior și exterior, ° C

Atunci când ușile sunt deschise, cea mai importantă pierdere de căldură apare, prin urmare, dacă intrarea este prevăzută cu perdele de aer, acestea ar trebui să fie, de asemenea, luate în considerare.

Cortina termică este un încălzitor ventilator alungit, formând un debit puternic în cadrul unei ferestre sau a unei uși. Acesta minimizează sau elimină practic pierderea de căldură și aer din stradă, chiar și cu ușa sau fereastra deschisă

Pentru a calcula pierderea de căldură a ușilor, se folosește formula:

Q_ot.d = Q_DV × j × H

În expresia:

• Q_DV - pierderea de căldură calculată a ușilor exterioare;
• H - înălțimea construcției, m;
• j este un coeficient tabular, în funcție de tipul ușilor și locația acestora.

Dacă casa are ventilație organizată sau infiltrare, atunci calculele sunt făcute după prima formulă.

Suprafața elementelor structurale care înglobează poate fi eterogenă - pot exista decalaje sau scurgeri pe care trece aerul. Aceste pierderi de căldură sunt considerate neglijabile, dar pot fi, de asemenea, determinate. Acest lucru poate fi realizat exclusiv prin metode software, deoarece este imposibil de calculat unele funcții fără a utiliza aplicații.

Cea mai exactă imagine a pierderilor de căldură reală este dată de un studiu de imagistică termică la domiciliu. Această metodă de diagnostic vă permite să identificați erori de construcție ascunse, lacune în izolația termică, scurgeri în sistemul de alimentare cu apă, reducând performanța termică a clădirii și alte defecte

Căldura gospodăriei

Prin aparate electrice, corpul uman, lămpile, căldura suplimentară intră în cameră, care este, de asemenea, luată în considerare la calcularea pierderilor de căldură.

S-a stabilit experimental că astfel de încasări nu pot depăși nota de 10 W pe 1 m². Prin urmare, formula de calcul poate avea forma:

Q_T = 10 × S_pol

În expresia S_pol - suprafața etajului, m².

Principala metodologie pentru calcularea NWO

Principiul principal de funcționare a oricărui NWO este transferul energiei termice prin aer prin răcirea lichidului de răcire. Elementele sale principale sunt un generator de căldură și o conductă de căldură.

Aerul este furnizat în cameră deja încălzit la temperatura t_rpentru a menține temperatura dorită t_v. Prin urmare, cantitatea de energie acumulată ar trebui să fie egală cu pierderea totală de căldură a clădirii, adică Q. Există egalitate:

Q = E_ot × c × (t_v - t_n)

În formula E - debitul de aer încălzit kg / s pentru încălzirea camerei. Din egalitate putem să exprimăm E_ot:

E_ot = Q / (c × (t.)_v - t_n))

Reamintim că capacitatea de căldură a aerului este c = 1005 J / (kg × K).

Formula determină numai cantitatea de aer furnizată, folosită numai pentru încălzire numai în sistemele de recirculare (în continuare - RSVO).

În sistemele de alimentare și recirculare, o parte din aer este preluată de pe stradă, spre cealaltă parte - din cameră. Ambele părți sunt amestecate și, după încălzire, la temperatura dorită, sunt livrate în cameră

Dacă CBO este utilizat ca ventilație, cantitatea de aer furnizată este calculată după cum urmează:

• Dacă cantitatea de aer pentru încălzire depășește cantitatea de aer pentru ventilație sau este egală cu aceasta, atunci se ia în considerare cantitatea de aer pentru încălzire, iar sistemul este selectat ca flux direct (în continuare - PSVO) sau cu recirculare parțială (în continuare - HRWS).
• Dacă cantitatea de aer pentru încălzire este mai mică decât cantitatea de aer necesară pentru ventilație, atunci se ia în considerare doar cantitatea de aer necesară pentru ventilație, se introduce HVAC (uneori - HVAC), iar temperatura aerului furnizat este calculată după formula: t_r = t_v + Q / c × E_orificiu.

În caz de depășire cu t_r parametrii admisi, cantitatea de aer introdusă prin ventilație trebuie crescută.

Dacă camera are surse de căldură constantă, atunci temperatura aerului furnizat este redusă.

Aparatele electrice incluse generează aproximativ 1% din căldura din cameră. Dacă unul sau mai multe dispozitive funcționează continuu, puterea termică a acestora trebuie luată în considerare în calcule

Pentru o cameră single, indicatorul t_r poate fi diferit. Tehnic, este posibil să realizăm ideea de a furniza diferite temperaturi camerelor individuale, dar este mult mai ușor să furnizezi aer cu aceeași temperatură tuturor camerelor.

În acest caz, temperatura totală t_r ia-l pe cel care s-a dovedit a fi cel mai mic. Apoi, cantitatea de aer furnizată este calculată prin formula care definește E_ot.

În continuare, determinăm formula de calcul al volumului de aer V care intră_ot la temperatura sa de încălzire t_r:

V_ot = E_ot/ p_r

Răspunsul este scris în m³/ h

Cu toate acestea, schimbul de aer interior V_p va diferi de valoarea lui V_ot, deoarece este necesar să se determine pe baza temperaturii interne t_v:

V_ot = E_ot/ p_v

În formula de determinare a V_p și v_ot indicatori de densitate a aerului p_r și p_v (kg / m³) se calculează ținând cont de temperatura aerului încălzit t_r și temperatura camerei t_v.

Temperatura camerei indicată t_r trebuie să fie mai mare decât t_v. Aceasta va reduce cantitatea de aer furnizată și va reduce dimensiunile canalelor sistemelor cu mișcare naturală de aer sau va reduce consumul de energie electrică dacă se folosește motivația mecanică pentru a circula masa de aer încălzită.

În mod tradițional, temperatura maximă a aerului care intră în cameră atunci când este furnizată la o înălțime care depășește nota de 3,5 m trebuie să fie de 70 ° С. Dacă aerul este furnizat la o altitudine mai mică de 3,5 m, atunci temperatura acestuia este de obicei echivalată cu 45 ° C.

Pentru spațiile rezidențiale înălțime de 2,5 m, limita de temperatură admisă este de 60 ° C. Când temperatura este setată mai ridicat, atmosfera își pierde proprietățile și nu este potrivită pentru inhalare.

Dacă perdelele aer-termice sunt amplasate la porțile și deschiderile exterioare orientate spre exterior, atunci temperatura aerului de intrare este permisă 70 ° C, pentru perdelele situate în ușile exterioare, până la 50 ° C.

Temperatura furnizată este afectată de metodele de alimentare cu aer, de direcția jetului (vertical, de-a lungul pantei, orizontal etc.). Dacă oamenii sunt în mod constant în cameră, atunci temperatura aerului furnizat trebuie redusă la 25 ° C.

După efectuarea calculelor preliminare, este posibilă determinarea consumului de căldură necesar pentru încălzirea aerului.

Pentru căldură RSVO costă Q₁ calculat prin expresia:

Q₁ = E_ot × (t_r - t_v) × c

Pentru calculul PSVO Q₂ produs după formula:

Q₂ = E_orificiu × (t_r - t_v) × c

Consumul de căldură Q₃ pentru HRW se găsește prin ecuația:

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

În toate cele trei expresii:

• E_ot și E_orificiu - consum de aer în kg / s pentru încălzire (E_ot) și ventilație (E_orificiu);
• T_n - temperatura exterioară în ° C.

Caracteristicile rămase ale variabilelor sunt aceleași.

În CHRSVO, cantitatea de aer recirculat este determinată după formula:

E_rec = E_ot - E_orificiu

Variabilă e_ot exprimă cantitatea de aer amestecat încălzită la temperatura t_r.

Există o particularitate în PSVO cu motivația naturală - cantitatea de aer în mișcare variază în funcție de temperatura din exterior. Dacă temperatura din exterior scade, presiunea sistemului crește. Acest lucru duce la o creștere a aerului care intră în casă. Dacă temperatura crește, se produce procesul invers.

De asemenea, în sistemul de climatizare, spre deosebire de sistemele de ventilație, aerul se mișcă cu o densitate mai mică și în schimbare în comparație cu densitatea aerului care înconjoară conductele de aer.

Din cauza acestui fenomen, apar următoarele procese:

1. Venind din generator, aerul care trece prin conductele de aer este vizibil răcit în timpul mișcării
2. În timpul mișcării naturale, cantitatea de aer care intră în cameră se schimbă în timpul sezonului de încălzire.

Procesele de mai sus nu sunt luate în considerare dacă ventilatoarele sunt utilizate în sistemul de aer condiționat pentru circulația aerului, și are, de asemenea, o lungime și o înălțime limitată.

Dacă sistemul are multe ramuri, destul de lungi, iar clădirea este mare și înaltă, atunci este necesar să se reducă procesul de răcire a aerului în conducte, pentru a reduce redistribuirea aerului care se află sub influența presiunii naturale de circulație.

Atunci când se calculează puterea necesară a sistemelor de încălzire cu aer extins și ramificat, este necesar să se țină seama nu numai de procesul natural de răcire a masei de aer în timpul deplasării prin conductă, ci și de efectul presiunii naturale a masei de aer la trecerea prin canal.

Pentru a controla procesul de răcire a aerului, efectuați calculul termic al conductelor. Pentru a face acest lucru, este necesar să se stabilească temperatura inițială a aerului și să se specifice debitul acesteia folosind formule.

Pentru calcularea fluxului de căldură Q_OHL prin pereții conductei, a căror lungime este egală cu l, folosiți formula:

Q_OHL = q₁ × l

În expresia, q₁ indică fluxul de căldură care trece prin pereții conductei lungime de 1 m. Parametrul este calculat prin expresia:

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

În ecuația D₁ - rezistența la transferul de căldură din aerul încălzit cu temperatura medie t_sr peste pătrat S₁ pereții conductei de 1 m lungime în interior la temperatura t_v.

Ecuația echilibrului termic arată astfel:

q₁l = E_ot × c × (t_nach - t_r)

În formula:

• E_ot - cantitatea de aer necesară pentru încălzirea camerei, kg / h;
• c este căldura specifică a aerului, kJ / (kg ° C);
• T_nac - temperatura aerului la începutul conductei, ° C;
• T_r - temperatura aerului evacuat în cameră, ° С.

Ecuația echilibrului termic vă permite să setați temperatura inițială a aerului în conductă la o temperatură finală dată și, invers, să aflați temperatura finală la o temperatură inițială dată, precum și să determinați debitul de aer.

Temperatura t_nach poate fi găsită și după formula:

T_nach = t_v + ((Q + (1 - η) × Q_OHL)) × (t_r - t_v)

Aici η este o parte din Q_OHLintrarea în cameră în calcule este luată egală cu zero. Caracteristicile celorlalte variabile au fost numite mai sus.

Formula rafinată a fluxului de aer cald va arăta astfel:

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

Toate valorile literare din expresie sunt definite mai sus. Să trecem la un exemplu de calcul al încălzirii aerului pentru o anumită casă.

Exemplu de calcul al pierderilor de căldură la domiciliu

Casa considerată este situată în orașul Kostroma, unde temperatura din afara ferestrei în cele mai reci zile de cinci zile atinge -31 grade, temperatura solului - +5 ° С. Temperatura dorită a camerei - +22 ° С.

Vom lua în considerare o casă cu următoarele dimensiuni:

• latime - 6,78 m;
• lungime - 8,04 m;
• înălțime - 2,8 m.

Valorile vor fi utilizate pentru a calcula aria elementelor închise.

Pentru calcule, este cel mai convenabil să desenați un plan de casă pe hârtie, indicând pe ea lățimea, lungimea, înălțimea clădirii, locația ferestrelor și ușilor, dimensiunile acestora

Pereții clădirii constau din:

• beton aerat cu grosimea B = 0,21 m, coeficientul de conductivitate termică k = 2,87;
• poliflam B = 0,05 m, k = 1,678;
• caramida B = 0,09 m, k = 2,26.

Atunci când se determină k, ar trebui să se utilizeze informațiile din tabele sau, mai bine, informații din pașaportul tehnic, deoarece compoziția materialelor de la diverși producători poate diferi, prin urmare, are caracteristici diferite.

Betonul armat are cea mai mare conductivitate termică, plăcile din vată minerală au cele mai mici, prin urmare, sunt utilizate cel mai eficient în construcția caselor calde

Etajul casei este format din următoarele straturi:

• nisip, B = 0,10 m, k = 0,58;
• piatră zdrobită, B = 0,10 m, k = 0,13;
• beton, B = 0,20 m, k = 1,1;
• izolație ecowool, B = 0,20 m, k = 0,043;
• șapa armată, B = 0,30 m k = 0,93.

În planul de mai sus al casei, podeaua are aceeași structură în toată zona, nu există subsol.

Plafonul constă din:

• vată minerală, B = 0,10 m, k = 0,05;
• gips-carton, B = 0,025 m, k = 0,21;
• scuturi de pin, B = 0,05 m, k = 0,35.

Plafonul nu are acces la mansardă.

În casă există doar 8 ferestre, toate sunt cu cameră dublă cu sticlă K, argon, indicator D = 0,6. Șase ferestre au dimensiuni de 1,2 × 1,5 m, una de 1,2 × 2 m și una de 0,3 × 0,5 m. Ușile au dimensiunea de 1 × 2,2 m și pașaportul D de 0,36.

Calculul pierderilor de căldură la perete

Vom calcula pierderea de căldură pentru fiecare perete individual.

Mai întâi, găsiți zona peretelui nordic:

S_Sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

Nu există uși și deschideri pentru ferestre pe perete, așa că vom folosi această valoare S.

Pentru a calcula costurile termice OK, orientate către unul dintre punctele cardinale, este necesar să se țină seama de coeficienții de rafinare

Pe baza compoziției peretelui, găsim rezistența totală la căldură egală cu:

D_s.sten = D_gb + D_pn + D_kr

Pentru a găsi D, folosim formula:

D = B / k

Apoi, înlocuind valorile inițiale, obținem:

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

Pentru calcule folosim formula:

Q_st = S × (t_v - t_n) × D × l

Având în vedere că coeficientul l pentru peretele nordic este 1,1, obținem:

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

În peretele de sud există o fereastră cu o suprafață de:

S_ok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Prin urmare, în calculele din peretele sudic, este necesar să scădem ferestrele S pentru a obține cele mai precise rezultate.

S_yuj.s = 22.51 – 0.15 = 22.36

Parametrul l pentru direcția sud este 1. Apoi:

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

Pentru pereții estici și vestici, coeficientul de rafinare este l = 1,05, prin urmare, este suficient să se calculeze suprafața OK, fără a ține cont de ferestrele și ușile 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

apoi:

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

În cele din urmă, Q-ul total al zidurilor este egal cu suma Q a tuturor pereților, adică:

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

Total, căldura se lasă prin pereți în cantitate de 526 wați.

Pierderea căldurii prin ferestre și uși

Planul casei arată că ușile și cele 7 ferestre sunt orientate spre est și spre vest, prin urmare, parametrul l = 1.05. Suprafața totală de 7 ferestre, ținând cont de calculele de mai sus, este egală cu:

S_OKN = 10.8 + 2.4 = 13.2

Pentru ei, Q, ținând cont că D = 0,6, va fi calculat după cum urmează:

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

Calculăm Q al ferestrei de sud (l = 1).

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

Pentru uși, D = 0,36 și S = 2,2, l = 1,05, atunci:

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

Rezumăm pierderea de căldură rezultată și obținem:

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

În continuare, definim Q pentru tavan și podea.

Calculul pierderilor de căldură ale plafonului și podelei

Pentru tavan și podea l = 1. Calculați aria acestora.

S_pol = S_oală = 6.78 × 8.04 = 54.51

Având în vedere compoziția podelei, determinați D total.

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

Atunci pierderea de căldură a podelei, ținând cont de faptul că temperatura pământului este de +5, este egală cu:

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

Calculați plafonul D total:

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

Atunci Q-ul plafonului va fi egal cu:

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

Pierderea totală de căldură prin OK va fi egală cu:

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

Total, pierderea de căldură a casei va fi egală cu 13054 W sau aproape 13 kW.

Calculul pierderilor de căldură ale ventilației

Camera operează ventilație cu un schimb de aer specific de 3 m³/ h, intrarea este echipată cu un baldachin cu aer termic, astfel încât pentru calcule este suficient să folosești formula:

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

Calculăm densitatea aerului din cameră la o temperatură dată de +22 grade:

p_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Parametrul L_n egală cu produsul consumului specific pe suprafața podelei, adică:

L_n = 3 × 54.51 = 163.53

Capacitatea de căldură a aerului c este de 1.005 kJ / (kg × ° C).

Având în vedere toate informațiile, găsim ventilația Q:

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

Costurile totale de căldură pentru ventilație vor fi de 3000 de wați sau 3 kW.

Căldură internă

Venitul gospodăriilor se calculează după formulă.

Q_T = 10 × S_pol

Adică, înlocuind valorile cunoscute, obținem:

Q_T = 54.51 × 10 = 545

Rezumând, putem vedea că pierderea totală de căldură Q acasă va fi egală cu:

Q = 13054 + 3000 - 545 = 15509

Luăm Q = 16000 W sau 16 kW ca valoare de funcționare.

Exemple de calcule pentru CBO

Lăsați temperatura aerului furnizat (t_r) - 55 ° С, temperatura dorită a camerei (t_v) - 22 ° C, pierderi de căldură la domiciliu (Q) - 16.000 wați.

Determinarea cantității de aer pentru RSVO

Pentru a determina masa aerului furnizat la temperatura t_r se folosește formula:

E_ot = Q / (c × (t.)_r - t_v)) 

Substituind valorile parametrilor din formulă, obținem:

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

Cantitatea volumetrică de aer furnizată se calculează după formula:

V_ot = E_ot / p_r,

în cazul în care:

p_r = 353 / (273 + t_r)

În primul rând, calculăm densitatea p:

p_r = 353/(273 + 55) = 1.07

apoi:

V_ot = 483/1.07 = 451.

Schimbul de aer în cameră este determinat de formula:

Vp = E_ot / p_v

Determinați densitatea aerului din cameră:

p_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Înlocuind valorile din formulă, obținem:

V_p = 483/1.19 = 405

Astfel, schimbul de aer în cameră este de 405 m³ pe oră, iar volumul de aer furnizat trebuie să fie egal cu 451 m³ într-o oră.

Calcularea cantității de aer pentru HWAC

Pentru a calcula cantitatea de aer pentru HWRS, luăm informațiile obținute din exemplul precedent, precum și t_r = 55 ° C, t_v = 22 ° C; Q = 16000 wați. Cantitatea de aer necesară pentru ventilație, E_orificiu= 110 m³/ h Temperatura exterioară estimată t_n= -31 ° C.

Pentru calculul HFRS, folosim formula:

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

Înlocuind valorile, obținem:

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

Volumul de aer recirculat va fi de 405-110 = 296 m³ inclusiv consumul suplimentar de căldură este egal cu 27000-16000 = 11000 wați.

Determinarea temperaturii inițiale a aerului

Rezistența conductei mecanice este D = 0,27 și este luată din caracteristicile sale tehnice. Lungimea conductei în afara camerei încălzite este de l = 15 m. Se stabilește că Q = 16 kW, temperatura aerului intern este de 22 de grade, iar temperatura necesară pentru încălzirea camerei este de 55 de grade.

Definiți E_ot conform formulelor de mai sus. Obținem:

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

Flux de căldură q₁ va fi:

q₁ = (55 – 22)/0.27 = 122

Temperatura inițială cu o abatere de η = 0 va fi:

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

Precizați temperatura medie:

T_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

apoi:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Având în vedere informațiile pe care le găsim:

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

De aici rezultă că, atunci când aerul se mișcă, se pierd 4 grade de căldură. Pentru a reduce pierderile de căldură, este necesară izolarea conductelor. Vă recomandăm, de asemenea, să vă familiarizați cu celălalt articol, care descrie în detaliu procesul de aranjament. sisteme de încălzire cu aer.

Concluzii și video util pe această temă

Un videoclip informativ despre calculele CB utilizând programul Ecxel:

Încrederea în calculele NWO este necesară pentru profesioniști, deoarece numai specialiștii au experiență, cunoștințe relevante, vor ține cont de toate nuanțele din calcule.

Aveți întrebări, găsiți inexactități în calculele de mai sus sau doriți să completați materialul cu informații valoroase? Vă rugăm să lăsați comentariile dvs. în blocul de mai jos.