Výpočet ohrevu vzduchu: základné princípy + príklad výpočtu

Inštalácia vykurovacieho systému nie je možná bez predbežných výpočtov. Získané informácie by mali byť čo najpresnejšie, a preto je výpočet ohrevu vzduchu vykonávaný odborníkmi, ktorí využívajú špecializované programy, berúc do úvahy nuansy projektu.

Je možné vypočítať systém vykurovania vzduchu (ďalej len „NWO“) nezávisle so základnými znalosťami z matematiky a fyziky.

V tomto článku vám povieme, ako vypočítať úroveň tepelných strát pri domácom a tepelnom spracovaní vodou. Aby bolo všetko čo najjasnejšie, uvedú sa konkrétne príklady výpočtov.

Výpočet tepelných strát doma

Pre výber CBO je potrebné určiť množstvo vzduchu pre systém, počiatočnú teplotu vzduchu v potrubí pre optimálne vyhrievanie miestnosti. Na zistenie týchto informácií je potrebné vypočítať tepelné straty doma a základné výpočty začať neskôr.

Akákoľvek budova počas chladného počasia stráca tepelnú energiu. Jeho maximálny počet opúšťa miestnosť cez steny, strechu, okná, dvere a ďalšie uzatváracie prvky (ďalej len - OK), smerujúce k jednej strane na ulici.

Na zaistenie určitej teploty v dome je potrebné vypočítať tepelný výkon, ktorý je schopný kompenzovať náklady na teplo a udržiavať v dome požadovaná teplota.

Existuje mylná predstava, že tepelné straty sú rovnaké pre každý dom. Niektoré zdroje tvrdia, že 10 kW stačí na vykurovanie malého domu akejkoľvek konfigurácie, iné sú obmedzené na 7-8 kW na štvorcový meter. meter.

Podľa zjednodušenej výpočtovej schémy každých 10 m² využívaná oblasť v severných a stredných pásmach by mala byť zásobovaná tepelnou energiou 1 kW. Toto číslo, individuálne pre každú budovu, sa vynásobí koeficientom 1,15, čím sa vytvorí rezerva tepelnej energie v prípade neočakávaných strát.

Takéto odhady sú však dosť hrubé, navyše nezohľadňujú kvalitu, vlastnosti materiálov použitých pri stavbe domu, klimatické podmienky a ďalšie faktory ovplyvňujúce náklady na teplo.

Množstvo odpadového tepla závisí od oblasti obklopujúceho prvku, tepelnej vodivosti každej z jeho vrstiev. Najväčšie množstvo tepelnej energie opúšťa miestnosť stenami, podlahou, strechou, oknami

Ak sa na stavbu domu používa moderná výstavba materiály na tepelnú vodivosť ktoré sú nízke, potom budú tepelné straty štruktúry menšie, čo znamená, že tepelná energia bude potrebovať menej.

Ak zoberiete tepelné zariadenie, ktoré vytvára viac energie, ako je potrebné, objaví sa prebytočné teplo, ktoré je zvyčajne kompenzované vetraním. V takom prípade sa objavia ďalšie finančné výdavky.

Ak je pre CBO vybrané nízkoenergetické zariadenie, bude v miestnosti pociťovaný nedostatok tepla, pretože zariadenie nebude schopné generovať požadované množstvo energie, čo bude vyžadovať nákup ďalších vykurovacích telies.

Použitie polyuretánovej peny, laminátu a inej modernej izolácie vám umožní dosiahnuť maximálnu tepelnú izoláciu miestnosti

Tepelné náklady budovy závisia od:

• štruktúra uzatváracích prvkov (steny, stropy atď.), ich hrúbka;
• vyhrievaná povrchová plocha;
• orientácia vzhľadom na svetové strany;
• minimálna teplota mimo okna v regióne alebo meste počas 5 zimných dní;
• trvanie vykurovacieho obdobia;
• procesy infiltrácie, ventilácie;
• dodávka tepla pre domácnosť;
• spotreba tepla pre domáce potreby.

Nie je možné správne vypočítať tepelné straty bez ohľadu na infiltráciu a vetranie, ktoré významne ovplyvňujú kvantitatívnu zložku. Infiltrácia je prirodzený proces pohybujúcich sa vzduchových hmôt, ku ktorému dochádza pri pohybe ľudí v miestnosti, otváraní okien na vetranie a iných domácich procesoch.

Vetranie je špeciálne nainštalovaný systém, ktorým sa dodáva vzduch, a vzduch môže vstupovať do miestnosti s nižšou teplotou.

Vetraním sa odvádza 9 krát viac tepla ako pri prirodzenej infiltrácii

Teplo vstupuje do miestnosti nielen prostredníctvom vykurovacieho systému, ale aj prostredníctvom vykurovacích zariadení, žiaroviek a ľudí. Je tiež dôležité vziať do úvahy spotrebu tepla na zohrievanie chladných predmetov z ulice, oblečenia.

Pred výberom zariadenia pre vodné chladiace systémy návrh vykurovacieho systému Je dôležité vypočítať tepelné straty doma s vysokou presnosťou. Môžete to urobiť pomocou bezplatného programu Valtec. Aby ste sa neponáhľali do zložitosti aplikácie, môžete použiť matematické vzorce, ktoré poskytujú vysokú presnosť výpočtov.

Na výpočet celkovej tepelnej straty Q domu je potrebné vypočítať spotrebu tepla plášťa Q budovy_org.k, spotreba energie na vetranie a infiltráciu Q_proti, vezmite do úvahy výdavky na domácnosť Q_T, Straty sa merajú a zaznamenávajú vo wattoch.

Na výpočet celkovej spotreby tepla Q použite vzorec:

Q = Q_org.k + Q_proti - Q_T

Ďalej sa zaoberáme vzorcami na určovanie nákladov na teplo:

Q_org.k , Q_proti, Q_T.

Stanovenie tepelných strát obvodových plášťov budov

Prostredníctvom obkladových prvkov domu (steny, dvere, okná, strop a podlaha) sa uvoľňuje najväčšie množstvo tepla. Určenie Q_org.k je potrebné osobitne vypočítať tepelné straty, ktoré každý konštrukčný prvok znáša.

To je Q_org.k vypočítané podľa vzorca:

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

Na určenie Q každého prvku domu je potrebné zistiť jeho štruktúru a koeficient tepelnej vodivosti alebo koeficient tepelného odporu, ktorý je uvedený v pase materiálu.

Na výpočet spotreby tepla sa berú do úvahy vrstvy ovplyvňujúce tepelnú izoláciu. Napríklad izolácia, murivo, opláštenie atď.

Výpočet tepelných strát pre každú homogénnu vrstvu uzatváracieho prvku. Napríklad, ak stena pozostáva z dvoch rozdielnych vrstiev (izolácia a murivo), výpočet sa robí osobitne pre izoláciu a murivo.

Vypočítajte spotrebu tepla vrstvy, pričom sa vezme do úvahy požadovaná teplota v miestnosti pomocou výrazu:

Q_st = S × (t_proti - t_n) × B × l / k

Premenné majú nasledujúci význam vo výraze:

• S - plocha vrstvy, m²;
• T_proti - požadovaná teplota v dome, ° C; v rohových miestnostiach je teplota vyššia o 2 stupne;
• T_n - priemerná teplota najchladnejších 5 dní v regióne, ° С;
• k je koeficient tepelnej vodivosti materiálu;
• B je hrúbka každej vrstvy uzatváracieho prvku, m;
• l– tabuľkový parameter, berie do úvahy vlastnosti spotreby tepla pre OK umiestnené v rôznych častiach sveta.

Ak sú do steny zabudované okná alebo dvere na výpočet, potom pri výpočte Q z celkovej plochy OK je potrebné odpočítať plochu okna alebo dverí, pretože ich spotreba tepla bude rôzna.

V technickom pase je koeficient prestupu tepla D niekedy uvedený na oknách alebo dverách, vďaka čomu je možné zjednodušiť výpočty

Koeficient tepelného odporu sa vypočíta podľa vzorca:

D = B / k

Vzorec tepelných strát pre jednu vrstvu možno vyjadriť ako:

Q_st = S × (t_proti - t_n) × D × l

V praxi sa na výpočet Q podlahy, stien alebo stropov vypočítajú koeficienty D každej vrstvy OK osobitne, spočítajú a nahradia všeobecným vzorcom, čo zjednodušuje proces výpočtu.

Zúčtovanie nákladov na infiltráciu a vetranie

Vzduch s nízkou teplotou môže vstupovať do miestnosti z ventilačného systému, čo významne ovplyvňuje tepelné straty. Všeobecný vzorec pre tento proces je nasledujúci:

Q_proti = 0,28 x 1_n × s_proti × c × (t_proti - t_n)

Vo výraze majú abecedné znaky význam:

• L_n - prietok nasávaného vzduchu, m³/ h;
• p_proti - hustota vzduchu v miestnosti pri danej teplote, kg / m³;
• T_proti - teplota v dome, ° С;
• T_n - priemerná teplota najchladnejších 5 dní v regióne, ° С;
• c je tepelná kapacita vzduchu, kJ / (kg * ° C).

Parameter L_n prevzaté z technických charakteristík vetracieho systému. Vo väčšine prípadov má privádzaný vzduch špecifický prietok 3 m³/ h, na základe čoho L_n vypočítané podľa vzorca:

L_n = 3 x S_pol

Vo vzorci S_pol - podlahová plocha, m².

Hustota vnútorného vzduchup_proti definované výrazom:

p_proti = 353/273 + t_proti

Tu t_proti - nastavená teplota v dome, meraná v ° C.

Tepelná kapacita c je konštantná fyzikálna veličina a rovná sa 1,005 kJ / (kg × ° C).

Pri prirodzenom vetraní vstupuje studený vzduch cez okná, dvere a vytesňuje teplo komínom

Neorganizovaná ventilácia alebo infiltrácia sa určuje podľa vzorca:

Q_ja = 0,28 × ∑G_hod × c × (t_proti - t_n) × k_T

V rovnici:

• G_hod - prietok vzduchu každým plotom je tabuľková hodnota, kg / h;
• k_T - koeficient vplyvu tepelného toku vzduchu, prevzatý z tabuľky;
• T_proti , t_n - nastavené teploty vo vnútri a vonku, ° C

Keď sú dvere otvorené, dochádza k najvýznamnejším tepelným stratám, a preto ak je vstup vybavený vzduchovými clonami, mali by sa zohľadniť aj tieto.

Tepelná clona je podlhovastý ohrievač ventilátora, ktorý vytvára silný prúd v okne alebo dverách. Minimalizuje alebo prakticky eliminuje tepelné straty a vzduch z ulice, aj keď sú otvorené dvere alebo okno

Na výpočet tepelných strát dverí sa používa vzorec:

Q_ot.d = Q_dv × j × H

Vo výraze:

• Q_dv - vypočítané tepelné straty vonkajších dverí;
• H - stavebná výška, m;
• j je tabuľkový koeficient v závislosti od typu dverí a ich umiestnenia.

Ak dom organizoval vetranie alebo infiltráciu, výpočty sa robia podľa prvého vzorca.

Povrch uzatváracích konštrukčných prvkov môže byť heterogénny - môžu na ňom byť medzery alebo netesnosti, ktorými prechádza vzduch. Tieto tepelné straty sa považujú za zanedbateľné, ale je možné ich tiež určiť. Toto je možné vykonať výlučne pomocou softvérových metód, pretože nie je možné vypočítať niektoré funkcie bez použitia aplikácií.

Najpresnejší obraz o skutočných tepelných stratách je daný pomocou tepelného zobrazovania doma. Táto diagnostická metóda umožňuje identifikovať skryté chyby konštrukcie, medzery v tepelnej izolácii, netesnosti vo vodovodnom systéme, zníženie tepelného výkonu budovy a ďalšie poruchy.

Teplo pre domácnosť

Prostredníctvom elektrických spotrebičov, ľudského tela, lámp sa do miestnosti dostáva ďalšie teplo, čo sa tiež zohľadňuje pri výpočte tepelných strát.

Experimentálne sa zistilo, že takéto príjmy nemôžu prekročiť značku 10 W na 1 m², Preto môže vzorec pre výpočet vyzerať takto:

Q_T = 10 × S_pol

Vo výraze S_pol - podlahová plocha, m².

Hlavná metodika výpočtu NWO

Hlavným princípom činnosti akéhokoľvek NWO je prenos tepelnej energie vzduchom ochladzovaním chladiacej kvapaliny. Jeho hlavnými prvkami sú generátor tepla a tepelné potrubie.

Do miestnosti sa privádza vzduch už zahriaty na teplotu t_raby sa udržala požadovaná teplota t_proti, Preto by sa množstvo akumulovanej energie malo rovnať celkovej tepelnej strate budovy, tj Q. Existuje rovnosť:

Q = E_ot × c × (t_proti - t_n)

Vo vzorci E - prietok vyhrievaného vzduchu kg / s na vykurovanie miestnosti. Z rovnosti môžeme vyjadriť E._ot:

E_ot = Q / (c × (t_proti - t_n))

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

Vzorec určuje iba množstvo privádzaného vzduchu, ktoré sa používa iba na vykurovanie iba v recirkulačných systémoch (ďalej len „RSVO“).

V systémoch prívodu a recirkulácie vzduchu sa časť vzduchu odvádza z ulice, do druhej časti - z miestnosti. Obe časti sú zmiešané a po zahriatí na požadovanú teplotu sú dodávané do miestnosti

Ak sa ako vetranie používa CBO, množstvo privádzaného vzduchu sa vypočíta takto:

• Ak množstvo vzduchu na vykurovanie presahuje množstvo vzduchu na vetranie alebo sa s ním rovná, potom sa berie do úvahy množstvo vzduchu na vykurovanie a systém sa vyberie ako priamy prúd (ďalej len HVAC) alebo s čiastočnou recirkuláciou (ďalej len HVAC).
• Ak je množstvo vzduchu na vykurovanie menšie ako množstvo vzduchu potrebné na vetranie, potom sa berie do úvahy iba množstvo vzduchu potrebné na vetranie, zavedie sa HVAC (niekedy - HVAC) a teplota privádzaného vzduchu sa vypočíta podľa vzorca: t_r = t_proti + Q / c × E_prieduch.

V prípade prekročenia o t_r prípustné parametre by sa malo zvýšiť množstvo vzduchu privádzaného vetraním.

Ak má miestnosť stále zdroje tepla, zníži sa teplota privádzaného vzduchu.

Zahrnuté elektrické spotrebiče generujú asi 1% tepla v miestnosti. Ak jedno alebo viac zariadení bude pracovať nepretržite, musí sa pri výpočtoch zohľadniť ich tepelná energia

V prípade jednej miestnosti indikátor t_r môžu byť rôzne. Z technického hľadiska je možné realizovať myšlienku dodávania rôznych teplôt do jednotlivých miestností, ale je oveľa ľahšie privádzať vzduch s rovnakou teplotou do všetkých miestností.

V tomto prípade je celková teplota t_r vezmi ten, ktorý sa ukázal byť najmenší. Potom sa množstvo privádzaného vzduchu vypočíta podľa vzorca E_ot.

Ďalej určíme vzorec na výpočet objemu privádzaného vzduchu V_ot pri jeho vykurovacej teplote t_r:

V_ot = E_ot/ s_r

Odpoveď je napísaná v m³/ h

Výmena vzduchu v interiéri V_p sa bude líšiť od hodnoty V_ot, pretože je potrebné ho určiť na základe vnútornej teploty t_proti:

V_ot = E_ot/ s_proti

Vo vzorci na stanovenie V_p a v_ot indikátory hustoty vzduchu str_r a str_proti (kg / m³) sa počítajú s ohľadom na teplotu zohriateho vzduchu t_r a teplota miestnosti t_proti.

Indikovaná teplota miestnosti t_r musí byť vyššia ako t_proti, To zníži množstvo privádzaného vzduchu a zníži rozmery kanálov systémov s prirodzeným pohybom vzduchu alebo zníži spotrebu elektrickej energie, ak sa na cirkuláciu zohriatej hmoty vzduchu použije mechanická motivácia.

Maximálna teplota vzduchu vstupujúceho do miestnosti, keď je dodávaná vo výške presahujúcej značku 3,5 m, by mala byť tradične 70 ° C. Ak sa vzduch dodáva v nadmorskej výške menej ako 3,5 m, potom sa jeho teplota zvyčajne rovná 45 ° C.

V obytných priestoroch s výškou 2,5 m je povolená teplotná hranica 60 ° C. Ak je teplota vyššia, atmosféra stráca svoje vlastnosti a nie je vhodná na inhaláciu.

Ak sú vzduchové tepelné clony umiestnené na vonkajších bránach a otvoroch smerujúcich von, potom je teplota privádzaného vzduchu 70 ° C, pre clony umiestnené vo vonkajších dverách, do 50 ° C.

Dodávaná teplota je ovplyvnená metódami prívodu vzduchu, smerom prúdu (vertikálne, pozdĺž svahu, horizontálne atď.). Ak sú ľudia neustále v miestnosti, teplota privádzaného vzduchu by sa mala znížiť na 25 ° C.

Po vykonaní predbežných výpočtov je možné určiť potrebnú spotrebu tepla na ohrev vzduchu.

Pre náklady na teplo RSVO Q₁ vypočítané podľa výrazu:

Q₁ = E_ot × (t_r - t_proti) × c

Pre výpočet PSVO Q₂ vyrobené podľa vzorca:

Q₂ = E_prieduch × (t_r - t_proti) × c

Spotreba tepla Q₃ pre HRW sa nachádza podľa rovnice:

Q₃ = [E_ot × (t_r - t_proti) + E_prieduch × (t_r - t_proti)] × c

Vo všetkých troch výrazoch:

• E_ot a E_prieduch - spotreba vzduchu v kg / s na vykurovanie (E_ot) a vetranie (E_prieduch);
• T_n - vonkajšia teplota v ° C

Ostatné charakteristiky premenných sú rovnaké.

V CHRSVO sa množstvo recirkulovaného vzduchu určuje podľa vzorca:

E_rec = E_ot - E_prieduch

Premenná e_ot vyjadruje množstvo zmiešaného vzduchu zahriateho na teplotu t_r.

V PSVO je zvláštnosť s prirodzenou motiváciou - množstvo pohybujúceho sa vzduchu sa mení v závislosti od vonkajšej teploty. Ak vonkajšia teplota klesne, tlak v systéme stúpa. To vedie k nárastu vzduchu vstupujúceho do domu. Ak teplota stúpne, dochádza k spätnému procesu.

Aj v klimatizačnom systéme sa vzduch na rozdiel od vetracích systémov pohybuje s menšou a meniacou sa hustotou v porovnaní s hustotou vzduchu obklopujúceho vzduchové kanály.

Z tohto dôvodu sa vyskytujú nasledujúce procesy:

1. Vzduch prichádzajúci z generátora je vzduchom, ktorý prechádza vzduchovými kanálmi, počas pohybu zreteľne ochladený
2. Počas prirodzeného pohybu sa počas vykurovacieho obdobia mení množstvo vzduchu vstupujúceho do miestnosti.

Vyššie uvedené procesy sa nezohľadňujú, ak sa v klimatizačnom systéme používajú ventilátory na cirkuláciu vzduchu a má tiež obmedzenú dĺžku a výšku.

Ak má systém veľa vetiev, pomerne dlhých a budova je veľká a vysoká, je potrebné obmedziť proces ochladzovania vzduchu v potrubiach, aby sa znížilo prerozdelenie vzduchu prichádzajúceho pod vplyv prirodzeného cirkulačného tlaku.

Pri výpočte potrebného výkonu vykurovacích systémov s predĺženým a rozvetveným vzduchom je potrebné vziať do úvahy nielen prirodzený proces ochladzovania vzduchovej hmoty pri pohybe potrubím, ale aj vplyv prirodzeného tlaku vzduchovej hmoty pri prechode kanálom.

Na riadenie procesu chladenia vzduchu vykonajte tepelný výpočet potrubí. Na tento účel je potrebné stanoviť počiatočnú teplotu vzduchu a určiť jej prietok pomocou vzorcov.

Na výpočet tepelného toku Q_OHL cez steny potrubia, ktorého dĺžka sa rovná l, použite vzorec:

Q_OHL = q₁ × l

Vo výraze q₁ označuje tepelný tok prechádzajúci stenami kanála dlhý 1 m. Parameter sa vypočíta podľa vzorca:

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

V rovnici D₁ - odpor prenosu tepla zo zahriateho vzduchu s priemernou teplotou t_sr naprieč štvorcom S₁ steny kanála dlhé 1 m pri teplote t_proti.

Rovnica tepelnej bilancie vyzerá takto:

q₁l = E_ot × c × (t_nach - t_r)

Vo vzorci:

• E_ot - množstvo vzduchu potrebné na vykurovanie miestnosti, kg / h;
• c je špecifické teplo vzduchu, kJ / (kg ° C);
• T_nac - teplota vzduchu na začiatku potrubia, ° C;
• T_r - teplota vzduchu vypúšťaného do miestnosti, ° С.

Rovnica tepelnej rovnováhy umožňuje nastaviť počiatočnú teplotu vzduchu v potrubí pri danej konečnej teplote a naopak zistiť konečnú teplotu pri danej počiatočnej teplote a určiť prietok vzduchu.

Teplota t_nach možno nájsť aj podľa vzorca:

T_nach = t_proti + ((Q + (1 - η) × Q)_OHL)) × (t_r - t_proti)

Tu je časť Q súčasťou Q_OHLvstup do miestnosti vo výpočtoch sa rovná nule. Charakteristiky zvyšných premenných boli uvedené vyššie.

Čistý vzorec toku horúceho vzduchu bude vyzerať takto:

Eot = (Q + (1 - η) × Q_OHL) / (c × (t_sr - t_proti))

Všetky doslovné hodnoty vo výraze sú definované vyššie. Prejdime k príkladu výpočtu vykurovania vzduchu pre konkrétny dom.

Príklad výpočtu tepelných strát doma

Dom považovaný za dom sa nachádza v meste Kostroma, kde teplota mimo okna v najchladnejšom päťdňovom dni dosahuje -31 stupňov, teplota pôdy - +5 ° С. Požadovaná teplota miestnosti - +22 ° С.

Zvážime dom s nasledujúcimi rozmermi:

• šírka - 6,78 m;
• dĺžka - 8,04 m;
• výška - 2,8 m.

Hodnoty sa použijú na výpočet plochy uzatváracích prvkov.

Pri výpočtoch je najvýhodnejšie nakresliť plán domu na papier, na ktorom je uvedená šírka, dĺžka, výška budovy, umiestnenie okien a dverí, ich rozmery

Steny budovy pozostávajú z:

• pórobetón s hrúbkou B = 0,21 m, koeficient tepelnej vodivosti k = 2,87;
• polyfoam B = 0,05 m, k = 1,678;
• lícová tehla B = 0,09 m, k = 2,26.

Pri určovaní k by sa mali použiť informácie z tabuliek alebo lepšie informácie z technického pasu, pretože zloženie materiálov od rôznych výrobcov sa môže líšiť, a preto môžu mať odlišné vlastnosti.

Železobetón má najvyššiu tepelnú vodivosť, dosky z minerálnej vlny majú najnižšiu, preto sa najúčinnejšie používajú pri stavbe teplých domov.

Poschodie domu pozostáva z týchto vrstiev:

• piesok, B = 0,10 m, k = 0,58;
• drvený kameň, B = 0,10 m, k = 0,13;
• betón, B = 0,20 m, k = 1,1;
• izolácia ecowool, B = 0,20 m, k = 0,043;
• vystužený poter, B = 0,30 m k = 0,93.

V nadzemnom podlaží domu je podlaha rovnaká ako v celej oblasti, nie je podpivničená.

Strop pozostáva z:

• minerálna vlna, B = 0,10 m, k = 0,05;
• sadrokartón, B = 0,025 m, k = 0,21;
• borovicové štíty, B = 0,05 m, k = 0,35.

Strop nemá prístup do podkrovia.

V dome je iba 8 okien, všetky sú dvojkomorové s sklom K, argón, indikátor D = 0,6. Šesť okien má rozmery 1,2 × 1,5 m, jedno - 1,2 × 2 m, jedno - 0,3 x 0,5 m. Dvere majú rozmery 1 × 2,2 m, indikátor D podľa cestovného pasu je 0,36.

Výpočet tepelných stien steny

Straty tepla pre každú stenu vypočítame individuálne.

Najprv nájdite oblasť severnej steny:

S_SEV = 8.04 × 2.8 = 22.51

Na stene nie sú žiadne otvory pre dvere a okná, preto použijeme túto hodnotu S.

Na výpočet nákladov na teplo OK, ktoré sú orientované na jeden z hlavných svetových strán, je potrebné zohľadniť koeficienty zjemnenia.

Na základe zloženia steny sa jej celková tepelná odolnosť rovná:

D_s.sten = D_gb + D_pn + D_kr

Na nájdenie D používame vzorec:

D = B / k

Potom, nahradením počiatočných hodnôt, získame:

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

Pre výpočty používame vzorec:

Q_st = S × (t_proti - t_n) × D × l

Vzhľadom na to, že koeficient l pre severnú stenu je 1,1, dostaneme:

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

V južnej stene je jedno okno s rozlohou:

S_OK3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Preto pri výpočtoch z južnej steny S je potrebné odpočítať okná S, aby sa získali čo najpresnejšie výsledky.

S_yuj.s = 22.51 – 0.15 = 22.36

Parameter l pre južný smer je 1. Potom:

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

Pre východné a západné steny je koeficient zušľachťovania l = 1,05, preto stačí vypočítať povrchovú plochu OK bez zohľadnenia okien a dverí 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

potom:

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

Nakoniec sa celkové Q stien rovná súčtu Q všetkých stien, to znamená:

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

Cez steny stúpa teplo v množstve 526 wattov.

Tepelné straty oknami a dverami

Z plánu domu vyplýva, že dvere a 7 okien smerujú na východ a na západ, preto parameter l = 1,05. Celková plocha 7 okien, berúc do úvahy vyššie uvedené výpočty, sa rovná:

S_OKN = 10.8 + 2.4 = 13.2

Pre nich sa Q, berúc do úvahy, že D = 0,6, vypočíta takto:

Q_OK4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

Vypočítame Q južného okna (l = 1).

Q_OK5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

Pre dvere D = 0,36 a S = 2,2, l = 1,05, potom:

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

Sumarizujeme výsledné tepelné straty a získame:

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

Ďalej definujeme Q pre strop a podlahu.

Výpočet tepelných strát stropu a podlahy

Pre strop a podlahu l = 1. Vypočítajte ich plochu.

S_pol = S_hrniec = 6.78 × 8.04 = 54.51

Vzhľadom na zloženie podlahy definujeme celkový počet D.

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

Potom sa tepelná strata podlahy, berúc do úvahy skutočnosť, že teplota zeme je +5, rovná:

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

Vypočítajte celkový strop D:

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

Potom sa Q stropu rovná:

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

Celková tepelná strata cez OK sa bude rovnať:

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

Celková tepelná strata domu sa rovná 13054 W alebo takmer 13 kW.

Výpočet tepelných strát pri vetraní

V miestnosti je vetranie so špecifickou výmenou vzduchu 3 m³/ h, vstup je vybavený vzduchovo-tepelnou strieškou, takže pre výpočty stačí použiť vzorec:

Q_proti = 0,28 x 1_n × s_proti × c × (t_proti - t_n)

Hustotu vzduchu v miestnosti vypočítame pri danej teplote +22 stupňov:

p_proti = 353/(272 + 22) = 1.2

Parameter L_n rovná sa produktu špecifickej spotreby podlahovej plochy, ktorý je:

L_n = 3 × 54.51 = 163.53

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

Na základe všetkých informácií nájdeme vetranie Q:

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

Celkové tepelné náklady na vetranie budú 3 000 W alebo 3 kW.

Domáce teplo

Príjem domácnosti sa vypočíta podľa vzorca.

Q_T = 10 × S_pol

To znamená, že nahradením známych hodnôt získame:

Q_T = 54.51 × 10 = 545

V súhrne môžeme vidieť, že celková tepelná strata Q doma sa bude rovnať:

Q = 13054 + 3000 - 545 = 15509

Za prevádzkovú hodnotu považujeme Q = 16000 W alebo 16 kW.

Príklady výpočtov pre CBO

Nechajte teplotu privádzaného vzduchu (t_r) - 55 ° C, požadovaná teplota miestnosti (t_proti) - 22 ° C, tepelné straty doma (Q) - 16 000 wattov.

Stanovenie množstva vzduchu pre RSVO

Na stanovenie hmotnosti privádzaného vzduchu pri teplote t_r používa sa vzorec:

E_ot = Q / (c × (t_r - t_proti)) 

Nahradením hodnôt parametrov vo vzorci získame:

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

Objemové množstvo privádzaného vzduchu sa vypočíta podľa vzorca:

V_ot = E_ot / s_r,

kde:

p_r = 353 / (273 + t_r)

Najprv vypočítame hustotu p:

p_r = 353/(273 + 55) = 1.07

potom:

V_ot = 483/1.07 = 451.

Výmena vzduchu v miestnosti je určená vzorcom:

Vp = E_ot / s_proti

Určte hustotu vzduchu v miestnosti:

p_proti = 353/(273 + 22) = 1.19

Nahradením hodnôt vo vzorci dostaneme:

V_p = 483/1.19 = 405

Výmena vzduchu v miestnosti je teda 405 m³ za hodinu a objem privádzaného vzduchu by sa mal rovnať 451 m³ za hodinu.

Výpočet množstva vzduchu pre HWAC

Na výpočet množstva vzduchu pre HWRS berieme informácie získané z predchádzajúceho príkladu, ako aj t_r = 55 ° C, t_proti = 22 ° C; Q = 16000 wattov. Množstvo vzduchu potrebného na vetranie, E_prieduch= 110 m³/ h Odhadovaná vonkajšia teplota t_n= -31 ° C.

Na výpočet HFRS používame vzorec:

Q₃ = [E_ot × (t_r - t_proti) + E_prieduch × s_proti × (t_r - t_proti)] × c

Nahradením hodnôt dostaneme:

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

Objem recirkulovaného vzduchu bude 405 - 110 = 296 m³ vrátane dodatočnej spotreby tepla sa rovná 27000 - 16000 = 11000 wattov.

Stanovenie počiatočnej teploty vzduchu

Odpor mechanického potrubia je D = 0,27 a vychádza z jeho technických charakteristík. Dĺžka potrubia mimo vykurovanej miestnosti je l = 15 m. Stanovuje sa, že Q = 16 kW, teplota vnútorného vzduchu je 22 stupňov a požadovaná teplota na vykurovanie miestnosti je 55 stupňov.

Definujte E_ot podľa vyššie uvedených vzorcov. Dostávame:

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

Tepelný tok q₁ bude:

q₁ = (55 – 22)/0.27 = 122

Počiatočná teplota s odchýlkou ​​η = 0 bude:

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

Zadajte priemernú teplotu:

T_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

potom:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Na základe informácií nájdeme:

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

Z toho vyplýva, že pri pohybe vzduchu dochádza k strate 4 stupňov tepla. Na zníženie tepelných strát je potrebné potrubia izolovať. Odporúčame tiež, aby ste sa oboznámili s naším ďalším článkom, ktorý podrobne popisuje proces usporiadania. vykurovacie systémy vzduchu.

Závery a užitočné video na túto tému

Informatívne video o výpočtoch CB pomocou programu Ecxel:

Dôvera vo výpočty NWO je nevyhnutná pre odborníkov, pretože iba odborníci majú skúsenosti, príslušné vedomosti a zohľadnia všetky nuansy vo výpočtoch.

Máte otázky, nájdite nepresnosti vo vyššie uvedených výpočtoch alebo chcete materiál doplniť cennými informáciami? Svoje komentáre zanechajte v nižšie uvedenom bloku.