Tính toán sưởi ấm không khí: nguyên tắc cơ bản + ví dụ tính toán

Không thể lắp đặt hệ thống sưởi ấm nếu không tính toán sơ bộ. Thông tin thu được phải chính xác nhất có thể, do đó, việc tính toán nhiệt không khí được thực hiện bởi các chuyên gia sử dụng các chương trình chuyên dụng, có tính đến các sắc thái của thiết kế.

Có thể tính toán hệ thống sưởi ấm không khí (sau đây - NWO) một cách độc lập, có kiến ​​thức cơ bản về toán học và vật lý.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết cách tính mức độ mất nhiệt tại nhà và xử lý nhiệt nước. Để mọi thứ rõ ràng nhất có thể, các ví dụ cụ thể về tính toán sẽ được đưa ra.

Tính toán tổn thất nhiệt tại nhà

Để chọn CBO, cần xác định lượng không khí cho hệ thống, nhiệt độ ban đầu của không khí trong ống dẫn để sưởi ấm tối ưu cho căn phòng. Để tìm hiểu thông tin này, bạn cần tính toán tổn thất nhiệt tại nhà, và bắt đầu các tính toán cơ bản sau.

Bất kỳ tòa nhà trong thời tiết lạnh đều mất năng lượng nhiệt. Số lượng tối đa của nó rời khỏi phòng thông qua các bức tường, mái nhà, cửa sổ, cửa ra vào và các yếu tố kèm theo khác (sau đây - OK), đối diện với một bên trên đường phố.

Để đảm bảo nhiệt độ nhất định trong nhà, bạn cần tính toán nhiệt điện, có khả năng bù chi phí nhiệt và duy trì trong nhà nhiệt độ mong muốn.

Có một quan niệm sai lầm rằng tổn thất nhiệt là như nhau cho mọi nhà. Một số nguồn tin cho rằng 10 kW là đủ để sưởi ấm một ngôi nhà nhỏ với bất kỳ cấu hình nào, số khác bị giới hạn ở mức 7-8 kW mỗi m2. mét

Theo sơ đồ tính toán đơn giản cứ sau 10 m² khu vực khai thác ở khu vực phía bắc và khu vực giữa dải phải được cung cấp nguồn điện 1 kW. Con số này, cá nhân cho mỗi tòa nhà, được nhân với hệ số 1,15, do đó tạo ra một dự trữ nhiệt điện trong trường hợp tổn thất bất ngờ.

Tuy nhiên, ước tính như vậy là khá thô, ngoài ra, chúng không tính đến chất lượng, tính năng của các vật liệu được sử dụng trong xây dựng nhà, điều kiện khí hậu và các yếu tố khác ảnh hưởng đến chi phí nhiệt.

Lượng nhiệt thải phụ thuộc vào diện tích của phần tử kèm theo, độ dẫn nhiệt của từng lớp. Lượng năng lượng nhiệt lớn nhất rời khỏi phòng qua tường, sàn, mái, cửa sổ

Nếu thi công nhà dùng xây dựng hiện đại. vật liệu dẫn nhiệt đó là thấp, sau đó tổn thất nhiệt của cấu trúc sẽ ít hơn, có nghĩa là năng lượng nhiệt sẽ cần ít hơn.

Nếu bạn lấy thiết bị nhiệt tạo ra nhiều năng lượng hơn mức cần thiết, thì nhiệt dư sẽ xuất hiện, thường được bù bằng thông gió. Trong trường hợp này, chi phí tài chính bổ sung xuất hiện.

Nếu thiết bị năng lượng thấp được chọn cho CBO, thì sẽ cảm thấy thiếu nhiệt trong phòng, vì thiết bị sẽ không thể tạo ra lượng năng lượng cần thiết, sẽ phải mua thêm bộ sưởi.

Việc sử dụng bọt polyurethane, sợi thủy tinh và vật liệu cách nhiệt hiện đại khác cho phép bạn đạt được cách nhiệt tối đa của căn phòng

Chi phí nhiệt của một tòa nhà phụ thuộc vào:

• cấu trúc của các yếu tố kèm theo (tường, trần, v.v.), độ dày của chúng;
• diện tích bề mặt nóng;
• định hướng liên quan đến điểm hồng y;
• nhiệt độ tối thiểu bên ngoài cửa sổ trong khu vực hoặc thành phố trong 5 ngày mùa đông;
• thời gian của mùa nóng;
• các quá trình xâm nhập, thông gió;
• cung cấp nhiệt trong nước;
• tiêu thụ nhiệt cho nhu cầu trong nước.

Không thể tính toán chính xác tổn thất nhiệt mà không tính đến sự xâm nhập và thông gió, điều này ảnh hưởng đáng kể đến thành phần định lượng. Xâm nhập là một quá trình tự nhiên của các khối không khí di chuyển xảy ra trong quá trình di chuyển của mọi người trong phòng, mở cửa sổ để thông gió và các quá trình nội địa khác.

Thông gió là một hệ thống được lắp đặt đặc biệt thông qua đó không khí được cung cấp và không khí có thể đi vào phòng có nhiệt độ thấp hơn.

Nhiệt gấp 9 lần thoát ra ngoài thông gió so với khi xâm nhập tự nhiên

Nhiệt đi vào phòng không chỉ thông qua hệ thống sưởi, mà còn thông qua các thiết bị sưởi ấm, đèn sợi đốt và con người. Điều quan trọng nữa là phải tính đến mức tiêu thụ nhiệt để sưởi ấm các mặt hàng lạnh được mang từ đường phố, quần áo.

Trước khi chọn thiết bị cho hệ thống làm mát nước, thiết kế hệ thống sưởi ấm Điều quan trọng là phải tính toán tổn thất nhiệt tại nhà với độ chính xác cao. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng chương trình Valtec miễn phí. Để không đi sâu vào những điểm phức tạp của ứng dụng, bạn có thể sử dụng các công thức toán học mang lại độ chính xác cao cho các phép tính.

Để tính tổng tổn thất nhiệt Q của ngôi nhà, cần tính toán mức tiêu thụ nhiệt của phong bì tòa nhà Q_org.k, tiêu thụ năng lượng cho thông gió và xâm nhập Q_v, có tính đến chi phí gia đình Q_t. Tổn thất được đo và ghi lại bằng watt.

Để tính tổng mức tiêu thụ nhiệt Q sử dụng công thức:

Q = Q_org.k + Q_v - Q_t

Tiếp theo, chúng tôi xem xét các công thức để xác định chi phí nhiệt:

Q_org.k , Q_v, Q_t.

Xác định tổn thất nhiệt của phong bì xây dựng

Thông qua các yếu tố kèm theo của ngôi nhà (tường, cửa ra vào, cửa sổ, trần và sàn), lượng nhiệt lớn nhất được giải phóng. Để xác định Q_org.k cần phải tính riêng tổn thất nhiệt mà mỗi phần tử kết cấu chịu.

Đó là Q_org.k tính theo công thức:

Q_org.k = Q_chính + Q_thứ + Q_{được rồi} + Q_pt + Q_dv

Để xác định Q của từng yếu tố của ngôi nhà, cần tìm ra cấu trúc và hệ số dẫn nhiệt hoặc hệ số chịu nhiệt, được chỉ định trong hộ chiếu của vật liệu.

Để tính toán mức tiêu thụ nhiệt, các lớp ảnh hưởng đến cách nhiệt được tính đến. Ví dụ: cách nhiệt, xây, ốp, v.v.

Tính toán tổn thất nhiệt xảy ra cho từng lớp đồng nhất của phần tử kèm theo. Ví dụ, nếu một bức tường bao gồm hai lớp không giống nhau (cách nhiệt và gạch), thì việc tính toán được thực hiện riêng cho cách nhiệt và gạch.

Tính mức tiêu thụ nhiệt của lớp, có tính đến nhiệt độ mong muốn trong phòng theo biểu thức:

Q_thứ = S × (t_v - t_n) × B × l / k

Các biến có các ý nghĩa sau trong một biểu thức:

• S - diện tích lớp, m²;
• t_v - nhiệt độ mong muốn trong nhà, ° C; đối với phòng góc, nhiệt độ được lấy cao hơn 2 độ;
• t_n - nhiệt độ trung bình của 5 ngày lạnh nhất trong khu vực, ° С;
• k là hệ số dẫn nhiệt của vật liệu;
• B là chiều dày của mỗi lớp của phần tử kèm theo, m;
• l Tham số bảng, có tính đến các tính năng tiêu thụ nhiệt cho OK nằm ở các khu vực khác nhau trên thế giới.

Nếu cửa sổ hoặc cửa ra vào tường để tính toán, thì khi tính Q từ tổng diện tích OK, cần phải trừ đi diện tích của cửa sổ hoặc cửa, vì mức tiêu thụ nhiệt của chúng sẽ khác nhau.

Trong hộ chiếu kỹ thuật, hệ số truyền nhiệt D đôi khi được chỉ định trên cửa sổ hoặc cửa ra vào, do đó có thể đơn giản hóa các tính toán

Hệ số điện trở nhiệt được tính theo công thức:

D = B / k

Công thức mất nhiệt cho một lớp có thể được biểu diễn như sau:

Q_thứ = S × (t_v - t_n) × D × l

Trong thực tế, để tính Q của sàn, tường hoặc trần, các hệ số D của mỗi lớp OK được tính riêng, tổng hợp và thay thế vào công thức chung, giúp đơn giản hóa quá trình tính toán.

Kế toán chi phí xâm nhập và thông gió

Không khí nhiệt độ thấp có thể vào phòng từ hệ thống thông gió, ảnh hưởng đáng kể đến việc mất nhiệt. Công thức chung cho quá trình này như sau:

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

Trong một biểu thức, các ký tự chữ cái có nghĩa:

• L_n - lưu lượng khí nạp, m³/ h;
• p_v - mật độ không khí trong phòng ở nhiệt độ nhất định, kg / m³;
• t_v - nhiệt độ trong nhà, ° С;
• t_n - nhiệt độ trung bình của 5 ngày lạnh nhất trong khu vực, ° С;
• c là nhiệt dung của không khí, kJ / (kg * ° C).

Thông số L_n lấy từ các đặc tính kỹ thuật của hệ thống thông gió. Trong hầu hết các trường hợp, không khí cung cấp có tốc độ dòng chảy cụ thể là 3 m³/ h, dựa vào đó L_n tính theo công thức:

L_n = 3 × S_chính

Trong công thức S_chính - diện tích sàn, m².

Mật độ không khí trong nhàp_v được định nghĩa bởi biểu thức:

p_v = 353/273 + t_v

Đây_v - nhiệt độ cài đặt trong nhà, được đo bằng ° C.

Nhiệt dung c là một đại lượng vật lý không đổi và bằng 1,005 kJ / (kg × ° C).

Với thông gió tự nhiên, không khí lạnh tràn vào qua cửa sổ, cửa ra vào, truyền nhiệt qua ống khói

Thông khí không có tổ chức, hoặc xâm nhập, được xác định theo công thức:

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

Trong phương trình:

• G_h - lưu lượng khí qua mỗi hàng rào là một giá trị dạng bảng, kg / h;
• k_t - hệ số ảnh hưởng của luồng không khí nhiệt, lấy từ bảng;
• t_v , t_n - đặt nhiệt độ trong nhà và ngoài trời, ° C.

Khi cửa được mở, mất nhiệt đáng kể nhất xảy ra, do đó, nếu lối vào được trang bị rèm che không khí, chúng cũng cần được tính đến.

Rèm nhiệt là một quạt sưởi kéo dài, tạo thành một dòng chảy mạnh mẽ trong cửa sổ hoặc ô cửa. Nó giảm thiểu hoặc hầu như loại bỏ mất nhiệt và không khí từ đường phố, ngay cả khi cửa hoặc cửa sổ mở

Để tính toán tổn thất nhiệt của cửa, công thức được sử dụng:

Q_ot.d = Q_dv × j × H

Trong biểu thức:

• Q_dv - tổn thất nhiệt tính toán của các cửa bên ngoài;
• H - chiều cao công trình, m;
• j là một hệ số bảng, tùy thuộc vào loại cửa và vị trí của chúng.

Nếu ngôi nhà có tổ chức thông gió hoặc xâm nhập, thì các tính toán được thực hiện theo công thức đầu tiên.

Bề mặt của các yếu tố cấu trúc kèm theo có thể không đồng nhất - có thể có những khoảng trống hoặc rò rỉ trên đó, qua đó không khí đi qua. Những tổn thất nhiệt này được coi là không đáng kể, nhưng chúng cũng có thể được xác định. Điều này có thể được thực hiện độc quyền bằng các phương pháp phần mềm, vì không thể tính toán một số chức năng mà không sử dụng các ứng dụng.

Hình ảnh chính xác nhất về sự mất nhiệt thực sự được đưa ra bởi một cuộc khảo sát hình ảnh nhiệt tại nhà. Phương pháp chẩn đoán này cho phép bạn xác định các lỗi xây dựng ẩn, các lỗ hổng trong cách nhiệt, rò rỉ trong hệ thống cấp nước, làm giảm hiệu suất nhiệt của tòa nhà và các khuyết tật khác

Nhiệt gia dụng

Thông qua các thiết bị điện, cơ thể con người, đèn, nhiệt bổ sung đi vào phòng, cũng được tính đến khi tính toán tổn thất nhiệt.

Nó đã được thiết lập bằng thực nghiệm rằng các khoản thu như vậy không thể vượt quá 10 W trên 1 m². Do đó, công thức tính toán có thể có dạng:

Q_t = 10 × S_chính

Trong biểu thức S_chính - diện tích sàn, m².

Phương pháp tính toán chính

Nguyên lý hoạt động chính của bất kỳ NWO nào là truyền năng lượng nhiệt qua không khí bằng cách làm mát chất làm mát. Các yếu tố chính của nó là một máy phát nhiệt và một ống dẫn nhiệt.

Không khí được cung cấp vào phòng đã được làm nóng đến nhiệt độ t_rđể duy trì nhiệt độ mong muốn t_v. Do đó, lượng năng lượng tích lũy phải bằng tổng tổn thất nhiệt của tòa nhà, nghĩa là Q. Có sự bình đẳng:

Q = E_không × c × (t_v - t_n)

Trong công thức E - tốc độ dòng của không khí nóng kg / s để sưởi ấm căn phòng. Từ bình đẳng chúng ta có thể biểu thị E_không:

E_không = Q / (c × (t_v - t_n))

Nhớ lại rằng nhiệt dung của không khí là c = 1005 J / (kg × K).

Công thức chỉ xác định lượng không khí được cung cấp, chỉ được sử dụng để sưởi ấm trong các hệ thống tuần hoàn (sau đây - RSVO).

Trong các hệ thống cung cấp và tuần hoàn, một phần không khí được lấy từ đường phố, đến phần khác - từ phòng. Cả hai phần được trộn lẫn và sau khi làm nóng đến nhiệt độ yêu cầu, chúng được chuyển đến phòng

Nếu CBO được sử dụng làm thông gió, lượng không khí được cung cấp được tính như sau:

• Nếu lượng không khí để sưởi ấm vượt quá lượng không khí để thông gió hoặc bằng với nó, thì lượng không khí để sưởi ấm được tính đến, và hệ thống được chọn là dòng chảy trực tiếp (sau đây - PSVO) hoặc tuần hoàn một phần (sau đây - HRWS).
• Nếu lượng không khí để sưởi ấm ít hơn lượng không khí cần thiết cho thông gió, thì chỉ tính đến lượng không khí cần thiết cho thông gió, HVAC được đưa vào (đôi khi - HVAC) và nhiệt độ của không khí được cung cấp được tính theo công thức: t_r = t_v + Q / c × E_{lỗ thông hơi}.

Trong trường hợp vượt quá t_r Các thông số cho phép, lượng không khí được đưa vào thông qua thông gió nên được tăng lên.

Nếu phòng có các nguồn nhiệt không đổi, thì nhiệt độ của không khí được cung cấp sẽ giảm.

Các thiết bị điện đi kèm tạo ra khoảng 1% nhiệt trong phòng. Nếu một hoặc nhiều thiết bị sẽ hoạt động liên tục, nhiệt điện của chúng phải được tính đến trong các tính toán

Đối với một phòng đơn, chỉ số t_r có thể khác Về mặt kỹ thuật, có thể hiện thực hóa ý tưởng cung cấp nhiệt độ khác nhau cho từng phòng riêng lẻ, nhưng việc cung cấp không khí có cùng nhiệt độ cho tất cả các phòng sẽ dễ dàng hơn nhiều.

Trong trường hợp này, tổng nhiệt độ t_r lấy cái mà hóa ra là nhỏ nhất Sau đó, lượng không khí được cung cấp được tính theo công thức xác định E_không.

Tiếp theo, chúng tôi xác định công thức tính thể tích không khí đến V_không ở nhiệt độ gia nhiệt của nó_r:

V_không = E_không/ p_r

Câu trả lời được viết bằng m³/ h

Tuy nhiên, trao đổi không khí trong nhà V_p sẽ khác với giá trị của V_không, vì cần phải xác định nó dựa trên nhiệt độ bên trong t_v:

V_không = E_không/ p_v

Trong công thức xác định V_p và v_không chỉ số mật độ không khí p_r và p_v (kg / m³) được tính có tính đến nhiệt độ của không khí nóng_r và nhiệt độ phòng t_v.

Nhiệt độ phòng chỉ ra t_r phải cao hơn t_v. Điều này sẽ làm giảm lượng không khí được cung cấp và sẽ giảm kích thước của các kênh của hệ thống có chuyển động không khí tự nhiên hoặc giảm tiêu thụ điện nếu động lực cơ học được sử dụng để lưu thông khối không khí nóng.

Theo truyền thống, nhiệt độ tối đa của không khí đi vào phòng khi được cung cấp ở độ cao vượt quá 3,5 m nên là 70 ° С. Nếu không khí được cung cấp ở độ cao dưới 3,5 m, thì nhiệt độ của nó thường tương đương với 45 ° C.

Đối với mặt bằng dân cư cao 2,5 m, giới hạn nhiệt độ cho phép là 60 ° C. Khi nhiệt độ được đặt cao hơn, bầu khí quyển sẽ mất các thuộc tính và không phù hợp để hít vào.

Nếu màn cửa nhiệt không khí được đặt ở cửa ngoài và cửa mở ra ngoài, thì nhiệt độ của không khí đến được cho phép 70 ° C, đối với rèm nằm ở cửa ngoài, lên đến 50 ° C.

Nhiệt độ được cung cấp bị ảnh hưởng bởi các phương pháp cung cấp không khí, hướng của máy bay phản lực (theo chiều dọc, dọc theo độ dốc, theo chiều ngang, v.v.). Nếu mọi người thường xuyên ở trong phòng, thì nhiệt độ của không khí được cung cấp sẽ giảm xuống 25 ° C.

Sau khi thực hiện các tính toán sơ bộ, có thể xác định mức tiêu thụ nhiệt cần thiết để làm nóng không khí.

Đối với chi phí nhiệt RSVO Q₁ tính theo biểu thức:

Q₁ = E_không × (t_r - t_v) × c

Đối với tính toán PSVO Q₂ được sản xuất theo công thức:

Q₂ = E_{lỗ thông hơi} × (t_r - t_v) × c

Tiêu thụ nhiệt Q₃ cho HRW được tìm thấy bởi phương trình:

Q₃ = [E_không × (t_r - t_v) + E_{lỗ thông hơi} × (t_r - t_v)] × c

Trong cả ba biểu thức:

• E_không và E_{lỗ thông hơi} - tiêu thụ không khí tính bằng kg / s để sưởi ấm (E_không) và thông gió (E_{lỗ thông hơi});
• t_n - nhiệt độ ngoài trời ở ° C.

Các đặc điểm còn lại của các biến là như nhau.

Trong CHRSVO, lượng không khí tuần hoàn được xác định theo công thức:

E_rec = E_không - E_{lỗ thông hơi}

Biến e_không biểu thị lượng không khí hỗn hợp được làm nóng đến nhiệt độ t_r.

Có một điểm đặc biệt trong PSVO với động lực tự nhiên - lượng không khí chuyển động thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ bên ngoài. Nếu nhiệt độ bên ngoài giảm, áp suất hệ thống tăng. Điều này dẫn đến sự gia tăng không khí vào nhà. Nếu nhiệt độ tăng, quá trình ngược lại xảy ra.

Ngoài ra trong hệ thống điều hòa không khí, không giống như hệ thống thông gió, không khí di chuyển với mật độ thấp hơn và thay đổi so với mật độ của không khí xung quanh ống dẫn khí.

Do hiện tượng này, các quá trình sau đây xảy ra:

1. Đến từ máy phát điện, không khí, đi qua các ống dẫn khí, được làm mát đáng chú ý trong quá trình di chuyển
2. Trong quá trình di chuyển tự nhiên, lượng không khí vào phòng thay đổi trong mùa nóng.

Các quy trình trên không được tính đến nếu quạt được sử dụng trong hệ thống điều hòa không khí để lưu thông không khí, và nó cũng có chiều dài và chiều cao hạn chế.

Nếu hệ thống có nhiều nhánh, khá dài và tòa nhà lớn và cao, thì cần phải giảm quá trình làm mát không khí trong ống dẫn, để giảm sự phân phối lại không khí dưới tác động của áp lực lưu thông tự nhiên.

Khi tính toán công suất cần thiết của hệ thống sưởi ấm không khí mở rộng và phân nhánh, cần phải tính đến không chỉ quá trình tự nhiên làm mát khối không khí trong quá trình di chuyển qua ống dẫn, mà còn ảnh hưởng của áp suất tự nhiên của khối không khí khi đi qua kênh

Để kiểm soát quá trình làm mát không khí, thực hiện tính toán nhiệt của các ống dẫn. Đối với điều này, cần phải thiết lập nhiệt độ không khí ban đầu và chỉ định tốc độ dòng chảy của nó bằng các công thức.

Để tính thông lượng nhiệt Q_ồ thông qua các bức tường của ống dẫn, chiều dài bằng l, sử dụng công thức:

Q_ồ = q₁ × l

Trong biểu thức, q₁ biểu thị thông lượng nhiệt đi qua các bức tường của ống dài 1 m. Tham số được tính theo biểu thức:

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

Trong phương trình D₁ - điện trở truyền nhiệt từ không khí nóng với nhiệt độ trung bình t_sr qua quảng trường S₁ các bức tường của ống dẫn dài 1 m trong nhà ở nhiệt độ t_v.

Phương trình cân bằng nhiệt trông như thế này:

q₁l = E_không × c × (t_nach - t_r)

Trong công thức:

• E_không - lượng không khí cần thiết để sưởi ấm phòng, kg / h;
• c là nhiệt dung riêng của không khí, kJ / (kg ° C);
• t_{xà cừ} - nhiệt độ không khí ở đầu ống dẫn, ° C;
• t_r - nhiệt độ của không khí thải vào phòng, ° С.

Phương trình cân bằng nhiệt cho phép bạn đặt nhiệt độ ban đầu của không khí trong ống dẫn ở nhiệt độ cuối cùng nhất định và ngược lại, tìm ra nhiệt độ cuối cùng ở nhiệt độ ban đầu nhất định, cũng như xác định lưu lượng khí.

Nhiệt độ t_nach cũng có thể được tìm thấy theo công thức:

t_nach = t_v + ((Q + (1 -)) ×_ồ)) (T_r - t_v)

Đây là một phần của Q_ồvào phòng trong các tính toán được lấy bằng không. Các đặc điểm của các biến còn lại được đặt tên ở trên.

Công thức luồng khí nóng tinh chế sẽ trông như thế này:

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

Tất cả các giá trị bằng chữ trong biểu thức được xác định ở trên. Hãy chuyển sang một ví dụ về tính toán sưởi ấm không khí cho một ngôi nhà cụ thể.

Ví dụ tính toán tổn thất nhiệt tại nhà

Ngôi nhà được xem xét nằm ở thành phố Kostroma, nơi nhiệt độ bên ngoài cửa sổ vào ngày năm ngày lạnh nhất đạt tới -31 độ, nhiệt độ của đất - +5 ° С. Nhiệt độ phòng mong muốn - +22 ° С.

Chúng tôi sẽ xem xét một ngôi nhà với các kích thước sau:

• chiều rộng - 6,78 m;
• chiều dài - 8,04 m;
• chiều cao - 2,8 m.

Các giá trị sẽ được sử dụng để tính diện tích của các phần tử kèm theo.

Để tính toán, thuận tiện nhất là vẽ sơ đồ nhà trên giấy, chỉ ra trên đó chiều rộng, chiều dài, chiều cao của tòa nhà, vị trí của cửa sổ và cửa ra vào, kích thước của chúng

Các bức tường của tòa nhà bao gồm:

• bê tông khí có chiều dày B = 0,21 m, hệ số dẫn nhiệt k = 2,87;
• bọt xốp B = 0,05 m, k = 1,678;
• gạch phải đối mặt B = 0,09 m, k = 2,26.

Khi xác định k, người ta nên sử dụng thông tin từ các bảng hoặc tốt hơn là thông tin từ hộ chiếu kỹ thuật, do thành phần vật liệu từ các nhà sản xuất khác nhau có thể khác nhau, do đó, có các đặc điểm khác nhau.

Bê tông cốt thép có độ dẫn nhiệt cao nhất, tấm len khoáng sản có độ dẫn thấp nhất, do đó, chúng được sử dụng hiệu quả nhất trong việc xây dựng những ngôi nhà ấm áp

Tầng của ngôi nhà bao gồm các lớp sau:

• cát, B = 0,10 m, k = 0,58;
• đá nghiền, B = 0,10 m, k = 0,13;
• bê tông, B = 0,20 m, k = 1,1;
• cách điện ecowool, B = 0,20 m, k = 0,043;
• cốt thép gia cố, B = 0,30 m k = 0,93.

Trong sơ đồ trên của ngôi nhà, tầng có cùng cấu trúc trong toàn khu vực, không có tầng hầm.

Trần nhà bao gồm:

• bông khoáng, B = 0,10 m, k = 0,05;
• vách thạch cao, B = 0,025 m, k = 0,21;
• lá chắn thông, B = 0,05 m, k = 0,35.

Trần nhà không có quyền truy cập vào gác mái.

Chỉ có 8 cửa sổ trong nhà, tất cả đều là buồng đôi với kính K, argon, chỉ số D = 0,6. Sáu cửa sổ có kích thước 1,2 × 1,5 m, một cửa có kích thước 1,2 × 2 m và một cửa có kích thước 0,3 × 0,5 m. Cửa có kích thước 1 × 2,2 m và hộ chiếu D là 0,36.

Tính toán tổn thất nhiệt tường

Chúng tôi sẽ tính toán tổn thất nhiệt cho từng bức tường.

Đầu tiên, tìm khu vực của bức tường phía bắc:

S_{thứ bảy} = 8.04 × 2.8 = 22.51

Không có cửa và cửa sổ mở trên tường, vì vậy chúng tôi sẽ sử dụng giá trị S.

Để tính chi phí nhiệt của OK, được định hướng theo một trong các điểm chính, cần phải tính đến các hệ số sàng lọc

Dựa trên thành phần của bức tường, chúng tôi thấy tổng khả năng chịu nhiệt của nó bằng:

D_s.sten = D_gb + D_pn + D_kr

Để tìm D, chúng tôi sử dụng công thức:

D = B / k

Sau đó, thay thế các giá trị ban đầu, chúng tôi có được:

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

Để tính toán, chúng tôi sử dụng công thức:

Q_thứ = S × (t_v - t_n) × D × l

Cho rằng hệ số l cho bức tường phía bắc là 1,1, chúng ta nhận được:

Q_{thứ bảy} = 22.51 × (22 + 31) × 0.14 × 1.1 = 184

Ở bức tường phía nam có một cửa sổ với diện tích:

S_ok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Do đó, trong các tính toán từ tường phía nam S, cần phải trừ các cửa sổ S để có được kết quả chính xác nhất.

S_yuj.s = 22.51 – 0.15 = 22.36

Tham số l cho hướng nam là 1. Sau đó:

Q_{thứ bảy} = 22.36 × (22 + 31) × 0.14 × 1 = 166

Đối với các bức tường phía đông và phía tây, hệ số sàng lọc là l = 1,05, do đó, nó đủ để tính diện tích bề mặt của OK mà không tính đến cửa sổ và cửa ra vào 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

Sau đó:

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

Cuối cùng, tổng Q của các bức tường bằng tổng Q của tất cả các bức tường, đó là:

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

Tổng cộng, nhiệt rời qua các bức tường với số lượng 526 watt.

Mất nhiệt qua cửa sổ và cửa ra vào

Kế hoạch của ngôi nhà cho thấy các cửa ra vào và 7 cửa sổ hướng về phía đông và phía tây, do đó, tham số l = 1,05. Tổng diện tích của 7 cửa sổ, có tính đến các tính toán trên, bằng:

S_{được rồi} = 10.8 + 2.4 = 13.2

Đối với họ, Q, có tính đến việc D = 0,6, sẽ được tính như sau:

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

Chúng tôi tính Q của cửa sổ phía nam (l = 1).

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

Đối với cửa ra vào, D = 0,36 và S = 2,2, l = 1,05, sau đó:

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

Chúng tôi tóm tắt kết quả mất nhiệt và nhận được:

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

Tiếp theo, chúng tôi xác định Q cho trần và sàn.

Tính toán tổn thất nhiệt của trần và sàn

Đối với trần và sàn l = 1. Tính diện tích của chúng.

S_chính = S_nồi = 6.78 × 8.04 = 54.51

Dựa vào thành phần của sàn, chúng tôi xác định tổng D.

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

Sau đó, tổn thất nhiệt của sàn, có tính đến việc nhiệt độ của trái đất là +5, bằng:

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

Tính tổng trần D:

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

Khi đó Q của trần sẽ bằng:

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

Tổng tổn thất nhiệt qua OK sẽ bằng:

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

Tổng cộng, tổn thất nhiệt của ngôi nhà sẽ bằng 13054 W hoặc gần 13 kW.

Tính toán tổn thất nhiệt của thông gió

Phòng hoạt động thông gió với một trao đổi không khí cụ thể là 3 m³/ h, lối vào được trang bị một tán cây không khí nhiệt, vì vậy để tính toán, nó là đủ để sử dụng công thức:

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

Chúng tôi tính toán mật độ không khí trong phòng ở nhiệt độ nhất định là +22 độ:

p_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Thông số L_n bằng với sản phẩm tiêu thụ cụ thể theo diện tích sàn, nghĩa là:

L_n = 3 × 54.51 = 163.53

Nhiệt dung của không khí c là 1.005 kJ / (kg × ° C).

Cho tất cả các thông tin, chúng tôi tìm thấy thông gió Q:

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

Tổng chi phí nhiệt cho thông gió sẽ là 3000 watt hoặc 3 kW.

Nhiệt trong nước

Thu nhập hộ gia đình được tính theo công thức.

Q_t = 10 × S_chính

Đó là, thay thế các giá trị đã biết, chúng tôi có được:

Q_t = 54.51 × 10 = 545

Tổng kết lại, chúng ta có thể thấy rằng tổng tổn thất nhiệt Q tại nhà sẽ bằng:

Q = 13054 + 3000 - 545 = 15509

Chúng tôi lấy Q = 16000 W hoặc 16 kW làm giá trị vận hành.

Ví dụ về tính toán cho CBO

Để nhiệt độ của không khí được cung cấp (t_r) - 55 ° С, nhiệt độ phòng mong muốn (t_v) - 22 ° C, mất nhiệt tại nhà (Q) - 16.000 watt.

Xác định lượng không khí cho RSVO

Để xác định khối lượng của không khí được cung cấp ở nhiệt độ t_r công thức được sử dụng:

E_không = Q / (c × (t_r - t_v)) 

Thay thế các giá trị tham số trong công thức, chúng tôi thu được:

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

Lượng không khí được cung cấp được tính theo công thức:

V_không = E_không / p_r

trong đó:

p_r = 353 / (273 + t_r)

Đầu tiên, chúng tôi tính mật độ p:

p_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Sau đó:

V_không = 483/1.07 = 451.

Việc trao đổi không khí trong phòng được xác định theo công thức:

Vp = E_không / p_v

Xác định mật độ không khí trong phòng:

p_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Thay thế các giá trị trong công thức, chúng tôi nhận được:

V_p = 483/1.19 = 405

Như vậy, trao đổi không khí trong phòng là 405 m³ mỗi giờ và thể tích không khí được cung cấp phải bằng 451 m³ trong một giờ

Tính toán lượng không khí cho HWAC

Để tính lượng không khí cho CTNH, chúng tôi lấy thông tin thu được từ ví dụ trước, cũng như t_r = 55 ° C, t_v = 22 ° C; Q = 16000 watt. Lượng không khí cần thiết cho thông gió, E_{lỗ thông hơi}= 110 m³/ h Ước tính nhiệt độ ngoài trời t_n= -31 ° C.

Để tính toán HFRS, chúng tôi sử dụng công thức:

Q₃ = [E_không × (t_r - t_v) + E_{lỗ thông hơi} × p_v × (t_r - t_v)] × c

Thay thế các giá trị, chúng tôi nhận được:

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

Thể tích không khí tuần hoàn sẽ là 405-110 = 296 m³ bao gồm mức tiêu thụ nhiệt bổ sung tương đương với 27000-16000 = 11000 watt.

Xác định nhiệt độ không khí ban đầu

Điện trở của ống cơ là D = 0,27 và được lấy từ các đặc tính kỹ thuật của nó. Chiều dài của ống bên ngoài phòng được sưởi ấm là l = 15 m. Xác định rằng Q = 16 kW, nhiệt độ không khí bên trong là 22 độ và nhiệt độ cần thiết để sưởi ấm phòng là 55 độ.

Xác định E_không theo các công thức trên. Chúng tôi nhận được:

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

Thông lượng nhiệt q₁ sẽ là:

q₁ = (55 – 22)/0.27 = 122

Nhiệt độ ban đầu với độ lệch = 0 sẽ là:

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

Chỉ định nhiệt độ trung bình:

t_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Sau đó:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Đưa ra thông tin chúng tôi tìm thấy:

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

Theo đó, khi không khí di chuyển, 4 độ nhiệt bị mất. Để giảm thất thoát nhiệt, cần phải cách nhiệt các đường ống. Chúng tôi cũng khuyên bạn nên tự làm quen với bài viết khác của chúng tôi, trong đó mô tả chi tiết quá trình sắp xếp. hệ thống sưởi ấm không khí.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Một video thông tin về các tính toán của CB bằng chương trình Ecxel:

Tin tưởng vào các tính toán của NWO là cần thiết cho các chuyên gia, bởi vì chỉ những chuyên gia có kinh nghiệm, kiến ​​thức liên quan, sẽ tính đến tất cả các sắc thái trong tính toán.

Có câu hỏi, tìm thấy sự không chính xác trong các tính toán ở trên, hoặc muốn bổ sung các tài liệu với thông tin có giá trị? Hãy để lại ý kiến ​​của bạn trong khối bên dưới.