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 „CBO“) 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. Ak chcete zistiť tieto informácie, musíte vypočítať tepelné straty doma a základné výpočty začať neskôr.
Akákoľvek budova počas chladného počasia stráca tepelnú energiu. Jeho maximálny počet opúšťa miestnosť stenami, strechou, oknami, dverami a ďalšími obkladovými prvkami (ďalej len - OK), otočenými proti jednej strane ulice.
Na zaistenie určitej teploty v dome je potrebné vypočítať tepelnú kapacitu, ktorá je schopná kompenzovať náklady na teplo a udržiavať požadovanú teplotu v dome.
Galéria obrázkov
Foto z
Výpočty pre ohrev vzduchu vidieckeho domu sa vykonávajú pre kompetentný výber vykurovacej jednotky, ktorá môže generovať potrebné množstvo tepelnej energie.
Tepelný generátor, ktorý vo vidieckych domoch používa hlavne krby a ruské pece, by mal pokryť tepelné straty domu prostredníctvom stavebných konštrukcií
Vo vykurovacích systémoch vzduchu sa príprava chladiacej zmesi vykonáva všetkými typmi kotlov. Najprv ohrievajú vodu alebo paru, ktorá následne odovzdáva teplo do prúdov vzduchu
Plynové, vodné a elektrické ohrievače dodávajú ohriaty vzduch do miestnosti bez použitia kanálov
Pri použití jednotiek, ktoré privádzajú ohriaty vzduch priamo do miestnosti, sú inštalované v množstve najmenej 2 kusy na izbu. Takže v prípade poruchy jedného zariadenia by druhé zariadenie mohlo mať teplotu +5 stupňov
Pri kombinovaní vykurovania vzduchu s vetracími a klimatizačnými systémami je potrebné zohľadniť stratu energie pri ohrievaní zmiešanej čerstvej časti vzduchu z ulice.
V kanálových verziách vykurovacích systémov sa zohriaty vzduch pohybuje potrubím, ktorého povrch odovzdáva teplo do miestnosti
V systémoch s prívodom vzduchu vykonáva funkciu vykurovacích zariadení potrubie. Zohľadňuje sa jeho plocha, ktorá určuje prenos tepla
Zásada výpočtu sily kameniva
Plynová jednotka mimo domu
Prchavé plynové zariadenie
Elektrický ohrievač vzduchu
Kombinácia s inými systémami
Vykurovací okruh kanálov
Špecifickosť vzduchového obvodu
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 regiónoch a strednom pruhu by mala byť vybavená dodávkou tepelnej energie 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 by pri výstavbe domu boli použité moderné stavebné materiály, ktorých tepelná vodivosť je nízka, potom bude tepelná strata konštrukcie nižšia, čo znamená, že tepelná energia bude nižšia.
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 umožňuje 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 inštalovaný 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 na klimatizáciu a navrhnutím 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 budovyorg.k, spotreba energie na vetranie a infiltráciu Qproti, vezmite do úvahy výdavky na domácnosť QT, Straty sa merajú a zaznamenávajú vo wattoch.
Na výpočet celkovej spotreby tepla Q použite vzorec:
Q = Qorg.k + Qproti - QT
Ďalej sa zaoberáme vzorcami na určovanie nákladov na teplo:
Qorg.k , Qproti, QT.
Stanovenie tepelných strát obvodových plášťov budov
Prostredníctvom obkladových prvkov domu (steny, dvere, okná, strop a podlaha) sa uvoľňuje najväčšie množstvo tepla. Určenie Qorg.k je potrebné osobitne vypočítať tepelné straty, ktoré každý konštrukčný prvok znáša.
To je Qorg.k vypočítané podľa vzorca:
Qorg.k = Qpol + Qst + QOKN + Qpt + Qdv
Na určenie Q každého prvku domu je potrebné zistiť jeho štruktúru a koeficient tepelnej vodivosti alebo koeficient tepelného odporu, ktorý je uvedený v materiálovom pase.
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:
Qst = S × (tproti - tn) × B × l / k
Premenné majú nasledujúci význam vo výraze:
- S je plocha vrstvy, m2;
- Tproti - požadovaná teplota v dome, ° C; v rohových miestnostiach je teplota vyššia o 2 stupne;
- Tn - 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 znázorniť ako:
Qst = S × (tproti - tn) × 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:
Qproti = 0,28 x 1n × sproti × c × (tproti - tn)
Vo výraze majú abecedné znaky význam:
- Ln - prietok nasávaného vzduchu, m3/ h;
- pproti - hustota vzduchu v miestnosti pri danej teplote, kg / m3;
- Tproti - teplota v dome, ° С;
- Tn - priemerná teplota najchladnejších 5 dní v regióne, ° С;
- c je tepelná kapacita vzduchu, kJ / (kg * ° C).
Parameter Ln prevzaté z technických charakteristík vetracieho systému. Vo väčšine prípadov má privádzaný vzduch špecifický prietok 3 m3/ h, na základe čoho Ln vypočítané podľa vzorca:
Ln = 3 x Spol
Vo vzorci Spol - podlahová plocha, m2.
Hustota vnútorného vzduchupproti definované výrazom:
pproti = 353/273 + tproti
Tu tproti - 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:
Qja = 0,28 × ∑Ghod × c × (tproti - tn) × kT
V rovnici:
- Ghod - prietok vzduchu každým plotom je tabuľková hodnota, kg / h;
- kT - koeficient vplyvu tepelného toku vzduchu, prevzatý z tabuľky;
- Tproti , tn - nastavené teploty vo vnútri a vonku, ° C
Keď sa dvere otvoria, nastane najvýznamnejšia tepelná strata, 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:
Qot.d = Qdv × j × H
Vo výraze:
- Qdv - odhadované 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 programových metód, pretože nie je možné vypočítať niektoré funkcie bez použitia aplikácií.
Najpresnejší obraz o skutočných tepelných stratách je získaný 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, ktoré sa tiež zohľadňuje pri výpočte tepelných strát.
Experimentálne sa zistilo, že takéto príjmy nemôžu prekročiť značku 10 W na 1 m2, Výpočtový vzorec preto môže mať formu:
QT = 10 × Spol
Vo výraze Spol - 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.
Vzduch sa privádza do miestnosti už zahriatej na teplotu traby sa udržala požadovaná teplota tproti, Preto by sa množstvo akumulovanej energie malo rovnať celkovej tepelnej strate budovy, tj Q. Existuje rovnosť:
Q = Eot × c × (tproti - tn)
Vo vzorci E - spotreba vykurovaného vzduchu kg / s na vykurovanie miestnosti. Z rovnosti môžeme vyjadriť E.ot:
Eot = Q / (c × (tproti - tn))
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, berie sa do úvahy množstvo vzduchu na vykurovanie a systém sa vyberie ako priamy prúd (ďalej len „PSVO“) alebo s čiastočnou recirkuláciou (ďalej len „HRWS“).
- 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: tr = tproti + Q / c × Eprieduch.
V prípade, že ukazovateľ prekročí tr 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 tr môžu byť rôzne. Z technického hľadiska je možné realizovať myšlienku privádzania rôznych teplôt do jednotlivých miestností, ale je oveľa ľahšie privádzať vzduch s rovnakou teplotou do všetkých miestností.
V tomto prípade je celková teplota tr vezmi ten, ktorý sa ukázal byť najmenší. Potom sa množstvo privádzaného vzduchu vypočíta podľa vzorca Eot.
Ďalej určíme vzorec na výpočet objemu privádzaného vzduchu Vot pri jeho vykurovacej teplote tr:
Vot = Eot/ sr
Odpoveď je napísaná v m3/ h
Výmena vzduchu v interiéri Vp sa bude líšiť od hodnoty Vot, pretože je potrebné ho určiť na základe vnútornej teploty tproti:
Vot = Eot/ sproti
Vo vzorci na stanovenie Vp a vot indikátory hustoty vzduchu strr a strproti (kg / m3) sa počítajú s ohľadom na teplotu zohriateho vzduchu tr a teplota miestnosti tproti.
Vstupná teplota tr musí byť vyššia ako tproti, 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 menšej ako 3,5 m, potom sa jeho teplota zvyčajne rovná 45 ° C.
V obytných priestoroch s výškou 2,5 m je povolená hranica teploty 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 ovplyvňovaná 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 = Eot × (tr - tproti) × c
Pre výpočet PSVO Q2 vyrobené podľa vzorca:
Q2 = Eprieduch × (tr - tproti) × c
Spotreba tepla Q3 pre HRW sa nachádza podľa rovnice:
Q3 = [Eot × (tr - tproti) + Eprieduch × (tr - tproti)] × c
Vo všetkých troch výrazoch:
- Eot a Eprieduch - spotreba vzduchu v kg / s na vykurovanie (Eot) a vetranie (Eprieduch);
- Tn - vonkajšia teplota v ° C
Zvyšné charakteristiky premenných sú rovnaké.
V CHRSVO sa množstvo recirkulovaného vzduchu určuje podľa vzorca:
Erec = Eot - Eprieduch
Premenná eot vyjadruje množstvo zmiešaného vzduchu zahriateho na teplotu tr.
V PSVO je zvláštnosť s prirodzenou motiváciou - množstvo pohybujúceho sa vzduchu sa líši v závislosti od vonkajšej teploty. Ak vonkajšia teplota klesne, tlak v systéme stúpa. To vedie k nárastu vzduchu vstupujúceho do domu. Ak teplota stúpne, nastane proces reverzácie.
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:
- Vzduch, ktorý prechádza vzduchovými kanálmi, pochádza z generátora a je počas pohybu zreteľne chladený
- 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, dosť dlhých a budova je veľká a vysoká, je potrebné obmedziť proces ochladzovania vzduchu v potrubiach, aby sa znížilo prerozdeľovanie vzduchu prichádzajúceho pod vplyv prirodzeného cirkulačného tlaku.
Pri výpočte potrebného výkonu vykurovacích systémov s predĺženým a rozvetveným vzduchom je potrebné zohľadniť nielen prirodzený proces ochladzovania vzduchovej hmoty počas pohybu potrubím, ale aj vplyv prirodzeného tlaku vzduchovej hmoty pri prechode cez kanál.
Na riadenie procesu chladenia vzduchu vykonajte tepelný výpočet potrubí. Na tento účel je potrebné stanoviť počiatočnú teplotu vzduchu a špecifikovať jeho prietok pomocou vzorcov.
Na výpočet tepelného toku QOHL cez steny potrubia, ktorého dĺžka sa rovná l, použite vzorec:
QOHL = q1 × l
Vo výraze q1 označuje tepelný tok prechádzajúci stenami kanála dlhý 1 m. Parameter sa vypočíta podľa vzorca:
q1 = k × S1 × (tsr - tproti) = (tsr - tproti) / D1
V rovnici D1 - odpor prenosu tepla zo zahriateho vzduchu s priemernou teplotou tsr naprieč štvorcom S1 steny kanála dlhé 1 m pri teplote tproti.
Rovnica tepelnej bilancie vyzerá takto:
q1l = Eot × c × (tnach - tr)
Vo vzorci:
- Eot - množstvo vzduchu potrebné na vykurovanie miestnosti, kg / h;
- c je špecifické teplo vzduchu, kJ / (kg ° C);
- Tnac - teplota vzduchu na začiatku potrubia, ° C;
- Tr - 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 tnach možno nájsť aj podľa vzorca:
Tnach = tproti + ((Q + (1 - η) × Q)OHL)) × (tr - tproti)
Tu je časť Q súčasťou QOHLvstup 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) × QOHL) / (c × (tsr - tproti))
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 najchladnejších piatich dňoch dosahuje -31 stupňov, teplota pôdy - +5 ° С. Požadovaná teplota miestnosti je +22 ° C.
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;
- polystyrén B = 0,05 m, k = 1,678;
- lícová tehla B = 0,09 m, k = 2,26.
Pri určovaní k by sa mali používať informácie z tabuliek a 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 najmenšie, 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:
SSEV = 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 bodov, je potrebné zohľadniť koeficienty zjemnenia.
Na základe zloženia steny zistíme, že jej celkový tepelný odpor sa rovná:
Ds.sten = Dgb + Dpn + Dkr
Na nájdenie D používame vzorec:
D = B / k
Potom, nahradením počiatočných hodnôt, získame:
Ds.sten = 0.21/2.87 + 0.05/1.678 + 0.09/2.26 = 0.14
Pre výpočty používame vzorec:
Qst = S × (tproti - tn) × D × l
Vzhľadom na to, že koeficient l pre severnú stenu je 1,1, dostaneme:
Qsev.st = 22.51 × (22 + 31) × 0.14 × 1.1 = 184
V južnej stene je jedno okno s rozlohou:
SOK3 = 0.5 × 0.3 = 0.15
Preto pri výpočtoch z južnej steny S je potrebné odpočítať okná S, aby sa získali čo najpresnejšie výsledky.
Syuj.s = 22.51 – 0.15 = 22.36
Parameter l pre južný smer je 1. Potom:
Qsev.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 ohľadu na okná a dvere S.
SOK1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8
SOK2 = 1.2 × 2 = 2.4
Sd = 1 × 2.2 = 2.2
Szap + vost = 2 × 6.78 × 2.8 – 2.2 – 2.4 – 10.8 = 22.56
potom:
Qzap + vost = 22.56 × (22 + 31) × 0.14 × 1.05 = 176
Nakoniec sa celkové Q stien rovná súčtu Q všetkých stien, to znamená:
Qsten = 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:
SOKN = 10.8 + 2.4 = 13.2
Pre nich sa Q, berúc do úvahy, že D = 0,6, vypočíta takto:
QOK4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630
Vypočítame Q južného okna (l = 1).
QOK5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5
Pre dvere D = 0,36 a S = 2,2, l = 1,05, potom:
Qdv = 2.2 × (22 + 31) × 0.36 × 1.05 = 43
Sumarizujeme výsledné tepelné straty a získame:
Qok + 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.
Spol = Shrniec = 6.78 × 8.04 = 54.51
Vzhľadom na zloženie podlahy definujeme celkový počet D.
Dpol = 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, že teplota zeme je +5, rovná:
Qpol = 54.51 × (21 – 5) × 6.1 × 1 = 5320
Vypočítajte celkový strop D:
Dhrniec = 0.10/0.05 + 0.025/0.21 + 0.05/0.35 = 2.26
Potom Q stropu sa bude rovnať:
Qhrniec = 54.51 × (22 + 31) × 2.26 = 6530
Celková tepelná strata cez OK sa bude rovnať:
Qogr.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:
Qproti = 0,28 x 1n × sproti × c × (tproti - tn)
Hustotu vzduchu v miestnosti vypočítame pri danej teplote +22 stupňov:
pproti = 353/(272 + 22) = 1.2
Parameter Ln rovná sa produktu špecifickej spotreby podlahovej plochy, ktorý je:
Ln = 3 × 54.51 = 163.53
Tepelná kapacita vzduchu c je 1,005 kJ / (kg × ° C).
Na základe všetkých informácií nachádzame vetranie Q:
Qproti = 0.28 × 163.53 × 1.2 × 1.005 × (22 + 31) = 3000
Celkové tepelné náklady na vetranie budú 3 000 W alebo 3 kW.
Teplo pre domácnosť
Príjem domácnosti sa vypočíta podľa vzorca.
QT = 10 × Spol
To znamená, že nahradením známych hodnôt získame:
QT = 54.51 × 10 = 545
V súhrne môžeme vidieť, že celková tepelná strata Q doma sa bude rovnať:
Q = 13054 + 3000 - 545 = 15509
Zoberme si Q = 16000 W alebo 16 kW ako prevádzkovú hodnotu.
Príklady výpočtov pre CBO
Nechajte teplotu privádzaného vzduchu (tr) - 55 ° C, požadovaná teplota miestnosti (tproti) - 22 ° C, tepelné straty doma (Q) - 16 000 wattov.
Stanovenie množstva vzduchu pre RSVO
Na stanovenie hmotnosti privádzaného vzduchu pri teplote tr používa sa vzorec:
Eot = Q / (c × (tr - tproti))
Nahradením hodnôt parametrov vo vzorci získame:
Eot = 16000/(1.005 × (55 – 22)) = 483
Objemové množstvo privádzaného vzduchu sa vypočíta podľa vzorca:
Vot = Eot / sr
Kde:
pr = 353 / (273 + tr)
Najprv vypočítame hustotu p:
pr = 353/(273 + 55) = 1.07
potom:
Vot = 483/1.07 = 451.
Výmena vzduchu v miestnosti je určená vzorcom:
Vp = Eot / sproti
Určte hustotu vzduchu v miestnosti:
pproti = 353/(273 + 22) = 1.19
Nahradením hodnôt vo vzorci dostaneme:
Vp = 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 tr = 55 ° C, tproti = 22 ° C; Q = 16000 wattov. Množstvo vzduchu potrebného na vetranie, Eprieduch= 110 m3/ h Odhadovaná vonkajšia teplota tn= -31 ° C.
Na výpočet HFRS používame vzorec:
Q3 = [Eot × (tr - tproti) + Eprieduch × sproti × (tr - tproti)] × 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, vnútorná teplota vzduchu je 22 stupňov a požadovaná teplota na vykurovanie miestnosti je 55 stupňov.
Definujte Eot podľa vyššie uvedených vzorcov. Dostaneme:
Eot = 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:
Tnach = 22 + (16 × 1000 + 137 × 15) × (55 – 22)/ 1000 × 16 = 60
Zadajte priemernú teplotu:
Tsr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5
potom:
Qotkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972
Na základe informácií nájdeme:
Tnach = 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 postup usporiadania systému ohrevu vzduchu.
Informatívne video o výpočtoch CB pomocou programu Ecxel:
Je nevyhnutné, aby odborníci dôverovali výpočtom CBO, pretože iba odborníci majú skúsenosti, príslušné znalosti a budú brať do úvahy 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.