Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Instalacja systemu grzewczego jest niemożliwa bez wstępnych obliczeń. Uzyskane informacje powinny być jak najdokładniejsze, dlatego obliczanie ogrzewania powietrza dokonywane jest przez ekspertów korzystających ze specjalistycznych programów, z uwzględnieniem niuansów projektu.

Możliwe jest samodzielne obliczenie systemu ogrzewania powietrznego (dalej - ITS), posiadającego podstawową wiedzę z matematyki i fizyki.

W tym materiale wyjaśnimy, jak obliczyć poziom strat ciepła w domu i ITS. Aby wszystko było jak najjaśniejsze, zostaną podane konkretne przykłady obliczeń.

Obliczanie strat ciepła w domu

Aby wybrać system klimatyzacji, konieczne jest określenie ilości powietrza dla systemu, początkowej temperatury powietrza w kanale dla optymalnego ogrzewania pomieszczenia. Aby dowiedzieć się tych informacji, musisz obliczyć straty ciepła w domu i rozpocząć główne obliczenia później.

Każdy budynek w okresie zimnej pogody traci energię cieplną. Jego maksymalna liczba opuszcza pokój przez ściany, dach, okna, drzwi i inne elementy otaczające (dalej - OK), jedna strona zwrócona w stronę ulicy.

Aby zapewnić pewną temperaturę w domu, konieczne jest obliczenie mocy cieplnej, która jest w stanie skompensować koszty ciepła i utrzymać żądaną temperaturę w domu.

Obliczenia dotyczące ogrzewania powietrza w domu wiejskim są przeprowadzane w celu właściwego doboru urządzenia grzewczego zdolnego do generowania niezbędnej ilości energii cieplnej Generator ciepła, który wykorzystuje głównie kominki i rosyjskie piece w domach wiejskich, powinien pokrywać straty ciepła w domu poprzez konstrukcje budowlane W systemach ogrzewania powietrznego przygotowanie nośnika ciepła jest wykonywane przez wszystkie typy kotłów. Najpierw podgrzewają wodę lub parę, która z kolei przekazuje ciepło do prądów powietrza. Nagrzewnice gazowe, wodne i elektryczne dostarczają ogrzane powietrze do pomieszczenia bez użycia kanałów Używając jednostek dostarczających ogrzaną masę powietrza bezpośrednio do pomieszczenia, są one instalowane w ilości co najmniej 2 sztuk na pokój. W przypadku awarii jednego urządzenia druga może zapewnić temperaturę +5 stopni Łącząc ogrzewanie powietrzne z systemami wentylacji i klimatyzacji, należy wziąć pod uwagę straty energii spowodowane ogrzewaniem świeżego powietrza zmieszanego z zewnątrz. W wersjach kanałowych systemów ogrzewania powietrznego, ogrzane powietrze przemieszcza się przez rury, których powierzchnia przenosi ciepło do pomieszczenia W systemach kanałów powietrznych funkcję urządzeń grzewczych pełni rurociąg. Jego powierzchnia jest brana pod uwagę przy określaniu wymiany ciepła.

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

Zgodnie z uproszczonym schematem obliczeń, każde 10 m 2 eksploatowanego obszaru w regionach północnych i obszarach centralnych powinno być zaopatrzone w zasilanie o mocy 1 kW. Ta liczba, indywidualna dla każdego budynku, jest mnożona przez współczynnik 1, 15, tworząc rezerwę mocy cieplnej w przypadku nieprzewidzianych strat.

Takie szacunki są jednak dość surowe, a ponadto nie uwzględniają jakości, cech materiałów użytych do budowy domu, warunków klimatycznych i innych czynników wpływających na zużycie ciepła.

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

Jeśli w budowie domu zastosowano nowoczesne materiały budowlane, których przewodność cieplna jest niska, wówczas straty ciepła struktury będą niższe, co oznacza, że moc cieplna będzie wymagana mniej.

Jeśli weźmiesz sprzęt termiczny, który generuje więcej mocy niż jest to konieczne, będzie nadmiar ciepła, który jest zwykle kompensowany przez wentylację. W takim przypadku występują dodatkowe koszty finansowe.

Jeśli dla NWO wybrano sprzęt o małej mocy, wówczas będzie brakować ciepła w pomieszczeniu, ponieważ urządzenie nie będzie w stanie wygenerować niezbędnej ilości energii, dzięki czemu konieczne będzie nabycie dodatkowych instalacji termicznych.

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

Koszty budowy termicznej zależą od:

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

Prawidłowe obliczenie strat ciepła jest niemożliwe bez uwzględnienia infiltracji i wentylacji, znacząco wpływając na składnik ilościowy. Infiltracja to naturalny proces przemieszczania mas powietrza, który występuje podczas przemieszczania się ludzi po pomieszczeniu, otwierania okien do wietrzenia i innych procesów domowych.

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

Poprzez wentylację pozostawia 9 razy więcej ciepła niż podczas naturalnej infiltracji

Ciepło dostaje się do pomieszczenia nie tylko przez system grzewczy, ale także przez ogrzewanie urządzeń elektrycznych, żarówek i ludzi. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę koszt ciepła do ogrzewania zimnych przedmiotów przywiezionych z ulicy, ubrania.

Przed wyborem sprzętu do ITS, projektowaniem systemu grzewczego, ważne jest, aby obliczyć straty ciepła w domu z dużą dokładnością. Możesz to zrobić za pomocą bezpłatnego programu Valtec. Aby nie zagłębiać się w subtelności aplikacji, możesz użyć formuł matematycznych, które zapewniają wysoką dokładność obliczeń.

Aby obliczyć całkowitą stratę ciepła Q mieszkania, konieczne jest obliczenie wkładu ciepła otaczających struktur Q org.k, zużycia energii do wentylacji i infiltracji Q v, uwzględnienie wydatków gospodarstw domowych Q t . Straty są mierzone i rejestrowane w watach.

Aby obliczyć całkowitą moc cieplną Q, użyj wzoru:

Q = Q org.k + Q v - Qt

Następnie rozważamy wzory na określenie wkładu ciepła:

Q org.k, Q v, Q t .

Określenie struktur otaczających straty ciepła

Przez otaczające elementy domu (ściany, drzwi, okna, sufit i podłoga) uwalniana jest największa ilość ciepła. Aby określić Q org.k, konieczne jest oddzielne obliczenie strat ciepła, które niesie każdy element konstrukcyjny.

Oznacza to, że Q org.k jest obliczany według wzoru:

Q org.k = Q pol + Q st + Q okn + Q pt + Q dv

Aby określić Q każdego elementu domu, musisz znać jego strukturę i współczynnik przewodności cieplnej lub współczynnik oporu cieplnego, który jest wskazany w paszporcie materiałowym.

Aby obliczyć przepływ ciepła, należy wziąć pod uwagę warstwy, które wpływają na izolację. Na przykład izolacja, mur, okładzina itp

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

Oblicz koszty termiczne warstwy, biorąc pod uwagę żądaną temperaturę w pomieszczeniu za pomocą wyrażenia:

Qst = S × (t v - t n ) × B × l / k

W wyrażeniu zmienne mają następujące znaczenie:

  • S oznacza powierzchnię warstwy, m 2 ;
  • t v - żądana temperatura w domu, ° C; w pokojach narożnych temperatura jest o 2 stopnie wyższa;
  • t n - średnia temperatura najzimniejszych 5 dni w regionie, ° С;
  • k to współczynnik przewodności cieplnej materiału;
  • B jest grubością każdej warstwy elementu otaczającego, m;
  • l– parametr tabelaryczny uwzględnia charakterystykę zużycia ciepła dla OK zlokalizowanego w różnych kierunkach świata.

Jeśli okna lub drzwi są wbudowane w ścianę, dla której dokonano obliczeń, to podczas obliczania Q obszar okna lub drzwi należy odjąć od całkowitej powierzchni OC, ponieważ ich zużycie ciepła będzie inne.

W paszporcie technicznym do okien lub drzwi czasami wskazują współczynnik przenikania ciepła D, dzięki czemu możliwe jest uproszczenie obliczeń

Współczynnik oporu cieplnego oblicza się według wzoru:

D = b / k

Formuła strat ciepła dla pojedynczej warstwy może być przedstawiona jako:

Q st = S × (t v - t n ) × D × l

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

Rozliczanie kosztów infiltracji i wentylacji

Powietrze o niskiej temperaturze, które znacząco wpływa na utratę ciepła, może dostać się do pomieszczenia z systemu wentylacyjnego. Ogólna formuła tego procesu to:

Q v = 0, 28 × L n × p v × c × (t v - t n )

W wyrażeniu literalne znaki mają znaczenie:

  • L n - natężenie przepływu powietrza wpływającego, m 3 / h;
  • p v oznacza gęstość powietrza w pomieszczeniu w danej temperaturze, kg / m3;
  • t v - temperatura w domu, ° C;
  • t n - średnia temperatura najzimniejszych 5 dni w regionie, ° С;
  • c to pojemność cieplna powietrza, kJ / (kg * ° C).

Parametr L n pochodzi z charakterystyki technicznej systemu wentylacyjnego. W większości przypadków wymiana świeżego powietrza ma określoną prędkość przepływu 3 m 3 / h, w oparciu o którą L n oblicza się według wzoru:

L n = 3 × S pol

W formule S pol - powierzchnia podłogi, m 2 .

Gęstość powietrza w pomieszczeniu p v jest określona przez wyrażenie:

p v = 353/273 + t v

Tutaj t v jest ustawioną temperaturą w domu, mierzoną w ° C.

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

Przy naturalnej wentylacji zimne powietrze wchodzi przez okna, drzwi, przemieszczając ciepło przez komin.

Nieorganiczna wentylacja lub infiltracja jest określona wzorem:

Qi = 0, 28 × ∑Gh × c × (t v - t n ) × k t

W równaniu:

  • G h - przepływ powietrza przez każde ogrodzenie, jest wartością tabelaryczną, kg / h;
  • k t - współczynnik wpływu przepływu powietrza grzewczego, pobrany z tabeli;
  • t v, t n - ustawić temperatury wewnątrz i na zewnątrz, ° С.

Gdy drzwi się otwierają, dochodzi do najbardziej znaczącej utraty powietrza, dlatego jeśli wejście jest wyposażone w kurtyny powietrzno-termiczne, należy je również wziąć pod uwagę.

Kurtyna termiczna to wydłużony termowentylator, który tworzy silny przepływ w otworze okna lub drzwi. Minimalizuje lub praktycznie eliminuje utratę ciepła i przenikanie powietrza z ulicy, nawet przy otwartych drzwiach lub oknie.

Aby obliczyć straty ciepła drzwi, stosuje się wzór:

Q ot.d = Q dv × j × H

Pod względem:

  • Q dv - obliczona strata ciepła drzwi zewnętrznych;
  • H - wysokość budynku, m;
  • j jest współczynnikiem tabelarycznym w zależności od typu drzwi i ich lokalizacji.

Jeśli dom zorganizował wentylację lub infiltrację, obliczenia są wykonywane przy użyciu pierwszej formuły.

Powierzchnia otaczających elementów struktury może być niejednorodna - na niej mogą występować szczeliny, przez które przepływa powietrze. Te straty ciepła uważa się za nieistotne, ale można je również określić. Można to zrobić tylko metodami programowymi, ponieważ niemożliwe jest obliczenie niektórych funkcji bez użycia aplikacji.

Najdokładniejszy obraz rzeczywistej utraty ciepła daje domowi termowizyjnemu. Ta metoda diagnostyczna ujawnia ukryte błędy konstrukcyjne, dziury w izolacji termicznej, nieszczelności w systemie wodno-kanalizacyjnym, zmniejszając jakość termiczną budynku i inne wady.

Ciepło domowe

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

Ustalono eksperymentalnie, że takie pokwitowania nie mogą przekroczyć 10 W na 1 m 2 . Dlatego wzór obliczeniowy może być:

Q t = 10 × S pol

Pod względem powierzchni użytkowej, m 2 .

Podstawowa metoda obliczania CBO

Główną zasadą działania dowolnego SWO jest przekazywanie energii cieplnej przez powietrze poprzez chłodzenie chłodziwa. Jego głównymi elementami są generator ciepła i rura cieplna.

Powietrze jest dostarczane do pomieszczenia już podgrzanego do temperatury tr w celu utrzymania żądanej temperatury t v . W związku z tym ilość nagromadzonej energii musi być równa całkowitej utracie ciepła w budynku, czyli Q. Równość ma miejsce:

Q = E ot × c × (t v - t n )

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

E ot = Q / (c × (t v - t n ))

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

Zgodnie z formułą określa się jedynie ilość dostarczanego powietrza, wykorzystywanego tylko do ogrzewania tylko w systemach recyrkulacji (dalej - RSVO).

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

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

  • Jeśli ilość powietrza do ogrzewania przekracza ilość powietrza do wentylacji lub jest równa, należy wziąć pod uwagę ilość powietrza do ogrzewania i wybrać system bezpośredniego przepływu (zwany dalej EDP) lub z częściową recyrkulacją (zwaną dalej HRMSO).
  • Jeśli ilość powietrza do ogrzewania jest mniejsza niż ilość powietrza wymagana do wentylacji, wówczas uwzględniana jest tylko ilość powietrza wymagana do wentylacji, EDP są wprowadzane (czasami - RRMS), a temperatura powietrza wlotowego jest obliczana według wzoru: t r = t v + Q / c × E wywietrznik .

W przypadku, gdy wskaźnik r r przekracza dopuszczalne parametry, należy zwiększyć ilość powietrza wprowadzanego przez wentylację.

Jeśli istnieją źródła stałego wytwarzania ciepła w pomieszczeniu, temperatura dostarczanego powietrza jest zmniejszona.

Dołączone urządzenia elektryczne generują około 1% ciepła w pomieszczeniu. Jeśli jedno lub więcej urządzeń będzie działać w sposób ciągły, ich moc cieplna musi być uwzględniona w obliczeniach.

W przypadku pojedynczego pokoju wskaźnik t r może być inny. Możliwe jest technicznie wdrożenie idei dostarczania różnych temperatur do oddzielnie odbieranych pomieszczeń, ale znacznie łatwiej jest dostarczać powietrze do wszystkich pomieszczeń w tej samej temperaturze.

W tym przypadku łączna temperatura t r okazała się najniższa. Następnie ilość dostarczanego powietrza jest obliczana według wzoru, który określa E ot .

Następnie definiujemy wzór do obliczania ilości powietrza napływającego V ot w temperaturze jego ogrzewania t r :

V ot = E ot / p r

Odpowiedź zapisywana jest wm 3 / h.

Jednak wymiana powietrza w pomieszczeniu Vp będzie się różnić od wartości V ot, ponieważ musi być określona na podstawie temperatury wewnętrznej t v :

V ot = E ot / p v

We wzorze do wyznaczania V p i V ot, wskaźniki gęstości powietrza p r i p v (kg / m 3 ) są obliczane z uwzględnieniem temperatury ogrzanego powietrza tr i temperatury w pomieszczeniu t v .

Dostarczona temperatura pomieszczenia t r musi być wyższa niż t v . Zmniejszy to ilość dostarczanego powietrza i zmniejszy rozmiar kanałów systemów z naturalnym ruchem powietrza lub zmniejszy koszt energii elektrycznej, jeśli wykorzystasz impuls mechaniczny do cyrkulacji masy ogrzanego powietrza.

Tradycyjnie maksymalna temperatura powietrza wpływającego do pomieszczenia, gdy jest ono dostarczane na wysokość większą niż 3, 5 m, powinna wynosić 70 ° C. Jeśli powietrze jest dostarczane na wysokości mniejszej niż 3, 5 m, to jego temperatura jest zwykle równa 45 ° C.

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

Jeśli kurtyny powietrzno-termiczne znajdują się przy zewnętrznej bramie i otworach wychodzących na zewnątrz, temperatura powietrza nawiewanego wynosi 70 ° С, w przypadku zasłon znajdujących się w drzwiach zewnętrznych, do 50 ° С.

Na temperaturę zasilania wpływają metody doprowadzania powietrza, kierunek strumienia (pionowo, nachylenie, poziomo itd.). Jeśli w pomieszczeniu zawsze znajdują się ludzie, temperatura dostarczanego powietrza powinna zostać zmniejszona do 25 ° C.

Po wstępnych obliczeniach możliwe jest określenie wymaganego dopływu ciepła do ogrzewania powietrza.

Dla RSVO, wkład ciepła Q 1 jest obliczany przez wyrażenie:

Q 1 = E ot × (t r - t v ) × c

W przypadku PSCO Q 2 oblicza się według wzoru:

Q 2 = E odpowietrznik × (t r - t v ) × c

Zużycie ciepła Q 3 dla HRMSO określa równanie:

Q 3 = [E ot × (t r - t v ) + E odpowietrznik × (t r - t v )] x c

We wszystkich trzech wyrażeniach:

  • E ot i E vent - przepływ powietrza w kg / s dla ogrzewania (E ot ) i wentylacji (E vent );
  • t n oznacza temperaturę powietrza zewnętrznego w ° C

Pozostałe cechy zmiennych są takie same.

W HRVM ilość powietrza recyrkulowanego jest określana według wzoru:

E rec = E ot - E vent

Zmienna E ot wyraża ilość zmieszanego powietrza ogrzanego do temperatury tr .

W TSPO z naturalnym impulsem pojawia się osobliwość - ilość poruszającego się powietrza zmienia się w zależności od temperatury na zewnątrz. Jeśli temperatura zewnętrzna spadnie, ciśnienie w układzie wzrasta. Prowadzi to do wzrostu napływającego powietrza do domu. Jeśli temperatura wzrośnie, nastąpi odwrotna sytuacja.

Również w SVO, w przeciwieństwie do systemów wentylacyjnych, powietrze porusza się z mniejszą i zmienną gęstością w porównaniu z gęstością powietrznych kanałów powietrznych.

Z powodu tego zjawiska zachodzą następujące procesy:

  1. Поступая из генератора, воздух, проходя воздуховоды, заметно охлаждается во время передвижения
  2. При естественном движении количество поступающего в помещении воздуха с течением отопительного сезона меняется.

Вышеперечисленные процессы не учитываются, если в СВО для циркуляции воздуха используются вентиляторы, также она имеют ограниченную длину и высоту.

Если же система имеет множество разветвлений, достаточно протяженная, а здание большое и высокое, то необходимо сократить процесс охлаждения воздуха в воздуховодах, уменьшить перераспределение воздуха, поступающего под влиянием естественного циркуляционного давления.

При расчете необходимой мощности протяженных и разветвленных систем воздушного отопления требуется учитывать не только естественный процесс охлаждения воздушной массы во время перемещения по воздуховоду, но и воздействие естественного давления воздушной массы при прохождении по каналу

Чтобы контролировать процесс охлаждения воздуха, выполняют тепловой расчет воздуховодов. Для этого необходимо установить начальную температуру воздуха и уточнить его расход с помощью формул.

Для вычисления теплового потока Q ohl через стенки воздуховода, длина которого равна l, используют формулу:

Q ohl = q 1 × l

В выражении величина q 1 обозначает тепловой поток, проходящий через стенки воздуховода длиной 1 м. Параметр вычисляется по выражению:

q 1 = k × S 1 × (t sr – t v ) = (t sr – t v )/D 1

В уравнении D 1 – сопротивление теплопередачи от нагретого воздуха со средней температурой t sr через площадь S 1 стенок воздуховода длиной 1 м в помещении при температуре t v .

Уравнение теплового баланса выглядит таким образом:

q 1 l = E ot × c × (t nach – t r )

В формуле:

  • E ot – количество воздуха, необходимого для отопления помещения, кг/ч;
  • c – удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кг °С);
  • t nac – температура воздуха в начале воздуховода, °С;
  • t r – температура выпускаемого в помещение воздуха, °С.

Уравнение теплового баланса позволяет установить начальную температуру воздуха в воздуховоде по заданной конечной температуре и, наоборот, узнать конечную температуру при заданной начальной, а также определить расход воздуха.

Температуру t nach также можно найти по формуле:

t nach = t v + ((Q + (1 – η) × Q ohl )) × (t r – t v )

Здесь η – часть от Q ohl, поступающая в помещение, в расчетах берется равной нулю. Характеристики остальных переменных были названы выше.

Уточненная формула расхода горячего воздуха будет выглядеть так:

Eot = (Q + (1 – η) × Q ohl )/(c × (t sr – t v ))

Все буквенные значения в выражении определялись выше. Перейдем к рассмотрению примера расчета воздушного отопления для конкретного дома.

Пример расчета теплопотерь дома

Рассматриваемый дом располагается в городе Кострома, где температура за окном в наиболее холодную пятидневку достигает -31 градусов, температура грунта – +5 °С. Желаемая температура в помещении – +22 °С.

Рассматривать будем дом со следующими габаритами:

  • ширина – 6.78 м;
  • длина – 8.04 м;
  • высота – 2.8 м.

Величины будут использоваться для вычисления площади ограждающих элементов.

Для расчетов удобнее всего нарисовать план дома на бумаге, обозначив на нем ширину, длину, высоту здания, расположение окон и дверей, их габариты

Стены здания состоят из:

  • газобетона толщиной В=0.21 м, коэффициентом теплопроводности k=2.87;
  • пенопласта В=0.05 м, k=1.678;
  • облицовочного кирпича В=0.09 м, k=2.26.

При определении k следует использовать сведения из таблиц, а лучше – информацию из технического паспорта, поскольку состав материалов разных производителей может отличаться, следовательно, иметь разные характеристики.

Железобетон имеет наиболее высокую теплопроводимость, минераловатные плиты – наименьшую, поэтому их наиболее эффективно использовать в строительстве теплых домов

Пол дома состоит из следующий слоев:

  • песка, В=0.10 м, k=0.58;
  • щебня, В=0.10 м, k=0.13;
  • бетона, В=0.20 м, k=1.1;
  • утеплителя эковаты, B=0.20 м, k=0.043;
  • армированной стяжки, В=0.30 м k=0.93.

В приведенном плане дома пол имеет одинаковое строение по всей площади, подвальное помещение отсутствует.

Потолок состоит из:

  • минеральной ваты, В=0.10 м, k=0.05;
  • гипсокартона, B=0.025 м, k= 0.21;
  • сосновых щитов, В=0.05 м, k=0.35.

У потолочного перекрытия выходов на чердак нет.

В доме окон всего 8, все они двухкамерные с К-стеклом, аргоном, показатель D=0.6. Шесть окон имеют габариты 1.2×1.5 м, одно – 1.2×2 м, одно – 0.3×0.5 м. Двери имеют габариты 1×2.2 м, показатель D по паспорту равен 0.36.

Вычисление тепловых потерь стен

Расчет тепловых потерь будем производить для каждой стены в отдельности.

Для начала найдем площадь северной стены:

S sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

На стене отсутствуют дверные проемы и оконные отверстия, поэтому в расчетах будем использовать это значение S.

Для вычисления тепловых затрат ОК, ориентированных на одну из сторон света, необходимо учитывать уточняющие коэффициенты

Исходя из состава стены, найдем ее общее теплосопротивление, равное:

D s.sten = D gb + D pn + D kr

Для нахождения D воспользуемся формулой:

D = B/k

Тогда, подставив исходные значения, получим:

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

Для подсчетов используем формулу:

Q st = S × (t v – t n ) × D × l

Учитывая, что коэффициент l для северной стены равен 1.1, получим:

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

В южной стене располагается одно окно площадью:

S ok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Поэтому в расчетах из S южной стены необходимо вычесть S окна, чтобы получить максимально точные результаты.

S yuj.s = 22.51 – 0.15 = 22.36

Параметр l для южного направления равен 1. Тогда:

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

Для восточной, западной стены уточняющий коэффициент l=1.05, поэтому достаточно вычислить площадь поверхности ОК без учета S окон и двери.

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

Тогда:

Q zap+vost = 22.56 × (22 + 31) × 0.14 × 1.05 = 176

В конечном итоге, общая Q стен равна сумме Q всех стен, то есть:

Q sten = 184 + 166 + 176 = 526

Итого, тепло уходит через стены в количестве 526 Вт.

Теплопотери через окна и двери

В плане дома видно, что двери и 7 окон выходят на восток и запад, следовательно, параметр l=1.05. Общая площадь 7 окон, учитывая вышеизложенные вычисления, равна:

S okn = 10.8 + 2.4 = 13.2

Для них Q, с учетом того, что D=0.6, будет рассчитываться так:

Q ok4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

Вычислим Q южного окна (l=1).

Q ok5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

Для дверей D=0.36, а S=2.2, l=1.05, тогда:

Q dv = 2.2 × (22 + 31) × 0.36 × 1.05 = 43

Суммируем полученные теплопотери и получим:

Q ok+dv = 630 + 43 + 5 = 678

Далее определим Q для потолка и пола.

Расчет теплопотерь потолка и пола

Для потолка и пола l=1. Рассчитаем их площадь.

S pol = S pot = 6.78 × 8.04 = 54.51

Учитывая состав пола, определим общее D.

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

Тогда тепловые потери пола с учетом того, что температура земли равна +5, равны:

Q pol = 54.51 × (21 – 5) × 6.1 × 1 = 5320

Рассчитаем общее D потолка:

D pot = 0.10/0.05 + 0.025/0.21 + 0.05/0.35 = 2.26

Тогда Q потолка будет равно:

Q pot = 54.51 × (22 + 31) × 2.26 = 6530

Общие теплопотери через ОК будут равны:

Q ogr.k = 526 + 678 +6530 + 5320 = 13054

Итого, теплопотери дома будут равны 13054 Вт или почти 13 кВт.

Вычисление теплопотельпотерь вентиляции

В помещении работает вентиляция с удельным воздухообменом 3 м 3 /ч, вход оборудован воздушно-тепловым навесом, поэтому для расчетов достаточно воспользоваться формулой:

Q v = 0.28 × L n × p v × c × (t v – t n )

Рассчитаем плотность воздуха в помещении при заданной температуре +22 градуса:

p v = 353/(272 + 22) = 1.2

Параметр L n равен произведению удельного расхода на площадь пола, то есть:

L n = 3 × 54.51 = 163.53

Теплоемкость воздуха с равна 1.005 кДж/(кг× °С).

Учитывая все сведения, найдем Q вентиляции:

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

Итого тепловые расходы на вентиляцию составят 3000 Вт или 3 кВт.

Бытовые тепловые поступления

Поступления бытового характера вычисляются по формуле.

Q t = 10 × S pol

То есть, подставляя известные значения, получим:

Q t = 54.51 × 10 = 545

Подводя итоги, можно увидеть, что общие теплопотери Q дома будут равны:

Q = 13054 + 3000 – 545 = 15509

Возьмем в качестве рабочего значения Q=16000 Вт или 16 кВт.

Примеры расчетов для СВО

Пусть температура подаваемого воздуха (t r ) – 55 °С, желаемая температура в помещении (t v ) – 22 °С, теплопотери дома (Q) – 16000 Вт.

Определение количества воздуха для РСВО

Для определения массы подаваемого воздуха при температуре t r используется формула:

E ot = Q/(c × (t r – t v ))

Подставляя в формулу значения параметров, получим:

E ot = 16000/(1.005 × (55 – 22)) = 483

Объемное количество подаваемого воздуха рассчитывается по формуле:

V ot = E ot /p r,

gdzie:

p r = 353/(273 + t r )

Для начала вычислим плотность p:

p r = 353/(273 + 55) = 1.07

Тогда:

V ot = 483/1.07 = 451.

Воздухообмен в помещении определяется по формуле:

Vp = E ot /p v

Определим плотность воздуха в помещении:

p v = 353/(273 + 22) = 1.19

Подставляя значения в формулу, получим:

V p = 483/1.19 = 405

Таким образом, воздухообмен в помещении равен 405 м 3 за час, а объем подаваемого воздуха должен быть равен 451 м 3 за час.

Расчет количества воздуха для ЧРСВО

Для вычисления количества воздуха для ЧРСВО возьмем полученные сведения из предыдущего примера, а также t r = 55 °С, t v = 22 °С; Q=16000 Вт. Количество воздуха, необходимого для вентиляции, E vent =110 м 3 /ч. Расчетная наружная температура t n =-31 °С.

Для расчета ЧРСВО используем формулу:

Q 3 = [E ot × (t r – t v ) + E vent × p v × (t r – t v )] × c

Подставляя значения, получим:

Q 3 = [483 × (55 – 22) + 110 × 1.19 × (55 – 31)] × 1.005 = 27000

Объем рециркуляционного воздуха составит 405-110=296 м 3 в ч. Дополнительный расход тепла равен 27000-16000=11000 Вт.

Определение начальной температуры воздуха

Сопротивление механического воздуховода D=0.27 и берется из его технических характеристик. Длина воздуховода вне отапливаемого помещения l=15 м. Определено, что Q=16 кВт, температура внутреннего воздуха равна 22 градуса, а необходимая температура для отопления помещения равна 55 градусам.

Определим E ot по вышеизложенным формулам. Получим:

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

Величина теплового потока q 1 составит:

q 1 = (55 – 22)/0.27 = 122

Начальная температура при отклонении η = 0 составит:

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

Уточним среднюю температуру:

t sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Тогда:

Q otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

С учетом полученных сведений найдем:

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

Из этого следует вывод, что при движении воздуха теряется 4 градуса тепла. Чтобы уменьшить потери тепла, необходимо теплоизолировать трубы. Также рекомендуем вам ознакомиться с другой нашей статьей, в которой подробно описывается процесс обустройства системы воздушного отопления.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Информативное видео о расчетах СВ средствами программы Ecxel:

Доверять расчеты СВО необходимо профессионалам, ведь только специалисты обладают опытом, соответствующими знаниями, учтут все нюансы при вычислениях.

Возникли вопросы, нашли неточности в приведенных вычислениях или хотите дополнить материал ценными сведениями? Proszę zostawić swoje komentarze w poniższym bloku.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Ogrzewanie