Calculul încălzirii aerului: principii de bază + exemplu de calcul

Instalarea unui sistem de încălzire este imposibilă fără calcule preliminare.Informațiile obținute trebuie să fie cât mai exacte posibil, astfel încât calculele de încălzire a aerului sunt efectuate de experți folosind programe specializate, ținând cont de nuanțele designului.

Puteți calcula singur sistemul de încălzire cu aer (denumit în continuare sistemul de încălzire cu aer), având cunoștințe de bază de matematică și fizică.

În acest material vă vom spune cum să calculați nivelul de pierdere de căldură la domiciliu și sistemul de pierdere de căldură. Pentru ca totul să fie cât mai clar posibil, vor fi date exemple specifice de calcule.

Calculul pierderilor de căldură la domiciliu

Pentru a selecta un sistem de încălzire, este necesar să se determine cantitatea de aer pentru sistem, temperatura inițială a aerului din conducta de aer pentru încălzirea optimă a încăperii. Pentru a afla aceste informații, trebuie să calculați pierderea de căldură a casei și să începeți calculele de bază mai târziu.

Orice clădire pierde energie termică pe vreme rece. Cantitatea maximă a acestuia părăsește încăperea prin pereți, acoperiș, ferestre, uși și alte elemente de închidere (denumite în continuare OK), cu fața pe o parte spre stradă.

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

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

Conform unei scheme de calcul simplificate, la fiecare 10 m² a zonei exploatate din regiunile nordice și zonele din zona mijlocie să fie asigurate cu o alimentare de 1 kW de putere termică. Această cifră, individuală pentru fiecare clădire, este înmulțită cu un factor de 1,15, creând astfel o rezervă de putere termică în cazul unor pierderi neașteptate.

Cu toate acestea, astfel de estimări sunt destul de grosiere; în plus, ele nu țin cont de calitățile, caracteristicile materialelor utilizate în construcția casei, condițiile climatice și alți factori care afectează costurile termice.

Cantitatea de căldură pierdută depinde de aria elementului de închidere și de conductibilitatea termică a fiecăruia dintre straturile sale. Cea mai mare cantitate de energie termică părăsește încăperea prin pereți, podea, acoperiș, ferestre

Dacă în construcția casei s-ar folosi materiale de construcție moderne conductivitatea termică a materialelor care sunt scăzute, atunci pierderea de căldură a structurii va fi mai mică, ceea ce înseamnă că va fi necesară o putere termică mai mică.

Dacă luați echipamente de încălzire care generează mai multă putere decât este necesar, atunci va apărea căldură în exces, care este de obicei compensată de ventilație. În acest caz, apar costuri financiare suplimentare.

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

Utilizarea spumei poliuretanice, a fibrei de sticla si a altor materiale moderne de izolare ne permite sa obtinem o izolare termica maxima a incaperii.

Costurile termice ale unei clădiri depind de:

• structura elementelor de închidere (pereți, tavane etc.), grosimea acestora;
• suprafata incalzita;
• orientarea față de direcțiile cardinale;
• temperatura minima in afara ferestrei in regiune sau oras timp de 5 zile de iarna;
• durata sezonului de încălzire;
• procese de infiltrare, ventilare;
• câștiguri de căldură casnică;
• consum de căldură pentru nevoile casnice.

Este imposibil să se calculeze corect pierderile de căldură fără a lua în considerare infiltrarea și ventilația, care afectează semnificativ componenta cantitativă. Infiltrarea este un proces natural de mișcare a maselor de aer care are loc în timpul deplasării oamenilor prin încăpere, deschiderea ferestrelor pentru ventilație și alte procese casnice.

Ventilația este un sistem special instalat prin care se furnizează aer, iar aerul poate intra în încăpere la o temperatură mai scăzută.

Ventilația elimină de 9 ori mai multă căldură decât infiltrarea naturală

Căldura intră în încăpere nu numai prin sistemul de încălzire, ci și prin încălzirea aparatelor electrice, a lămpilor cu incandescență și a oamenilor. De asemenea, este important să se țină cont de consumul de căldură pentru încălzirea articolelor reci aduse de pe stradă și de îmbrăcăminte.

Înainte de a alege echipamentul pentru SVO, proiectarea sistemului de incalzire Este important să calculați pierderile de căldură acasă cu mare precizie. Acest lucru se poate face folosind programul gratuit Valtec. Pentru a nu aprofunda în complexitatea aplicației, puteți utiliza formule matematice care oferă o precizie ridicată a calculelor.

Pentru a calcula pierderile totale de căldură Q ale unei locuințe, este necesar să se calculeze costurile de căldură ale structurilor împrejmuitoare Q_org.k, consumul de energie pentru ventilație și infiltrare Q_v, luați în considerare cheltuielile casnice Q_t. Pierderile sunt măsurate și înregistrate în wați.

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

Q = Q_org.k +Q_v — Î_t

În continuare, luați în considerare formulele pentru determinarea costurilor termice:

Q_org.k , Q_v,Q_t.

Determinarea pierderilor de căldură din structurile de închidere

Cea mai mare cantitate de căldură scapă prin elementele de închidere ale casei (pereți, uși, ferestre, tavan și podea). Pentru a determina Q_org.k este necesar să se calculeze separat pierderile de căldură suportate de fiecare element structural.

Adică Q_org.k calculat prin formula:

Q_org.k = Q_pol +Q_Sf +Q_{OK n} +Q_pct +Q_dv

Pentru a determina Q-ul fiecărui element al casei, trebuie să cunoașteți structura acestuia și coeficientul de conductivitate termică sau coeficientul de rezistență termică, care este indicat în pașaportul material.

Pentru a calcula costurile termice se iau în considerare straturile care afectează termoizolația. De exemplu, izolație, zidărie, placare etc.

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

Consumul termic al stratului se calculează luând în considerare temperatura dorită din cameră folosind expresia:

Q_Sf = S × (t_v -t_n) × B × l/k

Într-o expresie, variabilele au următoarea semnificație:

• S—aria stratului, m²;
• t_v – temperatura dorită în casă, °C; pentru camerele de colt temperatura este luata cu 2 grade mai mare;
• t_n — temperatura medie a celei mai reci perioade de 5 zile din regiune, °C;
• k este coeficientul de conductivitate termică al materialului;
• B – grosimea fiecărui strat al elementului de închidere, m;
• l – parametru tabelar, ține cont de particularitățile consumului de căldură pentru OK-urile situate în diferite direcții ale lumii.

Dacă ferestrele sau ușile sunt încorporate în peretele pentru care se face calculul, atunci când se calculează Q, este necesar să se scadă aria ferestrei sau ușii din suprafața totală OK, deoarece consumul lor de căldură va fi diferit.

În fișa tehnică pentru ferestre sau uși, uneori este indicat coeficientul de transfer termic D, datorită căruia calculele pot fi simplificate

Coeficientul de rezistență termică se calculează folosind formula:

D = B/k

Formula pentru pierderea de căldură pentru un singur strat poate fi prezentată astfel:

Q_Sf = S × (t_v -t_n) × D × l

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

Contabilizarea costurilor de infiltrare și ventilație

Aerul la temperatură scăzută poate pătrunde în cameră din sistemul de ventilație, ceea ce afectează semnificativ pierderile de căldură. Formula generală pentru acest proces este:

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

Într-o expresie, caracterele alfabetice au semnificație:

• L_n – debitul de aer de intrare, m³/h;
• p_v — densitatea aerului din încăpere la o temperatură dată, kg/m³;
• t_v – temperatura în casă, °C;
• t_n — temperatura medie a celei mai reci perioade de 5 zile din regiune, °C;
• c este capacitatea termică a aerului, kJ/(kg*°C).

Parametrul L_n luate din caracteristicile tehnice ale sistemului de ventilare. În majoritatea cazurilor, schimbul de aer de alimentare are un debit specific de 3 m³/h, pe baza căruia L_n calculat prin formula:

L_n = 3 × S_pol

În formula S_pol — suprafață, m².

Densitatea aerului din interior p_v este determinată de expresia:

p_v = 353/273+t_v

Aici t_v – temperatura setată în casă, măsurată în °C.

Capacitatea termică c este o mărime fizică constantă și este egală cu 1,005 kJ/(kg × °C).

Cu ventilație naturală, aerul rece pătrunde prin ferestre și uși, deplasând căldura prin coș

Ventilația neorganizată sau infiltrarea este determinată de formula:

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

În ecuație:

• G_h — debitul de aer prin fiecare gard este o valoare de tabel, kg/h;
• k_t — coeficientul de influență al debitului de aer termic, luat din tabel;
• t_v ,t_n — temperaturi stabilite în interior și în exterior, °C.

Când ușile sunt deschise, are loc cea mai semnificativă pierdere de căldură a aerului, prin urmare, dacă intrarea este echipată cu perdele aer-termice, trebuie luate în considerare și ele.

O perdea termică este un încălzitor cu ventilator alungit care generează un flux puternic în interiorul unei ferestre sau uși. Minimizează sau elimină practic pierderile de căldură și pătrunderea aerului din stradă, chiar și atunci când ușa sau fereastra sunt deschise

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

Q_ot.d = Q_dv × j × H

În expresia:

• Q_dv — pierderea de căldură calculată a ușilor exterioare;
• H—înălțimea clădirii, m;
• j este un coeficient tabular în funcție de tipul ușilor și de amplasarea acestora.

Dacă casa are ventilație sau infiltrare organizată, atunci calculele se fac folosind prima formulă.

Suprafața elementelor structurale care înconjoară poate fi eterogenă - pot exista fisuri și scurgeri prin care trece aerul. Aceste pierderi de căldură sunt considerate nesemnificative, dar pot fi și determinate.Acest lucru se poate face exclusiv folosind metode software, deoarece este imposibil să se calculeze unele funcții fără a utiliza aplicații.

Cea mai precisă imagine a pierderii reale de căldură este oferită de o inspecție prin imagini termice a unei case. Această metodă de diagnosticare vă permite să identificați erori de construcție ascunse, găuri în izolația termică, scurgeri în sistemul sanitar care reduc performanța termică a clădirii și alte defecte.

Câștiguri de căldură casnică

Căldura suplimentară intră în cameră prin aparate electrice, corpul uman și lămpi, care este, de asemenea, luată în considerare la calcularea pierderilor de căldură.

Sa stabilit experimental că astfel de intrări nu pot depăși 10 W pe 1 m². Prin urmare, formula de calcul poate arăta astfel:

Q_t = 10 × S_pol

În expresia S_pol — suprafață, m².

Metodologia de bază pentru calcularea SVO

Principiul de bază de funcționare al oricărui răcitor de aer este transferul de energie termică prin aer prin răcirea lichidului de răcire. Elementele sale principale sunt un generator de căldură și o conductă de căldură.

Aerul este furnizat în încăperea deja încălzită la o temperatură t_rpentru a menține temperatura dorită t_v. Prin urmare, cantitatea de energie acumulată trebuie să fie egală cu pierderea totală de căldură a clădirii, adică Q. Egalitatea este valabilă:

Q = E_ot × c×(t_v -t_n)

În formula E este debitul de aer încălzit kg/s pentru încălzirea încăperii. Din egalitate putem exprima E_ot:

E_ot = Q/ (c × (t_v -t_n))

Să ne amintim că capacitatea termică a aerului este c=1005 J/(kg×K).

Formula determină exclusiv cantitatea de aer furnizat utilizată numai pentru încălzire numai în sistemele de recirculare (denumită în continuare RSVO).

În sistemele de alimentare și recirculare, o parte din aer este preluată din stradă, iar cealaltă parte din cameră. Ambele părți sunt amestecate și, după încălzirea la temperatura necesară, livrate în cameră

Dacă răcitorul de aer este utilizat ca ventilație, atunci cantitatea de aer furnizată se calculează după cum urmează:

• Dacă cantitatea de aer pentru încălzire depășește cantitatea de aer pentru ventilație sau este egală cu aceasta, atunci se ia în considerare cantitatea de aer pentru încălzire, iar sistemul este selectat ca flux direct (denumit în continuare PCVO) sau cu recirculare parțială (denumită în continuare CHRSVO).
• Dacă cantitatea de aer pentru încălzire este mai mică decât cantitatea de aer necesară pentru ventilație, atunci se ia în considerare numai cantitatea de aer necesară pentru ventilație, se introduce un PSVO (uneori - un PRVO) și temperatura aerului furnizat. se calculează folosind formula: t_r = t_v + Q/c × E_aerisire.

Dacă indicatorul t depăşeşte_r parametrii admiși, cantitatea de aer introdusă prin ventilație trebuie mărită.

Dacă în cameră există surse de generare constantă de căldură, atunci temperatura aerului furnizat este redusă.

Aparatele electrice pornite generează aproximativ 1% din căldură dintr-o cameră. Dacă unul sau mai multe dispozitive vor funcționa constant, în calcule trebuie luată în considerare puterea termică a acestora

Pentru o singură cameră, indicatorul t_r se poate dovedi a fi diferit. Din punct de vedere tehnic, este posibil să se implementeze ideea de a furniza diferite temperaturi în camere individuale, dar este mult mai ușor să furnizeze aer de aceeași temperatură în toate camerele.

În acest caz, temperatura totală t_r ia-o pe cea care se dovedește a fi cea mai mică. Apoi cantitatea de aer furnizat este calculată utilizând formula care determină E_ot.

În continuare, determinăm formula pentru calcularea volumului de aer care intră V_ot la temperatura sa de încălzire t_r:

V_ot = E_ot/p_r

Raspunsul este scris in m³/h.

Cu toate acestea, schimbul de aer din camera V_p va diferi de valoarea V_ot, deoarece trebuie determinată pe baza temperaturii interne t_v:

V_ot = E_ot/p_v

În formula pentru determinarea V_p și V_ot indicatori de densitate a aerului p_r și p_v (kg/m³) se calculează luând în considerare temperatura aerului încălzit t_r și temperatura camerei t_v.

Temperatura camerei de alimentare t_r trebuie să fie mai mare decât t_v. Acest lucru va reduce cantitatea de aer furnizat și va reduce dimensiunea canalelor sistemelor cu mișcare naturală a aerului sau va reduce costurile cu electricitatea dacă se folosește stimularea mecanică pentru a circula masa de aer încălzită.

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

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

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

Temperatura de alimentare este influențată de metodele de alimentare cu aer, de direcția jetului (vertical, înclinat, orizontal etc.). Dacă în încăpere sunt întotdeauna persoane, temperatura aerului de alimentare trebuie redusă la 25 °C.

După efectuarea calculelor preliminare, puteți determina aportul de căldură necesar pentru încălzirea aerului.

Pentru căldura RSVO costă Q₁ sunt calculate prin expresia:

Q₁ = E_ot × (t_r -t_v) × c

Pentru calculul PSVO Q₂ produs după formula:

Q₂ = E_aerisire × (t_r -t_v) × c

Consumul de căldură Q₃ pentru FER se găsește prin ecuația:

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

În toate cele trei expresii:

• E_ot și E_aerisire — debitul de aer în kg/s pentru încălzire (E_ot) și ventilație (E_aerisire);
• t_n — temperatura aerului exterior în °C.

Caracteristicile rămase ale variabilelor sunt aceleași.

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

E_rec = E_ot — E_aerisire

Variabila E_ot exprimă cantitatea de aer amestecat încălzit la temperatura t_r.

Există o particularitate în PSVO cu impuls natural - cantitatea de aer în mișcare se modifică în funcție de temperatura de afară. Dacă temperatura exterioară scade, presiunea sistemului crește. Acest lucru duce la o creștere a fluxului de aer în casă. Dacă temperatura crește, are loc procesul invers.

De asemenea, la răcitoarele cu aer, spre deosebire de sistemele de ventilație, aerul se mișcă cu o densitate mai mică și variabilă în comparație cu densitatea aerului din jurul canalelor de aer.

Din cauza acestui fenomen, apar următoarele procese:

1. Venind de la generator, aerul care trece prin conductele de aer este răcit vizibil în timpul mișcării
2. Odată cu mișcarea naturală, cantitatea de aer care intră în cameră se modifică pe parcursul sezonului de încălzire.

Procesele de mai sus nu sunt luate în considerare dacă sistemul de circulație a aerului folosește ventilatoare pentru a circula aerul; de asemenea, are o lungime și o înălțime limitate.

Dacă sistemul are multe ramuri, este destul de extins, iar clădirea este mare și înaltă, atunci este necesar să se reducă procesul de răcire a aerului în conductele de aer, să se reducă redistribuirea aerului care intră sub influența presiunii naturale de circulație.

Atunci când se calculează puterea necesară a sistemelor de încălzire cu aer extinse și ramificate, este necesar să se ia în considerare nu numai procesul natural de răcire a masei de aer în timpul deplasării prin conducta de aer, ci și efectul presiunii naturale a masei de aer atunci când trecând prin conductă

Pentru a controla procesul de răcire cu aer, se efectuează calcule termice ale conductelor de aer. Pentru a face acest lucru, trebuie să setați temperatura inițială a aerului și să clarificați debitul acestuia folosind formule.

Pentru a calcula fluxul de căldură Q_ohl prin pereții conductei de aer, a cărui lungime este l, utilizați formula:

Q_ohl = q₁ × l

În expresie, valoarea q₁ denota fluxul de caldura care trece prin peretii unei conducte de aer lung de 1 m. Parametrul se calculeaza prin expresia:

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

În ecuația D₁ - rezistenta la transferul de caldura din aer incalzit cu temperatura medie t_sr prin zona S₁ pereții unei conducte de aer de 1 m lungime într-o încăpere la temperatura t_v.

Ecuația echilibrului termic arată astfel:

q₁l = E_ot × c × (t_nach -t_r)

In formula:

• E_ot — cantitatea de aer necesară pentru încălzirea încăperii, kg/h;
• c este capacitatea termică specifică a aerului, kJ/(kg °C);
• t_nac — temperatura aerului la începutul conductei de aer, °C;
• t_r — temperatura aerului eliberat în încăpere, °C.

Ecuația de echilibru termic vă permite să setați temperatura inițială a aerului din conducta de aer la o temperatură finală dată și, dimpotrivă, să aflați temperatura finală la o temperatură inițială dată, precum și să determinați debitul de aer.

Temperatura t_nach poate fi găsit și folosind formula:

t_nach = t_v + ((Q + (1 - η) × Q_ohl)) × (t_r -t_v)

Aici η face parte din Q_ohl, intrând în cameră, se ia egal cu zero în calcule. Caracteristicile variabilelor rămase au fost menționate mai sus.

Formula rafinată pentru consumul de aer cald va arăta astfel:

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

Toate valorile literelor din expresie au fost definite mai sus. Să trecem la un exemplu de calcul al încălzirii cu aer pentru o anumită casă.

Un exemplu de calcul al pierderilor de căldură acasă

Casa în cauză este situată în orașul Kostroma, unde temperatura de afară în cea mai rece perioadă de cinci zile ajunge la -31 de grade, temperatura solului este de +5 °C. Temperatura dorită a camerei este de +22 °C.

Vom lua în considerare o casă cu următoarele dimensiuni:

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

Valorile vor fi utilizate pentru a calcula suprafața elementelor care le înconjoară.

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

Pereții clădirii sunt formați din:

• beton celular cu grosimea B=0,21 m, coeficient de conductivitate termică k=2,87;
• plastic spumă B=0,05 m, k=1,678;
• caramida de parament B=0,09 m, k=2,26.

Atunci când determinați k, ar trebui să utilizați informații din tabele sau, mai bine, informații dintr-o fișă tehnică, deoarece compoziția materialelor de la diferiți producători poate diferi și, prin urmare, are caracteristici diferite.

Betonul armat are cea mai mare conductivitate termică, plăcile de vată minerală au cea mai scăzută, astfel încât sunt utilizate cel mai eficient în construcția de case calde.

Podeaua casei este formată din următoarele straturi:

• nisip, B=0,10 m, k=0,58;
• piatra sparta, B=0,10 m, k=0,13;
• beton, B=0,20 m, k=1,1;
• izolație ecowool, B=0,20 m, k=0,043;
• sapa armata, B=0,30 m k=0,93.

În planul casei de mai sus, etajul are aceeași structură pe toată zona; nu există subsol.

Tavanul este format din:

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

Tavanul nu are acces la pod.

În casă sunt doar 8 ferestre, toate sunt cu dublă cameră cu sticlă K, argon, D = 0,6. Sase ferestre au dimensiunile de 1,2x1,5 m, unul - 1,2x2 m, unul - 0,3x0,5 m. Usile au dimensiunile de 1x2,2 m, valoarea D conform pasaportului este de 0,36.

Calculul pierderilor de căldură ale pereților

Vom calcula pierderile de căldură pentru fiecare perete separat.

Mai întâi, să găsim zona peretelui nordic:

S_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

Nu există uși sau deschideri de ferestre pe perete, așa că vom folosi această valoare S în calcule.

Pentru a calcula costurile termice ale OK, orientate către una dintre direcțiile cardinale, este necesar să se țină cont de coeficienți de clarificare

Pe baza compoziției peretelui, găsim rezistența termică totală a acestuia egală cu:

D_s.sten = D_gb +D_pn +D_kr

Pentru a găsi D folosim formula:

D = B/k

Apoi, înlocuind valorile originale, obținem:

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

Pentru calcule folosim formula:

Q_Sf = S × (t_v -t_n) × D × l

Avand in vedere ca coeficientul l pentru peretele nordic este 1,1, obtinem:

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

În peretele sudic există o fereastră cu zona:

S_ok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Prin urmare, în calcule, este necesară scăderea ferestrei S din S peretelui sudic pentru a obține rezultate cât mai precise.

S_yuj.s = 22.51 — 0.15 = 22.36

Parametrul l pentru direcția sud este egal cu 1. Atunci:

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

Pentru pereții estici și vestici, coeficientul de clarificare este l=1,05, deci este suficient să calculăm suprafața OK fără a lua în calcul S ferestre și uși.

S_ok1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8

S_ok2 = 1.2 × 2 = 2.4

S_d = 1 × 2.2 = 2.2

S_zap+vost = 2 × 6.78 × 2.8 — 2.2 — 2.4 — 10.8 = 22.56

Apoi:

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

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

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

În total, căldura scapă prin pereți în cantitate de 526 W.

Pierderi de căldură prin ferestre și uși

Planul casei arată că ușile și 7 ferestre sunt orientate spre est și vest, deci parametrul l=1,05. Suprafața totală a 7 ferestre, ținând cont de calculele de mai sus, este egală cu:

S_{OK n} = 10.8 + 2.4 = 13.2

Pentru ei, Q, ținând cont de faptul că D = 0,6, se va calcula după cum urmează:

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

Să calculăm Q a ferestrei de sud (l=1).

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

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

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

Să însumăm pierderile de căldură rezultate și să obținem:

Q_ok+dv = 630 + 43 + 5 = 678

În continuare, determinăm Q pentru tavan și podea.

Calculul pierderilor de căldură din tavan și podea

Pentru tavan și podea l=1. Să le calculăm aria.

S_pol = S_oală = 6.78 × 8.04 = 54.51

Ținând cont de compoziția podelei, determinăm generalul D.

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

Apoi, pierderile de căldură ale podelei, ținând cont de faptul că temperatura pământului este +5, sunt egale cu:

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

Să calculăm totalul D al plafonului:

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

Atunci Q al plafonului va fi egal cu:

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

Pierderea totală de căldură prin OK va fi egală cu:

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

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

Calculul pierderilor de căldură și ventilație

Camera este ventilată cu un debit specific de schimb de aer de 3 m³/h, intrarea este dotată cu un baldachin aer-termic, așa că pentru calcule este suficient să folosiți formula:

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

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

p_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Parametrul L_n egal cu produsul consumului specific pe suprafață, adică:

L_n = 3 × 54.51 = 163.53

Capacitatea termică a aerului c este de 1,005 kJ/(kg× °C).

Ținând cont de toate informațiile, găsim ventilație Q:

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

Consumul total de căldură pentru ventilație va fi de 3000 W sau 3 kW.

Câștiguri de căldură în gospodărie

Venitul gospodăriei se calculează folosind formula.

Q_t = 10 × S_pol

Adică, înlocuind valorile cunoscute, obținem:

Q_t = 54.51 × 10 = 545

Pentru a rezuma, putem vedea că pierderea totală de căldură Q a casei va fi egală cu:

Q = 13054 + 3000 – 545 = 15509

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

Exemple de calcule pentru SVO

Lăsați temperatura aerului de alimentare (t_r) - 55 °C, temperatura camerei dorită (t_v) - 22 °C, pierderi de căldură din casă (Q) - 16000 W.

Determinarea cantității de aer pentru RSVO

Pentru a determina masa aerului furnizat la temperatura t_r Formula folosită este:

E_ot = Q/(c × (t_r -t_v)) 

Înlocuind valorile parametrilor în formulă, obținem:

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

Cantitatea volumetrică de aer furnizat se calculează prin formula:

V_ot = E_ot /p_r,

Unde:

p_r = 353/(273 + t_r)

Mai întâi, să calculăm densitatea p:

p_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Apoi:

V_ot = 483/1.07 = 451.

Schimbul de aer în cameră este determinat de formula:

Vp = E_ot /p_v

Să determinăm densitatea aerului din cameră:

p_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Înlocuind valorile în formulă, obținem:

V_p = 483/1.19 = 405

Astfel, schimbul de aer în cameră este de 405 m³ pe oră, iar volumul de aer furnizat trebuie să fie egal cu 451 m3³ într-o oră.

Calculul cantității de aer pentru CHRSVO

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

Pentru a calcula NER folosim formula:

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

Înlocuind valorile, obținem:

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

Volumul aerului recirculat va fi de 405-110=296 m³ pe ora.Consumul suplimentar de caldura este de 27000-16000=11000 W.

Determinarea temperaturii inițiale a aerului

Rezistenta unei conducte mecanice de aer este D=0,27 si este luata din caracteristicile sale tehnice. Lungimea conductei de aer în afara camerei încălzite este de l=15 m. Se determină că Q=16 kW, temperatura aerului intern este de 22 de grade, iar temperatura necesară pentru încălzirea încăperii este de 55 de grade.

Să-l definim pe E_ot conform formulelor de mai sus. Primim:

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

Valoarea debitului termic q₁ va fi:

q₁ = (55 — 22)/0.27 = 122

Temperatura inițială cu abaterea η = 0 va fi:

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

Să clarificăm temperatura medie:

t_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Apoi:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Ținând cont de informațiile primite, constatăm:

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

De aici rezultă că atunci când aerul se mișcă, se pierde 4 grade de căldură. Pentru a reduce pierderile de căldură, este necesară izolarea țevilor. De asemenea, vă recomandăm să citiți și celălalt articol al nostru, care descrie în detaliu procesul de aranjare sisteme de incalzire cu aer.

Concluzii și video util pe această temă

Videoclip informativ despre calcularea costurilor energetice folosind programul Ecxel:

Este necesar să se încredințeze calculele CBO unor profesioniști, deoarece numai specialiștii au experiență, cunoștințe relevante și vor ține cont de toate nuanțele atunci când fac calcule.

Aveți întrebări, ați găsit inexactități în calculele date sau doriți să completați materialul cu informații valoroase? Vă rugăm să lăsați comentariile dumneavoastră în blocul de mai jos.