Không thể lắp đặt hệ thống sưởi ấm nếu không tính toán sơ bộ. Các 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 - CBO) 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 của đường phố.
Để đảm bảo nhiệt độ nhất định trong nhà, bạn cần tính toán công suất nhiệt, có khả năng bù chi phí nhiệt và duy trì nhiệt độ mong muốn trong nhà.
thư viện hình ảnh
Ảnh từ
Các tính toán cho sưởi ấm không khí của một ngôi nhà nông thôn được thực hiện để lựa chọn có thẩm quyền của một đơn vị sưởi ấm có thể tạo ra lượng năng lượng nhiệt cần thiết
Máy phát nhiệt, chủ yếu sử dụng lò sưởi và bếp lò Nga trong các ngôi nhà nông thôn, nên che đi sự mất nhiệt của ngôi nhà thông qua các cấu trúc xây dựng
Trong các hệ thống sưởi ấm không khí, việc chuẩn bị chất làm mát được thực hiện bởi tất cả các loại nồi hơi. Đầu tiên họ đun nóng nước hoặc hơi nước, từ đó truyền nhiệt cho dòng không khí
Gas, nước và lò sưởi điện cung cấp không khí nóng vào phòng mà không cần sử dụng các kênh
Khi sử dụng các đơn vị cung cấp khối không khí nóng trực tiếp vào phòng, chúng được lắp đặt với số lượng ít nhất là 2 chiếc mỗi phòng. Vì vậy, trong trường hợp hỏng một thiết bị, thiết bị thứ hai có thể cung cấp nhiệt độ +5 độ
Khi kết hợp sưởi ấm không khí với hệ thống thông gió và điều hòa không khí, cần phải tính đến sự mất năng lượng để sưởi ấm phần không khí trong lành từ đường phố
Trong các phiên bản kênh của hệ thống sưởi ấm không khí, không khí nóng di chuyển qua các đường ống có bề mặt truyền nhiệt vào phòng
Trong các hệ thống không khí ống dẫn, chức năng của các thiết bị sưởi ấm được thực hiện bởi đường ống. Diện tích của nó được tính đến, xác định truyền nhiệt
Nguyên lý tính sức mạnh tổng hợp
Đơn vị gas ngoài nhà
Thiết bị khí dễ bay hơi
Máy sưởi điện
Kết hợp với các hệ thống khác
Mạch sưởi kênh
Độ đặc hiệu của mạch không khí
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 làn đường giữa nên được cung cấp với 1 kW nhiệt điện. 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 việc xây dựng ngôi nhà sử dụng vật liệu xây dựng hiện đại có độ dẫn nhiệt thấp, thì sự mất nhiệt của cấu trúc sẽ ít hơn, điều đó có nghĩa là nhiệt điện sẽ 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 đối với các 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 điều hòa không khí, 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 Qorg.k, tiêu thụ năng lượng cho thông gió và xâm nhập Qv, có tính đến chi phí gia đình Qt. Tổn thất được đo và ghi lại bằng watt.
Để tính tổng mức tiêu thụ nhiệt Q sử dụng công thức:
Q = Qorg.k + Qv - Qt
Tiếp theo, chúng tôi xem xét các công thức để xác định chi phí nhiệt:
Qorg.k , Qv, Qt.
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 Qorg.k cần phải tính riêng tổn thất nhiệt mà mỗi phần tử kết cấu chịu.
Đó là Qorg.k tính theo công thức:
Qorg.k = Qchính + Qthứ + Qđược rồi + Qpt + Qdv
Để xác định Q của từng yếu tố của ngôi nhà, cần tìm ra cấu trúc và hệ số dẫn nhiệt hoặc hệ số kháng nhiệt, được chỉ định trong hộ chiếu 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 đối với 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:
Qthứ = S × (tv - tn) × B × l / k
Các biến có các ý nghĩa sau trong biểu thức:
- S là diện tích của lớp, m2;
- tv - nhiệt độ mong muốn trong nhà, ° C; đối với phòng góc, nhiệt độ được lấy cao hơn 2 độ;
- tn - 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 được xây vào tường để thực hiện phép tính, thì khi tính Q từ tổng diện tích của 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:
Qthứ = S × (tv - tn) × 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:
Qv = 0,28 × Ln × pv × c × (tv - tn)
Trong một biểu thức, các ký tự chữ cái có nghĩa:
- Ln - lưu lượng khí nạp, m3/ h;
- pv - mật độ không khí trong phòng ở nhiệt độ nhất định, kg / m3;
- tv - nhiệt độ trong nhà, ° С;
- tn - 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 Ln 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 Ln tính theo công thức:
Ln = 3 × Schính
Trong công thức Schính - diện tích sàn, m2.
Mật độ không khí trong nhàpv được định nghĩa bởi biểu thức:
pv = 353/273 + tv
Đâyv - 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 lọt vào 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:
QTôi = 0,28 × Gh × c × (tv - tn) × kt
Trong phương trình:
- Gh - lưu lượng khí qua mỗi hàng rào là một giá trị dạng bảng, kg / h;
- kt - hệ số ảnh hưởng của lưu lượng không khí nhiệt, lấy từ bảng;
- tv , tn - đặt nhiệt độ trong nhà và ngoài trời, ° C.
Khi cửa 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 ra 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:
Qot.d = Qdv × j × H
Trong biểu thức:
- Qdv - ước tính tổn thất nhiệt 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 chương trình, 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:
Qt = 10 × Schính
Trong biểu thức Schính - diện tích sàn, m2.
Phương pháp chính để tính toán NAO
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 trđể duy trì nhiệt độ mong muốn tv. Do đó, lượng năng lượng tích lũy phải bằng tổng tổn thất nhiệt của tòa nhà, nghĩa là Q. Có sự bình đẳng:
Q = Ekhông × c × (tv - tn)
Trong công thức E - mức tiêu thụ kg / s không khí nóng để sưởi ấm căn phòng. Từ bình đẳng chúng ta có thể biểu thị Ekhông:
Ekhông = Q / (c × (tv - tn))
Hãy nhớ rằng công suất nhiệt 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 với tuần hoàn một phần (sau đây - HRWS).
- Nếu lượng không khí để sưởi ấm ít hơn lượng không khí cần cho thông gió, thì chỉ tính đến lượng không khí cần cho thông gió, HVAC được đưa vào (đôi khi - HVAC) và nhiệt độ của không khí được cung cấp được tính theo công thức: tr = tv + Q / c × Elỗ thông hơi.
Trong trường hợp chỉ số vượt quá tr 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 tr 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 tr lấy cái mà hóa ra là nhỏ nhất Sau đó, lượng không khí được cung cấp được tính theo công thức xác định Ekhông.
Tiếp theo, chúng tôi xác định công thức tính thể tích không khí đến Vkhông ở nhiệt độ gia nhiệt của nór:
Vkhông = Ekhông/ pr
Câu trả lời được viết bằng m3/ h
Tuy nhiên, trao đổi không khí trong nhà Vp sẽ khác với giá trị của Vkhông, vì cần phải xác định nó dựa trên nhiệt độ bên trong tv:
Vkhông = Ekhông/ pv
Trong công thức xác định Vp và vkhông chỉ số mật độ không khí pr và Pv (kg / m3) được tính có tính đến nhiệt độ của không khí nóngr và nhiệt độ phòng tv.
Nhiệt độ cung cấp tr phải cao hơn tv. 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 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 = Ekhông × (tr - tv) × c
Đối với tính toán PSVO Q2 được sản xuất theo công thức:
Q2 = Elỗ thông hơi × (tr - tv) × c
Tiêu thụ nhiệt Q3 cho HRW được tìm thấy bởi phương trình:
Q3 = [Ekhông × (tr - tv) + Elỗ thông hơi × (tr - tv)] × c
Trong cả ba biểu thức:
- Ekhông và Elỗ thông hơi - tiêu thụ không khí tính bằng kg / s để sưởi ấm (Ekhông) và thông gió (Elỗ thông hơi);
- tn - 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:
Erec = Ekhông - Elỗ thông hơi
Biến ekhông biểu thị lượng không khí hỗn hợp được làm nóng đến nhiệt độ tr.
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 thì quá trình ngược lại xảy ra.
Cũng 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:
- Đến từ máy phát điện, không khí, đi qua các ống dẫn khí, được làm mát đáng chú ý trong quá trình di chuyển
- 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 Qồ thông qua các bức tường của ống dẫn, chiều dài bằng l, sử dụng công thức:
Qồ = 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 × (tsr - tv) = (tsr - tv) / D1
Trong phương trình D1 - điện trở truyền nhiệt từ không khí nóng với nhiệt độ trung bình tsr qua quảng trường S1 các bức tường của ống dẫn dài 1 m trong nhà ở nhiệt độ tv.
Phương trình cân bằng nhiệt trông như thế này:
q1l = Ekhông × c × (tnach - tr)
Trong công thức:
- Ekhông - lượng không khí cần thiết để sưởi ấm phòng, kg / h;
- c là nhiệt dung riêng của không khí, kJ / (kg ° C);
- txà cừ - nhiệt độ không khí ở đầu ống dẫn, ° C;
- tr - 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 tnach cũng có thể được tìm thấy theo công thức:
tnach = tv + ((Q + (1 -)) ×ồ)) (Tr - tv)
Đây là một phần của Qồvào 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 -) × Qồ) / (c × (tsr - tv))
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 trong câu hỏi nằm ở thành phố Kostroma, nơi nhiệt độ bên ngoài cửa sổ vào những ngày năm ngày lạnh nhất đạt -31 độ, nhiệt độ của đất - +5 ° С. Nhiệt độ phòng mong muốn là +22 ° C.
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 độ dày B = 0,21 m, hệ số dẫn nhiệt k = 2,87;
- polystyren B = 0,05 m, k = 1,678;
- gạch phải đối mặt B = 0,09 m, k = 2,26.
Khi xác định k, thông tin từ các bảng nên được sử dụng và 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 kích thước nhỏ 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 - 1,2 × 2 m, một - 0,3 × 0,5 m. Cửa có kích thước 1 × 2,2 m, chỉ số D theo hộ chiếu 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:
Sthứ 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 điện trở nhiệt của nó bằng:
Ds.sten = Dgb + Dpn + Dkr
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:
Ds.sten = 0.21/2.87 + 0.05/1.678 + 0.09/2.26 = 0.14
Để tính toán, chúng tôi sử dụng công thức:
Qthứ = S × (tv - tn) × D × l
Cho rằng hệ số l cho bức tường phía bắc là 1,1, chúng ta nhận được:
Qthứ bảy = 22.51 × (22 + 31) × 0.14 × 1.1 = 184
Ở bức tường phía nam có một cửa sổ với diện tích:
Sok3 = 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.
Syuj.s = 22.51 – 0.15 = 22.36
Tham số l cho hướng nam là 1. Sau đó:
Qthứ 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.
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
Sau đó:
Qzap + 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:
Qsten = 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:
Sđược rồi = 10.8 + 2.4 = 13.2
Đối với họ, Q, có tính đến việc D = 0,6, sẽ được tính như sau:
Qok4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630
Chúng tôi tính Q của cửa sổ phía nam (l = 1).
Qok5 = 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:
Qdv = 2.2 × (22 + 31) × 0.36 × 1.05 = 43
Chúng tôi tóm tắt kết quả mất nhiệt và nhận được:
Qok + 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.
Schính = Snồi = 6.78 × 8.04 = 54.51
Dựa vào thành phần của sàn, chúng tôi xác định tổng D.
Dchính = 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 nhiệt độ của trái đất là +5, bằng:
Qchính = 54.51 × (21 – 5) × 6.1 × 1 = 5320
Tính tổng trần D:
Dnồi = 0.10/0.05 + 0.025/0.21 + 0.05/0.35 = 2.26
Khi đó Q của trần sẽ bằng:
Qnồi = 54.51 × (22 + 31) × 2.26 = 6530
Tổng tổn thất nhiệt qua OK sẽ bằng:
Qogr.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:
Qv = 0,28 × Ln × pv × c × (tv - tn)
Chúng tôi tính toán mật độ không khí trong phòng ở nhiệt độ nhất định +22 độ:
pv = 353/(272 + 22) = 1.2
Thông số Ln bằng với sản phẩm tiêu thụ cụ thể theo diện tích sàn, nghĩa là:
Ln = 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:
Qv = 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 gia dụng
Thu nhập hộ gia đình được tính theo công thức.
Qt = 10 × Schính
Đó là, thay thế các giá trị đã biết, chúng tôi có được:
Qt = 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
Hãy 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 (tr) - 55 ° С, nhiệt độ phòng mong muốn (tv) - 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 tr công thức được sử dụng:
Ekhông = Q / (c × (tr - tv))
Thay thế các giá trị tham số trong công thức, chúng tôi thu được:
Ekhông = 16000/(1.005 × (55 – 22)) = 483
Lượng không khí được cung cấp được tính theo công thức:
Vkhông = Ekhông / pr
Ở đâu:
pr = 353 / (273 + tr)
Đầu tiên, chúng tôi tính mật độ p:
pr = 353/(273 + 55) = 1.07
Sau đó:
Vkhông = 483/1.07 = 451.
Việc trao đổi không khí trong phòng được xác định theo công thức:
Vp = Ekhông / pv
Xác định mật độ không khí trong phòng:
pv = 353/(273 + 22) = 1.19
Thay thế các giá trị trong công thức, chúng tôi nhận được:
Vp = 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 tiếng nữa.
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 tr = 55 ° C, tv = 22 ° C; Q = 16000 watt. Lượng không khí cần thiết cho thông gió, Elỗ thông hơi= 110 m3/ h Ước tính nhiệt độ ngoài trời tn= -31 ° C.
Để tính toán HFRS, chúng tôi sử dụng công thức:
Q3 = [Ekhông × (tr - tv) + Elỗ thông hơi × pv × (tr - tv)] × 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 bằng 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 của không khí trong nhà là 22 độ và nhiệt độ cần thiết để sưởi ấm phòng là 55 độ.
Xác định Ekhông theo các công thức trên. Chúng tôi nhận được:
Ekhông = 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:
tnach = 22 + (16 × 1000 + 137 × 15) × (55 – 22)/ 1000 × 16 = 60
Chỉ định nhiệt độ trung bình:
tsr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5
Sau đó:
Qotkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972
Đưa ra thông tin chúng tôi tìm thấy:
tnach = 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 một hệ thống sưởi ấm không khí.
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.