Beregning av luftoppvarming: grunnleggende prinsipper + regneeksempel

Installasjon av et varmesystem er umulig uten foreløpige beregninger.Informasjonen som innhentes må være så nøyaktig som mulig, så luftvarmeberegninger utføres av eksperter som bruker spesialiserte programmer, og tar hensyn til nyansene i designet.

Du kan selv beregne luftvarmesystemet (heretter kalt luftvarmesystemet) med grunnleggende kunnskaper i matematikk og fysikk.

I dette materialet vil vi fortelle deg hvordan du beregner nivået på varmetapet hjemme og varmetapssystemet. For å gjøre alt så klart som mulig, vil det bli gitt spesifikke eksempler på beregninger.

Beregning av varmetap hjemme

For å velge et varmesystem, er det nødvendig å bestemme mengden luft for systemet, starttemperaturen til luften i luftkanalen for optimal oppvarming av rommet. For å finne ut denne informasjonen må du beregne varmetapet til huset, og starte grunnleggende beregninger senere.

Enhver bygning mister termisk energi i kaldt vær. Den maksimale mengden av det forlater rommet gjennom vegger, tak, vinduer, dører og andre omsluttende elementer (heretter referert til som OK), vendt mot den ene siden mot gaten.

For å sikre en viss temperatur i huset, må du beregne den termiske effekten som kan kompensere for varmekostnader og vedlikeholde ønsket temperatur.

Det er en misforståelse at varmetapet er det samme for alle hjem.Noen kilder hevder at 10 kW er nok til å varme opp et lite hus av enhver konfigurasjon, andre er begrenset til 7-8 kW per kvadratmeter. måler.

Etter en forenklet beregningsordning, hver 10. m² av det utnyttede området i de nordlige regionene og områdene i midtsonen bør forsynes med 1 kW termisk kraft. Dette tallet, individuelt for hver bygning, multipliseres med en faktor på 1,15, og skaper dermed en reserve av termisk kraft i tilfelle uventede tap.

Imidlertid er slike estimater ganske grove; dessuten tar de ikke hensyn til kvalitetene, egenskapene til materialene som brukes i konstruksjonen av huset, klimatiske forhold og andre faktorer som påvirker varmekostnadene.

Mengden varme som går tapt avhenger av området til det omsluttende elementet og den termiske ledningsevnen til hvert av lagene. Den største mengden termisk energi forlater rommet gjennom vegger, gulv, tak, vinduer

Hvis moderne byggematerialer ble brukt i konstruksjonen av huset materialers varmeledningsevne som er lave, vil varmetapet til konstruksjonen bli mindre, noe som betyr at det kreves mindre termisk kraft.

Hvis du tar varmeutstyr som genererer mer strøm enn nødvendig, vil overskuddsvarme dukke opp, som vanligvis kompenseres av ventilasjon. I dette tilfellet oppstår det ekstra økonomiske kostnader.

Hvis laveffektsutstyr er valgt for HVAC, vil det være mangel på varme i rommet, siden enheten ikke vil kunne generere den nødvendige mengden energi, noe som vil kreve kjøp av ekstra varmeenheter.

Bruken av polyuretanskum, glassfiber og andre moderne isolasjonsmaterialer lar oss oppnå maksimal termisk isolasjon av rommet

Termiske kostnader for en bygning avhenger av:

• struktur av omsluttende elementer (vegger, tak, etc.), deres tykkelse;
• oppvarmet overflate;
• orientering i forhold til kardinalretningene;
• minimumstemperatur utenfor vinduet i regionen eller byen i 5 vinterdager;
• varigheten av fyringssesongen;
• prosesser for infiltrasjon, ventilasjon;
• innenlands varme gevinster;
• varmeforbruk til husholdningsbehov.

Det er umulig å beregne varmetap riktig uten å ta hensyn til infiltrasjon og ventilasjon, noe som påvirker den kvantitative komponenten betydelig. Infiltrasjon er en naturlig prosess med bevegelse av luftmasser som skjer under bevegelse av mennesker rundt i rommet, åpne vinduer for ventilasjon og andre husholdningsprosesser.

Ventilasjon er et spesialinstallert system der luft tilføres, og luften kan komme inn i rommet ved lavere temperatur.

Ventilasjon fjerner 9 ganger mer varme enn naturlig infiltrasjon

Varme kommer inn i rommet ikke bare gjennom varmesystemet, men også gjennom oppvarming av elektriske apparater, glødelamper og mennesker. Det er også viktig å ta hensyn til varmeforbruket for oppvarming av kalde gjenstander hentet fra gaten og klær.

Før du velger utstyr til SVO, design av varmesystem Det er viktig å beregne varmetapet hjemme med høy nøyaktighet. Dette kan gjøres ved å bruke det gratis Valtec-programmet. For ikke å dykke ned i applikasjonens vanskeligheter, kan du bruke matematiske formler som gir høy nøyaktighet av beregninger.

For å beregne de totale varmetapene Q for en bolig, er det nødvendig å beregne varmekostnadene til de omsluttende konstruksjonene Q_org.k, energiforbruk til ventilasjon og infiltrasjon Q_v, ta hensyn til husholdningsutgifter Q_t. Tap måles og registreres i watt.

For å beregne det totale varmeforbruket Q, bruk formelen:

Q = Q_org.k + Q_v — Q_t

Vurder deretter formlene for å bestemme varmekostnader:

Q_org.k , Q_v,Q_t.

Bestemmelse av varmetap fra omsluttende konstruksjoner

Den største mengden varme slipper ut gjennom husets omsluttende elementer (vegger, dører, vinduer, tak og gulv). For å bestemme Q_org.k det er nødvendig å separat beregne varmetapet påført av hvert strukturelt element.

Det vil si Q_org.k beregnet med formelen:

Q_org.k =Q_pol + Q_st + Q_okn + Q_pt + Q_dv

For å bestemme Q-verdien til hvert element i huset, må du kjenne dens struktur og varmeledningskoeffisient eller termisk motstandskoeffisient, som er angitt i materialpasset.

For å beregne varmekostnadene er det tatt hensyn til lagene som påvirker varmeisolasjonen. For eksempel isolasjon, mur, kledning o.l.

Beregning av varmetap skjer for hvert homogent lag av det omsluttende elementet. For eksempel, hvis en vegg består av to forskjellige lag (isolasjon og murverk), så gjøres beregningen separat for isolasjonen og for murverket.

Det termiske forbruket til laget beregnes under hensyntagen til ønsket temperatur i rommet ved å bruke uttrykket:

Q_st = S × (t_v -t_n) × B × l/k

I et uttrykk har variabler følgende betydning:

• S—lagsareal, m²;
• t_v – ønsket temperatur i huset, °C; for hjørnerom tas temperaturen 2 grader høyere;
• t_n — gjennomsnittstemperatur for den kaldeste 5-dagers perioden i regionen, °C;
• k er den termiske konduktivitetskoeffisienten til materialet;
• B - tykkelsen på hvert lag av det omsluttende elementet, m;
• l – tabellparameter, tar hensyn til særegenhetene ved varmeforbruk for OK-er som ligger i forskjellige retninger av verden.

Hvis vinduer eller dører er innebygd i veggen som beregningen gjøres for, så når du beregner Q, er det nødvendig å trekke fra arealet til vinduet eller døren fra det totale arealet OK, siden deres varmeforbruk vil være annerledes.

I det tekniske databladet for vinduer eller dører er varmeoverføringskoeffisienten D noen ganger indikert, takket være hvilke beregninger kan forenkles

Den termiske motstandskoeffisienten beregnes ved å bruke formelen:

D = B/k

Formelen for varmetap for et enkelt lag kan presenteres som:

Q_st = S × (t_v -t_n) × D × l

I praksis, for å beregne Q til gulv, vegger eller tak, beregnes D-koeffisientene til hvert OK-lag separat, summeres og erstattes med den generelle formelen, noe som forenkler beregningsprosessen.

Regnskap for infiltrasjons- og ventilasjonskostnader

Lavtemperaturluft kan komme inn i rommet fra ventilasjonssystemet, noe som påvirker varmetapet betydelig. Den generelle formelen for denne prosessen er:

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

I et uttrykk har alfabetiske tegn betydning:

• L_n – innkommende luftstrøm, m³/h;
• s_v — lufttetthet i rommet ved en gitt temperatur, kg/m³;
• t_v – temperatur i huset, °C;
• t_n — gjennomsnittstemperatur for den kaldeste 5-dagers perioden i regionen, °C;
• c er varmekapasiteten til luft, kJ/(kg*°C).

Parameter L_n hentet fra de tekniske egenskapene til ventilasjonssystemet. Tilluftsutvekslingen har i de fleste tilfeller en spesifikk strømningshastighet på 3 m³/h, basert på hvilken L_n beregnet med formelen:

L_n = 3 × S_pol

I formel S_pol — gulvareal, m².

Innendørs lufttetthet s_v bestemmes av uttrykket:

s_v = 353/273+t_v

Her t_v – den innstilte temperaturen i huset, målt i °C.

Varmekapasitet c er en konstant fysisk størrelse og er lik 1,005 kJ/(kg × °C).

Med naturlig ventilasjon kommer kald luft inn gjennom vinduer og dører, og fortrenger varme gjennom skorsteinen

Uorganisert ventilasjon, eller infiltrasjon, bestemmes av formelen:

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

I ligningen:

• G_h — luftstrøm gjennom hvert gjerde er en tabellverdi, kg/t;
• k_t — påvirkningskoeffisient for termisk luftstrøm, tatt fra tabellen;
• t_v , t_n — still inn temperaturer innendørs og utendørs, °C.

Når dørene åpnes, oppstår det mest betydelige luftvarmetapet, derfor, hvis inngangen er utstyrt med lufttermiske gardiner, bør de også tas i betraktning.

Et termisk gardin er en langstrakt varmevifte som genererer en kraftig strøm i et vindu eller døråpning. Det minimerer eller praktisk talt eliminerer varmetap og luftinntrengning fra gaten, selv når døren eller vinduet er åpent

For å beregne varmetapet til dører, brukes formelen:

Q_ot.d =Q_dv × j × H

I uttrykket:

• Q_dv — beregnet varmetap av ytterdører;
• H—byggehøyde, m;
• j er en tabellformet koeffisient avhengig av typen dører og deres plassering.

Hvis huset har organisert ventilasjon eller infiltrasjon, gjøres beregninger ved å bruke den første formelen.

Overflaten til de omsluttende konstruksjonselementene kan være heterogen - det kan være sprekker og lekkasjer som luft passerer gjennom. Disse varmetapene anses som ubetydelige, men de kan også bestemmes.Dette kan gjøres utelukkende ved hjelp av programvaremetoder, siden det er umulig å beregne noen funksjoner uten å bruke applikasjoner.

Det mest nøyaktige bildet av reelt varmetap er gitt av en termisk bildeinspeksjon av et hjem. Denne diagnosemetoden lar deg identifisere skjulte konstruksjonsfeil, hull i termisk isolasjon, lekkasjer i rørleggersystemet som reduserer bygningens termiske ytelse og andre defekter.

Innenlandske varmegevinster

Ekstra varme kommer inn i rommet gjennom elektriske apparater, menneskekroppen og lamper, som også tas i betraktning ved beregning av varmetap.

Det er eksperimentelt fastslått at slike innganger ikke kan overstige 10 W per 1 m². Derfor kan beregningsformelen se slik ut:

Q_t = 10 × S_pol

I uttrykket S_pol — gulvareal, m².

Grunnleggende metodikk for beregning av SVO

Det grunnleggende driftsprinsippet for enhver luftkjøler er overføringen av termisk energi gjennom luft ved å avkjøle kjølevæsken. Hovedelementene er en varmegenerator og et varmerør.

Luft tilføres rommet som allerede er oppvarmet til en temperatur t_rfor å opprettholde ønsket temperatur t_v. Derfor må mengden akkumulert energi være lik bygningens totale varmetapet, det vil si Q. Likheten gjelder:

Q = E_ot × c×(t_v -t_n)

I formel E er strømningshastigheten til oppvarmet luft kg/s for oppvarming av rommet. Fra likhet kan vi uttrykke E_ot:

E_ot = Q/ (c × (t_v -t_n))

La oss huske at varmekapasiteten til luft er c=1005 J/(kg×K).

Formelen bestemmer utelukkende mengden tilført luft som kun brukes til oppvarming kun i resirkulasjonssystemer (heretter referert til som RSVO).

I forsynings- og resirkulasjonssystemer tas en del av luften fra gaten, og den andre delen fra rommet. Begge deler blandes og, etter oppvarming til ønsket temperatur, leveres til rommet

Hvis luftkjøleren brukes som ventilasjon, beregnes mengden tilført luft som følger:

• Dersom luftmengden til oppvarming overstiger luftmengden til ventilasjon eller er lik denne, tas det hensyn til luftmengden til oppvarming, og systemet velges som direktestrøm (heretter omtalt som PCVO) eller med delvis resirkulasjon (heretter kalt CHRSVO).
• Hvis luftmengden for oppvarming er mindre enn luftmengden som kreves for ventilasjon, tas det bare hensyn til mengden luft som kreves for ventilasjon, en PSVO introduseres (noen ganger - en PRVO), og temperaturen på den tilførte luften beregnes ved hjelp av formelen: t_r = t_v + Q/c × E_vent.

Hvis indikatoren t overskrider_r tillatte parametere, bør mengden luft som tilføres gjennom ventilasjon økes.

Hvis det er kilder til konstant varmeutvikling i rommet, reduseres temperaturen på den tilførte luften.

Påslåtte elektriske apparater genererer omtrent 1 % av varmen i et rom. Hvis en eller flere enheter vil fungere konstant, må deres termiske effekt tas i betraktning i beregningene

For et enkeltrom er indikatoren t_r kan vise seg å være annerledes. Teknisk sett er det mulig å implementere ideen om å tilføre forskjellige temperaturer til individuelle rom, men det er mye lettere å tilføre luft med samme temperatur til alle rom.

I dette tilfellet vil den totale temperaturen t_r ta den som viser seg å være den minste. Deretter beregnes mengden tilført luft ved å bruke formelen som bestemmer E_ot.

Deretter bestemmer vi formelen for å beregne volumet av innkommende luft V_ot ved oppvarmingstemperaturen t_r:

V_ot =E_ot/s_r

Svaret er skrevet i m³/t.

Imidlertid er luftskiftet i rommet V_s vil avvike fra verdien V_ot, siden den må bestemmes basert på den indre temperaturen t_v:

V_ot = E_ot/s_v

I formelen for å bestemme V_s og V_ot lufttetthetsindikatorer s_r og s_v (kg/m³) beregnes under hensyntagen til temperaturen til den oppvarmede luften t_r og romtemperatur t_v.

Tilførselsromtemperatur t_r må være høyere enn t_v. Dette vil redusere mengden tilført luft og vil redusere størrelsen på kanalene til systemer med naturlig luftbevegelse eller redusere strømkostnadene dersom mekanisk stimulering brukes for å sirkulere den oppvarmede luftmassen.

Tradisjonelt bør den maksimale temperaturen på luft som kommer inn i rommet når den tilføres i en høyde over 3,5 m være 70 °C. Hvis luft tilføres i en høyde på mindre enn 3,5 m, er temperaturen vanligvis lik 45 ° C.

For boliger med en høyde på 2,5 m er tillatt temperaturgrense 60 °C. Når temperaturen settes høyere, mister atmosfæren sine egenskaper og er uegnet for innånding.

Hvis luft-termiske gardiner er plassert ved utvendige porter og åpninger som vender utover, er innkommende lufttemperatur tillatt å være 70 °C, for gardiner plassert i ytterdører opp til 50 °C.

Den tilførte temperaturen påvirkes av metodene for lufttilførsel, retningen til strålen (vertikal, skrånende, horisontal, etc.). Hvis det alltid er personer i rommet, bør tilluftstemperaturen reduseres til 25 °C.

Etter å ha gjort foreløpige beregninger, kan du bestemme nødvendig varmetilførsel for oppvarming av luften.

For RSVO varmekostnader Q₁ beregnes ved uttrykket:

Q₁ = E_ot × (t_r -t_v) × c

For PSVO-beregning Q₂ produsert i henhold til formelen:

Q₂ = E_vent × (t_r -t_v) × c

Varmeforbruk Q₃ for FER finnes ved ligningen:

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

I alle tre uttrykkene:

• E_ot og E_vent — luftstrøm i kg/s for oppvarming (E_ot) og ventilasjon (E_vent);
• t_n — utelufttemperatur i °C.

De resterende egenskapene til variablene er de samme.

I CHRSVO bestemmes mengden resirkulert luft av formelen:

E_rec = E_ot —E_vent

Variabel E_ot uttrykker mengden blandet luft oppvarmet til temperatur t_r.

Det er en særegenhet ved PSVO med naturlig impuls - mengden luft i bevegelse endres avhengig av temperaturen ute. Hvis utetemperaturen synker, øker systemtrykket. Dette fører til en økning i luftstrømmen inn i huset. Hvis temperaturen stiger, skjer den omvendte prosessen.

Også i luftkjølere, i motsetning til ventilasjonssystemer, beveger luft seg med en lavere og varierende tetthet sammenlignet med tettheten til luften som omgir luftkanalene.

På grunn av dette fenomenet oppstår følgende prosesser:

1. Når den kommer fra generatoren, blir luften som passerer gjennom luftkanalene merkbart avkjølt mens den beveger seg
2. Med naturlig bevegelse endres mengden luft som kommer inn i rommet i løpet av fyringssesongen.

Ovennevnte prosesser tas ikke i betraktning hvis luftsirkulasjonssystemet bruker vifter til å sirkulere luft, det har også en begrenset lengde og høyde.

Hvis systemet har mange grener, er ganske omfattende, og bygningen er stor og høy, er det nødvendig å redusere prosessen med luftkjøling i luftkanalene, redusere omfordelingen av luft som kommer inn under påvirkning av naturlig sirkulasjonstrykk.

Når du beregner den nødvendige kraften til utvidede og forgrenede luftvarmesystemer, er det nødvendig å ta hensyn til ikke bare den naturlige prosessen med å avkjøle luftmassen mens du beveger deg gjennom luftkanalen, men også effekten av det naturlige trykket til luftmassen når passerer gjennom kanalen

For å kontrollere luftkjøleprosessen utføres termiske beregninger av luftkanaler. For å gjøre dette må du stille inn den første lufttemperaturen og klargjøre strømningen ved hjelp av formler.

For å beregne varmefluksen Q_ohl gjennom veggene i luftkanalen, hvis lengde er l, bruk formelen:

Q_ohl = q₁ × l

I uttrykket er verdien q₁ betegner varmestrømmen som går gjennom veggene i en luftkanal på 1 m. Parameteren beregnes ved uttrykket:

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

I ligning D₁ - varmeoverføringsmotstand fra oppvarmet luft med gjennomsnittlig temperatur t_sr gjennom område S₁ vegger i en luftkanal 1 m lang i et rom ved en temperatur t_v.

Varmebalanseligningen ser slik ut:

q₁l = E_ot × c × (t_nach -t_r)

I formelen:

• E_ot — mengden luft som kreves for å varme opp rommet, kg/t;
• c er den spesifikke varmekapasiteten til luft, kJ/(kg °C);
• t_nac — lufttemperatur ved begynnelsen av luftkanalen, °C;
• t_r — temperaturen på luften som slippes ut i rommet, °C.

Varmebalanselikningen lar deg sette starttemperaturen til luften i luftkanalen til en gitt slutttemperatur og omvendt finne ut slutttemperaturen ved en gitt starttemperatur, samt bestemme luftstrømmen.

Temperatur t_nach kan også bli funnet ved å bruke formelen:

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

Her er η en del av Q_ohl, som kommer inn i rommet, tas lik null i beregninger. Egenskapene til de resterende variablene ble nevnt ovenfor.

Den raffinerte formelen for varmluftsforbruk vil se slik ut:

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

Alle bokstavverdier i uttrykket ble definert ovenfor. La oss gå videre til å vurdere et eksempel på beregning av luftoppvarming for et spesifikt hus.

Et eksempel på beregning av varmetap hjemme

Det aktuelle huset ligger i byen Kostroma, hvor temperaturen ute i den kaldeste femdagersperioden når -31 grader, bakketemperaturen er +5 °C. Ønsket romtemperatur er +22 °C.

Vi vil vurdere et hus med følgende dimensjoner:

• bredde - 6,78 m;
• lengde - 8,04 m;
• høyde - 2,8 m.

Verdiene vil bli brukt til å beregne arealet til de omsluttende elementene.

For beregninger er det mest praktisk å tegne en husplan på papir, som indikerer bredden, lengden, høyden på bygningen, plasseringen av vinduer og dører, deres dimensjoner.

Bygningens vegger består av:

• porebetong med tykkelse B=0,21 m, varmeledningskoeffisient k=2,87;
• skumplast B=0,05 m, k=1,678;
• fasademur B=0,09 m, k=2,26.

Når du bestemmer k, bør du bruke informasjon fra tabeller, eller enda bedre, informasjon fra et teknisk datablad, siden sammensetningen av materialer fra forskjellige produsenter kan variere og derfor ha forskjellige egenskaper.

Armert betong har den høyeste varmeledningsevnen, mineralullplater har den laveste, så de brukes mest effektivt i bygging av varme hus

Gulvet i huset består av følgende lag:

• sand, B=0,10 m, k=0,58;
• pukk, B=0,10 m, k=0,13;
• betong, B=0,20 m, k=1,1;
• ecowool-isolasjon, B=0,20 m, k=0,043;
• armert avrettingsmasse, B=0,30 m k=0,93.

I ovenstående husplan har gulvet samme struktur i hele området, det er ingen kjeller.

Taket består av:

• mineralull, B=0,10 m, k=0,05;
• gipsplater, B=0,025 m, k= 0,21;
• furupaneler, B=0,05 m, k=0,35.

Taket har ingen tilgang til loftet.

Det er kun 8 vinduer i huset, alle er dobbeltkammer med K-glass, argon, D = 0,6. Seks vinduer har mål på 1,2x1,5 m, ett - 1,2x2 m, ett - 0,3x0,5 m. Dørene har mål på 1x2,2 m, D-verdien i følge passet er 0,36.

Beregning av varmetap av vegger

Vi vil beregne varmetap for hver vegg separat.

Først, la oss finne området til den nordlige veggen:

S_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

Det er ingen døråpninger eller vindusåpninger på veggen, så vi vil bruke denne S-verdien i beregningene.

For å beregne de termiske kostnadene til OK, orientert mot en av kardinalretningene, er det nødvendig å ta hensyn til avklaringskoeffisienter

Basert på veggens sammensetning finner vi dens totale termiske motstand lik:

D_s.sten =D_gb +D_pn +D_kr

For å finne D bruker vi formelen:

D = B/k

Deretter, ved å erstatte de opprinnelige verdiene, får vi:

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

For beregninger bruker vi formelen:

Q_st = S × (t_v -t_n) × D × l

Tatt i betraktning at koeffisienten l for den nordlige veggen er 1,1, får vi:

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

I den sørlige veggen er det ett vindu med området:

S_{ok 3} = 0.5 × 0.3 = 0.15

Derfor, i beregninger, er det nødvendig å trekke S-vinduet fra S av den sørlige veggen for å oppnå de mest nøyaktige resultatene.

S_yuj.s = 22.51 — 0.15 = 22.36

Parameteren l for sørretningen er lik 1. Da:

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

For øst- og vestvegg er avklaringskoeffisienten l=1,05, så det er nok å beregne flateareal OK uten å ta hensyn til S vinduer og dører.

S_ok1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8

S_{ok 2} = 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

Deretter:

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

Til syvende og sist er den totale Q til veggene lik summen av Q til alle veggene, det vil si:

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

Totalt slipper varme ut gjennom veggene i mengden 526 W.

Varmetap gjennom vinduer og dører

Husplanen viser at dører og 7 vinduer vender mot øst og vest, derfor parameter l=1,05. Det totale arealet på 7 vinduer, tatt i betraktning de ovennevnte beregningene, er lik:

S_okn = 10.8 + 2.4 = 13.2

For dem vil Q, tatt i betraktning det faktum at D = 0,6, beregnes som følger:

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

La oss beregne Q for sørvinduet (l=1).

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

For dører D=0,36 og S=2,2, l=1,05, så:

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

La oss summere de resulterende varmetapene og få:

Q_ok+dv = 630 + 43 + 5 = 678

Deretter bestemmer vi Q for taket og gulvet.

Beregning av varmetap fra tak og gulv

For tak og gulv l=1. La oss beregne arealet deres.

S_pol = S_gryte = 6.78 × 8.04 = 54.51

Tatt i betraktning sammensetningen av gulvet, bestemmer vi den generelle D.

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

Da er varmetapene til gulvet, tatt i betraktning det faktum at jordens temperatur er +5, lik:

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

La oss beregne den totale D av taket:

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

Da vil Q i taket være lik:

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

Det totale varmetapet gjennom OK vil være lik:

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

Totalt vil varmetapet til huset være lik 13054 W eller nesten 13 kW.

Beregning av varme- og ventilasjonstap

Rommet er ventilert med en bestemt luftutveksling på 3 m³/h, inngangen er utstyrt med en luft-termisk baldakin, så for beregninger er det nok å bruke formelen:

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

La oss beregne lufttettheten i rommet ved en gitt temperatur på +22 grader:

s_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Parameter L_n lik produktet av spesifikt forbruk etter gulvareal, det vil si:

L_n = 3 × 54.51 = 163.53

Varmekapasiteten til luft c er 1,005 kJ/(kg× °C).

Når vi tar i betraktning all informasjonen, finner vi Q-ventilasjon:

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

Totalt varmeforbruk for ventilasjon vil være 3000 W eller 3 kW.

Husholdningenes varmegevinster

Husholdningsinntekten beregnes ved hjelp av formelen.

Q_t = 10 × S_pol

Det vil si, ved å erstatte de kjente verdiene får vi:

Q_t = 54.51 × 10 = 545

For å oppsummere kan vi se at husets totale varmetapet Q vil være lik:

Q = 13054 + 3000 – 545 = 15509

La oss ta Q=16000 W eller 16 kW som driftsverdi.

Eksempler på beregninger for SVO

La tilluftstemperaturen (t_r) - 55 °C, ønsket romtemperatur (t_v) - 22 °C, husets varmetap (Q) - 16000 W.

Bestemmelse av luftmengde for RSVO

For å bestemme massen av tilført luft ved temperatur t_r Formelen som brukes er:

E_ot = Q/(c × (t_r -t_v)) 

Ved å erstatte parameterverdiene i formelen får vi:

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

Den volumetriske mengden tilført luft beregnes med formelen:

V_ot = E_ot /s_r,

Hvor:

s_r = 353/(273 + t_r)

La oss først beregne tettheten p:

s_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Deretter:

V_ot = 483/1.07 = 451.

Luftutveksling i rommet bestemmes av formelen:

Vp = E_ot /s_v

La oss bestemme lufttettheten i rommet:

s_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Ved å erstatte verdiene i formelen får vi:

V_s = 483/1.19 = 405

Dermed er luftskiftet i rommet 405 m³ time, og volumet av tilført luft skal være lik 451 m3³ om en time.

Beregning av luftmengde for CHRSVO

For å beregne mengden luft for FER, tar vi informasjonen hentet fra forrige eksempel, samt t_r = 55 °С, t_v = 22 °C; Q=16000 W.Mengde luft som kreves for ventilasjon, E_vent=110 m³/t. Estimert utetemperatur t_n= -31 °C.

For å beregne NER bruker vi formelen:

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

Ved å erstatte verdiene får vi:

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

Volumet av resirkulert luft vil være 405-110=296 m³ time. Ekstra varmeforbruk er 27000-16000=11000 W.

Bestemmelse av initial lufttemperatur

Motstanden til en mekanisk luftkanal er D=0,27 og er hentet fra dens tekniske egenskaper. Lengden på luftekanalen utenfor det oppvarmede rommet er l=15 m. Det er bestemt at Q=16 kW, innvendig lufttemperatur er 22 grader, og nødvendig temperatur for oppvarming av rommet er 55 grader.

La oss definere E_ot i henhold til formlene ovenfor. Vi får:

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

Varmestrømningsverdi q₁ vil være:

q₁ = (55 — 22)/0.27 = 122

Starttemperaturen med avvik η = 0 vil være:

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

La oss avklare gjennomsnittstemperaturen:

t_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Deretter:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Tatt i betraktning den mottatte informasjonen finner vi:

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

Av dette følger det at når luft beveger seg, går 4 varmegrader tapt. For å redusere varmetapet er det nødvendig å isolere rørene. Vi anbefaler også at du leser vår andre artikkel, som beskriver arrangementsprosessen i detalj luftvarmesystemer.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Informativ video om beregning av energikostnader ved hjelp av Ecxel-programmet:

Det er nødvendig å overlate CBO-beregninger til fagfolk, fordi bare spesialister har erfaring, relevant kunnskap og vil ta hensyn til alle nyansene når de foretar beregninger.

Har du spørsmål, har du funnet noen unøyaktigheter i beregningene som er gitt, eller ønsker du å supplere materialet med verdifull informasjon? Legg igjen dine kommentarer i blokken nedenfor.