התקנת מערכת החימום אינה אפשרית ללא חישובים ראשוניים. המידע המתקבל צריך להיות מדויק ככל האפשר, לכן חישוב חימום האוויר מתבצע על ידי מומחים המשתמשים בתוכניות ייעודיות, תוך התחשבות בניואנסים של העיצוב.
ניתן לחשב באופן עצמאי את מערכת חימום האוויר (להלן - CBO), בעלת ידע יסודי במתמטיקה ופיזיקה.
במאמר זה, נספר לכם כיצד לחשב את רמת אובדן החום בבית וחימום מים. על מנת שהכל יהיה ברור ככל האפשר, יינתנו דוגמאות ספציפיות לחישובים.
חישוב אובדן החום בבית
לבחירת ה- CBO, יש צורך לקבוע את כמות האוויר למערכת, את הטמפרטורה הראשונית של האוויר בתעלה לחימום אופטימלי של החדר. כדי לברר מידע זה, עליך לחשב את אובדן החום בבית, ולהתחיל את החישובים הבסיסיים מאוחר יותר.
כל בניין במהלך מזג האוויר הקר מאבד אנרגיה תרמית. המספר המרבי שלו משאיר את החדר דרך הקירות, הגג, החלונות, הדלתות ואלמנטים סגורים אחרים (להלן - אישור), פונה לצד אחד של הרחוב.
כדי להבטיח טמפרטורה מסוימת בבית, עליכם לחשב את קיבולת החום, המסוגלת לפצות על עלויות החום ולשמור על הטמפרטורה הרצויה בבית.
גלריית תמונות
תמונה מאת
חישובים לחימום אוויר בבית כפרי מתבצעים לבחירה המוסמכת של יחידת חימום שיכולה לייצר את הכמות הנדרשת של אנרגיה תרמית.
מחולל החום, המשתמש בעיקר בקמינים ותנורים רוסים בבתים כפריים, אמור לכסות את אובדן החום של הבית באמצעות מבני בניין.
במערכות חימום אוויר, הכנת נוזל הקירור מתבצעת על ידי כל סוגי הדודים. תחילה הם מחממים מים או אדים, אשר בתורם מעבירים חום לזרמי אוויר
תנורי גז, מים וחשמליים מעבירים אוויר מחומם לחדר ללא שימוש בתעלות
בעת שימוש ביחידות המספקות מסת אוויר מחוממת ישירות לחדר, הן מותקנות בכמות של לפחות 2 חלקים לחדר. כך שבמקרה של כשל במכשיר אחד, השני יכול לספק טמפרטורה של +5 מעלות
כאשר משלבים חימום אוויר עם מערכות אוורור ומיזוג אוויר, יש לקחת בחשבון את אובדן האנרגיה לחימום החלק האוויר המעורב מהרחוב מהרחוב
בגרסאות תעלות של מערכות חימום אוויר, אוויר מחומם עובר דרך צינורות אשר משטחם מעביר חום לחדר
במערכות אוויר תעלות, פונקצית התקני החימום מבוצעת על ידי צינור. התחום שלו נלקח בחשבון, וקובע העברת חום
העיקרון של חישוב כוח המצרף
יחידת גז מחוץ לבית
מכשיר גז נדיף
תנור אוויר חשמלי
שילוב עם מערכות אחרות
מעגל חימום תעלה
סגולי מעגל האוויר
ישנה תפיסה שגויה כי הפסדי חום זהים לכל בית. מקורות מסוימים טוענים כי מספיק 10 קילוואט כדי לחמם בית קטן בכל תצורה, אחרים מוגבלים ל 7-8 קילוואט לכל מ"ר. מטר.
על פי תכנית החישוב הפשוטה כל 10 מ '2 יש לספק לאזור המנוצל באזורים הצפוניים ובנתיב האמצעי אספקה של 1 קילוואט כוח תרמי. נתון זה, אינדיבידואלי לכל בניין, כפול גורם 1.15, ובכך נוצר עתודה של כוח תרמי במקרה של הפסדים בלתי צפויים.
עם זאת, אומדנים כאלה הם די גסים, בנוסף, הם אינם לוקחים בחשבון את האיכות, התכונות של החומרים המשמשים לבניית הבית, תנאי אקלים וגורמים אחרים המשפיעים על עלויות החום.
כמות החום הפסולת תלויה באזור האלמנט הסגור, במוליכות התרמית של כל אחת משכבותיו. הכמות הגדולה ביותר של אנרגיה תרמית יוצאת מהחדר דרך קירות, רצפה, גג, חלונות
אם בבניית הבית נעשה שימוש בחומרי בנייה מודרניים שהמוליכות התרמית שלהם נמוכה, אז אובדן החום של המבנה יהיה פחות, מה שאומר שהעוצמה התרמית תהיה פחותה.
אם אתה לוקח ציוד תרמי המייצר יותר כוח מהנדרש, אז יופיע חום עודף, אשר בדרך כלל מפוצה על ידי אוורור. במקרה זה מופיעות הוצאות כספיות נוספות.
אם נבחר ציוד בעל צריכת חשמל נמוכה ל- CBO, אז מורגש מחסור בחום בחדר, מכיוון שהמכשיר לא יצליח לייצר את כמות האנרגיה הנדרשת, שתדרוש רכישה של יחידות חימום נוספות.
השימוש בקצף פוליאוריטן, פיברגלס ובידוד מודרני אחר מאפשר לכם להשיג בידוד תרמי מקסימאלי של החדר
עלויות תרמיות של בניין תלויים ב:
- מבנה האלמנטים הסוגרים (קירות, תקרות וכו '), עוביהם;
- שטח פנים מחומם;
- התמצאות יחסית לנקודות הקרדינל;
- טמפרטורה מינימלית מחוץ לחלון באזור או בעיר במהלך 5 ימי חורף;
- משך עונת החימום;
- תהליכי הסתננות, אוורור;
- אספקת חום ביתית;
- צריכת חום לצרכים ביתיים.
אי אפשר לחשב נכון אובדן חום מבלי לקחת בחשבון חדירה ואוורור, המשפיעים באופן משמעותי על המרכיב הכמותי. הסתננות היא תהליך טבעי של העברת מסות אוויר המתרחשת במהלך תנועת אנשים בחדר, פתיחת חלונות לאוורור ותהליכים ביתיים אחרים.
אוורור הוא מערכת המותקנת במיוחד דרכה מסופק אוויר, ואוויר יכול להיכנס לחדר עם טמפרטורה נמוכה יותר.
פי 9 יותר חום גורש באמצעות אוורור מאשר במהלך הסתננות טבעית
חום נכנס לחדר לא רק דרך מערכת החימום, אלא גם דרך מכשירי חימום, מנורות ליבון ואנשים. חשוב לקחת בחשבון גם את צריכת החום לחימום של פריטים קרים שהובאו מהרחוב, בגדים.
לפני שבוחרים ציוד למיזוג אוויר, מעצבים מערכת חימום, חשוב לחשב את אובדן החום בבית ברמת דיוק גבוהה. ניתן לעשות זאת באמצעות התוכנית החינמית Valtec. כדי לא להתעמק במורכבות היישום, תוכלו להשתמש בנוסחאות מתמטיות המעניקות דיוק גבוה של חישובים.
כדי לחשב את אובדן החום הכולל Q של הבית, יש צורך לחשב את צריכת החום של מעטפת הבניין Qorg.kצריכת אנרגיה לאוורור וחדירה שvלקחת בחשבון את הוצאות משק הביתt. הפסדים נמדדים ונרשמים בוואט.
כדי לחשב את צריכת החום הכוללת Q השתמש בנוסחה:
ש = שorg.k + שv - שt
בשלב הבא אנו שוקלים את הנוסחאות לקביעת עלויות החום:
שorg.k , שv, שt.
קביעת הפסדי החום של מעטפות הבניין
דרך האלמנטים הסוגרים של הבית (קירות, דלתות, חלונות, תקרה ורצפה) משתחררת כמות החום הגדולה ביותר. לקביעת שorg.k יש צורך לחשב בנפרד את אובדן החום שנושא כל אלמנט מבני.
זה שorg.k מחושב על ידי הנוסחה:
שorg.k = שpol + שרחוב + שאוקיי נ + שpt + שdv
כדי לקבוע את Q של כל אלמנט בבית, יש צורך לברר את המבנה שלו ומקדם המוליכות התרמית או מקדם ההתנגדות התרמית, המצוין בדרכון החומר.
כדי לחשב את צריכת החום, נלקחים בחשבון שכבות המשפיעות על בידוד תרמי. למשל, בידוד, בנייה, חיפוי וכו '.
חישוב אובדן החום מתרחש עבור כל שכבה הומוגנית של האלמנט הסגור. לדוגמה, אם הקיר מורכב משתי שכבות שונות (בידוד ועבודות לבנים), החישוב נעשה בנפרד לבידוד ולבנים.
חשב את צריכת החום של השכבה, תוך התחשבות בטמפרטורה הרצויה בחדר על ידי הביטוי:
שרחוב = S × (tv - tn) × B × l / k
למשתנים יש את המשמעויות הבאות בביטוי:
- S הוא שטח השכבה, מ2;
- tv - הטמפרטורה הרצויה בבית, ° C; לחדרים פינתיים, הטמפרטורה נלקחת ב -2 מעלות;
- tn - הטמפרטורה הממוצעת של 5 הימים הקרים ביותר באזור, ° С;
- k הוא מקדם המוליכות התרמית של החומר;
- B הוא העובי של כל שכבה של האלמנט הסגור, m;
- l - פרמטר טבלאי, לוקח בחשבון את התכונות של צריכת החום עבור אישור הממוקמת באזורים שונים בעולם.
אם חלונות או דלתות מובנים בקיר שעבורו מתבצעת החישוב, אז בעת חישוב Q מהשטח הכולל של ה- OK, יש צורך לחסר את שטח החלון או הדלת, מכיוון שצריכת החום שלהם תהיה שונה.
בדרכון הטכני מצוין לעיתים מקדם העברת החום D על חלונות או דלתות, אשר בזכותו ניתן לפשט את החישובים.
מקדם ההתנגדות התרמית מחושב על ידי הנוסחה:
D = B / k
ניתן לייצג את הנוסחה של אובדן חום לשכבה יחידה:
שרחוב = S × (tv - tn) × D × l
בפועל, לחישוב Q של הרצפה, הקירות או התקרות, מקדמי D של כל שכבה בסדר מחושבים בנפרד, מסוכמים ומחליפים אותם בנוסחה הכללית, מה שמפשט את תהליך החישוב.
הנהלת חשבונות בעלויות הסתננות ואוורור
אוויר בטמפרטורה נמוכה יכול להיכנס לחדר ממערכת האוורור, מה שמשפיע באופן משמעותי על אובדן החום. הנוסחה הכללית לתהליך זה היא כדלקמן:
שv = 0.28 × ל 'n × עמ 'v × c × (tv - tn)
בביטוי יש לתווים אלפביתיים המשמעות:
- לn - זרימת אוויר בכניסה, ז3/ ח;
- עv - צפיפות האוויר בחדר בטמפרטורה נתונה, ק"ג / מ3;
- tv - טמפרטורה בבית, ° С;
- tn - הטמפרטורה הממוצעת של 5 הימים הקרים ביותר באזור, ° С;
- c הוא קיבולת החום של אוויר, kJ / (kg * ° C).
פרמטר Ln נלקח מהמאפיינים הטכניים של מערכת האוורור. ברוב המקרים, לאוויר האספקה קצב זרימה ספציפי של 3 מ '3/ h, על בסיסו Ln מחושב על ידי הנוסחה:
לn = 3 × Spol
בנוסחה Spol - שטח רצפה, מ2.
צפיפות אוויר מקורהעv מוגדר על ידי הביטוי:
עv = 353/273 + tv
הנה tv - הטמפרטורה שנקבעה בבית, שנמדדה ב ° C.
קיבולת החום c היא כמות פיזית קבועה והיא שווה ל 1.005 kJ / (kg × ° C).
עם אוורור טבעי, אוויר קר נכנס דרך חלונות, דלתות, ומעביר את החום דרך הארובה
אוורור לא מאורגן, או הסתננות, נקבע על ידי הנוסחה:
שאני = 0.28 × ∑Gח × c × (tv - tn) × קt
במשוואה:
- זח - זרימת אוויר בכל גדר היא ערך טבלאי, ק"ג לשעה;
- kt - מקדם השפעה של זרימת אוויר תרמית, שנלקח מהטבלה;
- tv , tn - הגדר טמפרטורות בתוך ומחוצה לה, מעלות צלזיוס.
כאשר הדלתות נפתחות, אובדן החום המשמעותי ביותר מתרחש, אם כן, אם הכניסה מצוידת בוילונות אוויר-אוויר, יש לקחת אותם בחשבון.
הוילון התרמי הוא תנור מאוורר מוארך המייצר זרימה עוצמתית בחלון או בפתח. זה ממזער או כמעט מחסל איבוד חום ואוויר מהרחוב, אפילו כשהדלת או החלון פתוחים.
כדי לחשב את אובדן החום של הדלתות, הנוסחה משמשת:
שot.d = שdv × j × H
בביטוי:
- שdv - אובדן חום משוער של הדלתות החיצוניות;
- H - גובה הבניין, מ ';
- j הוא מקדם טבלה, תלוי בסוג הדלתות ובמיקומם.
אם הבית אוורור או הסתננות מאורגן, החישובים נעשים על פי הנוסחה הראשונה.
פני השטח של האלמנטים המבניים הסוגרים עשויים להיות הטרוגניים - יתכנו פערים או דליפות דרכם עובר אוויר. הפסדי חום אלה נחשבים זניחים, אך ניתן גם לקבוע אותם. ניתן לעשות זאת אך ורק בשיטות תוכנה, מכיוון שלא ניתן לחשב פונקציות מסוימות מבלי להשתמש ביישומים.
התמונה המדויקת ביותר של אובדן חום אמיתי ניתנת על ידי סקר הדמיה תרמית בבית. שיטת אבחון זו מאפשרת לך לזהות שגיאות בנייה נסתרות, פערים בבידוד תרמי, נזילות במערכת אספקת המים, אשר מקטינות את הביצועים התרמיים של הבניין וליקויים אחרים.
חום ביתי
באמצעות מכשירי חשמל, גוף האדם, מנורות, נכנס חום נוסף לחדר, אשר נלקח בחשבון גם בעת חישוב הפסדי חום.
נקבע ניסוי כי קבלות כאלה אינן יכולות לעלות על הסימן של 10 וואט ל -1 מ '2. לכן נוסחת החישוב יכולה להיות בצורה:
שt = 10 × Spol
בביטוי Spol - שטח רצפה, מ2.
המתודולוגיה העיקרית לחישוב NWO
העיקרון העיקרי בפעולה של כל NWO הוא העברת אנרגיה תרמית באוויר על ידי קירור נוזל הקירור. האלמנטים העיקריים שלו הם מחולל חום וצינור חום.
אוויר מועבר לחדר שכבר מחומם לטמפרטורה trלשמירה על הטמפרטורה הרצויה tv. לכן, כמות האנרגיה המצטברת צריכה להיות שווה לאובדן החום הכולל של הבניין, כלומר, ש. יש שוויון:
ש = הot × c × (tv - tn)
בנוסחה E - צריכת ק"ג / ש 'של אוויר מחומם לחימום החדר. מהשוויון אנו יכולים לבטא את הot:
הot = Q / (c × (tv - tn))
נזכיר כי קיבולת החום של האוויר היא c = 1005 J / (kg × K).
הנוסחה קובעת רק את כמות האוויר המסופקת, המשמשת רק לחימום רק במערכות הסירקולציה (להלן - RSVO).
במערכות אספקה ומחזור, נלקח חלק מהאוויר מהרחוב, לחלק השני - מהחדר. שני החלקים מעורבים ואחרי החימום לטמפרטורה הנדרשת הם מועברים לחדר
אם משתמשים ב- CBO כאוורור, מחושב כמות האוויר המסופקת באופן הבא:
- אם כמות האוויר לחימום עולה על כמות האוויר לאוורור או שווה לו, אז קחו בחשבון את כמות האוויר לחימום, ובחרו מערכת זרימה ישירה (להלן - PSVO) או עם הסירקולציה חלקית (להלן - HRWS).
- אם כמות האוויר לחימום פחותה מכמות האוויר הדרושה לאוורור, נלקחת בחשבון רק כמות האוויר הדרושה לאוורור, הכניסה של ה- HVAC (לפעמים - HVAC), וטמפרטורת האוויר המסופק מחושבת על ידי הנוסחה: tr = tv + Q / c × Eלפרוק.
במקרה שהמחוון עולה על tr פרמטרים המותרים, יש להגדיל את כמות האוויר המובא באמצעות אוורור.
אם יש בחדר מקורות של חום קבוע, אז הטמפרטורה של האוויר המסופק מופחתת.
מכשירי החשמל הכלולים מייצרים בערך 1% מהחום בחדר. אם מכשיר אחד או יותר יעבדו ברציפות, יש לקחת בחשבון את העוצמה התרמית שלהם
עבור חדר יחיד, המחוון tr יכול להיות שונה. מבחינה טכנית ניתן לממש את הרעיון של אספקת טמפרטורות שונות לחדרים בודדים, אך קל הרבה יותר לספק אוויר באותה טמפרטורה לכל החדרים.
במקרה זה, הטמפרטורה הכוללת tr קח את זה שהתגלה כקטן ביותר. ואז כמות האוויר המסופקת מחושבת על ידי הנוסחה המגדירה את Eot.
בשלב הבא אנו קובעים את הנוסחה לחישוב נפח האוויר הנכנס Vot בטמפרטורת החימום שלה tr:
Vot = הot/ pr
התשובה כתובה ב- m3/ ח
עם זאת, חילופי אוויר פנימיים Vע יהיה שונה מערך Votמכיוון שיש לקבוע אותה על סמך הטמפרטורה הפנימית tv:
Vot = הot/ pv
בנוסחה לקביעת Vע ו- vot אינדיקטורים לצפיפות אוויר עמ 'r ו פv (ק"ג / מ ')3) מחושבים תוך התחשבות בטמפרטורת האוויר המחומם tr וטמפרטורת החדר tv.
טמפרטורת האספקה tr חייב להיות גבוה מ- tv. זה יקטין את כמות האוויר המסופקת ויקטין את ממדי תעלות המערכות עם תנועת אוויר טבעית או יפחית את צריכת החשמל אם משתמשים במוטיבציה מכנית להפצת מסת האוויר המחוממת.
באופן מסורתי, הטמפרטורה המרבית של האוויר הנכנס לחדר כאשר הוא מסופק בגובה העולה על הסימן של 3.5 מ 'צריכה להיות 70 ° С. אם אוויר מסופק בגובה פחות מ- 3.5 מ ', אז הטמפרטורה שלו בדרך כלל משווה ל 45 מעלות צלזיוס.
במתחם מגורים בגובה 2.5 מ ', גבול הטמפרטורה המותר הוא 60 מעלות צלזיוס. כאשר הטמפרטורה מוגדרת גבוהה יותר, האווירה מאבדת את תכונותיה ואינה מתאימה לשאיפה.
אם הווילונות האוויר התרמיים ממוקמים בשערים ופתחים חיצוניים הפונים כלפי חוץ, אז מותר לטמפרטורת האוויר הנכנס 70 מעלות צלזיוס, עבור וילונות הממוקמים בדלתות החיצוניות, עד 50 מעלות צלזיוס.
הטמפרטורה המסופקת מושפעת משיטות אספקת האוויר, כיוון המטוס (אנכית לאורך המדרון, אופקית וכו '). אם אנשים נמצאים כל הזמן בחדר, אז יש להוריד את הטמפרטורה של האוויר המסופק ל 25 מעלות צלזיוס.
לאחר ביצוע חישובים ראשוניים ניתן לקבוע את צריכת החום הדרושה לחימום האוויר.
עבור RSVO עלויות החום ש1 מחושב על ידי הביטוי:
ש1 = הot × (tr - tv) × ג
לחישוב PSVO ש2 מיוצר על ידי הנוסחה:
ש2 = הלפרוק × (tr - tv) × ג
צריכת חום ש3 עבור HRW נמצא על ידי המשוואה:
ש3 = [הot × (tr - tv) + הלפרוק × (tr - tv)] × ג
בשלושת הביטויים:
- הot ו- Eלפרוק - צריכת אוויר בק"ג / ש 'לחימום (הot) ואוורור (Eלפרוק);
- tn - טמפרטורת חוץ בחום °.
המאפיינים הנותרים של המשתנים זהים.
ב- CHRSVO כמות האוויר הממוחזר נקבעת על ידי הנוסחה:
הrec = הot - הלפרוק
משתנה eot מבטא את כמות האוויר המעורבב המחומם לטמפרטורה tr.
יש מוזרות ב- PSVO עם מוטיבציה טבעית - כמות האוויר הנע משתנה בהתאם לטמפרטורה בחוץ. אם הטמפרטורה החיצונית יורדת, לחץ המערכת עולה. זה מוביל לעלייה באוויר הנכנס לבית. אם הטמפרטורה עולה, אז התהליך ההפוך מתרחש.
גם ב- SVO, בניגוד למערכות אוורור, אוויר נע בצפיפות נמוכה ומשתנה בהשוואה לצפיפות האוויר המקיפה את התעלות.
בגלל תופעה זו התהליכים הבאים מתרחשים:
- המגיע מהגנרטור, האוויר, העובר דרך תעלות האוויר, מקורר באופן ניכר במהלך התנועה
- במהלך תנועה טבעית כמות האוויר הנכנסת לחדר משתנה בעונת החימום.
התהליכים שלעיל אינם נלקחים בחשבון אם משתמשים במאווררים במערכת המיזוג להזרמת אוויר, ויש לה גם אורך וגובה מוגבלים.
אם יש למערכת ענפים רבים, ארוכים למדי, והבניין גדול וגבוה, אזי יש צורך להפחית את תהליך קירור האוויר בתעלות, כדי להפחית את חלוקת האוויר המחודשת תחת השפעת לחץ זרימה טבעי.
בעת חישוב הכוח הנדרש של מערכות חימום אוויר מורחבות ומסועפות, יש לקחת בחשבון לא רק את התהליך הטבעי של קירור מסת האוויר במהלך התנועה דרך הצינור, אלא גם את ההשפעה של הלחץ הטבעי של מסת האוויר בעת מעבר בתעלה.
כדי לשלוט בתהליך קירור האוויר, יש לבצע חישוב תרמי של התעלות. לשם כך, יש לקבוע את טמפרטורת האוויר הראשונית ולציין את קצב הזרימה שלה באמצעות נוסחאות.
לחישוב שטף החום Qאוהל דרך קירות התעלה, שאורכם שווה ל, השתמש בנוסחה:
שאוהל = ש1 × l
בביטוי, ש1 מציין את שטף החום העובר דרך קירות התעלה באורך של 1 מ '. הפרמטר מחושב על ידי הביטוי:
ש1 = k × S1 × (tsr - tv) = (tsr - tv) / ד1
במשוואה ד '1 - התנגדות להעברת חום מאוויר מחומם עם טמפרטורה ממוצעת tsr מעבר לכיכר S1 קירות התעלה באורך של מטר וחצי בטמפרטורה tv.
משוואת איזון החום נראית כך:
ש1l = Eot × c × (tnach - tr)
בנוסחה:
- הot - כמות האוויר הנדרשת לחימום החדר, ק"ג לשעה;
- c הוא החום הספציפי של אוויר, kJ / (ק"ג מעלות צלזיוס);
- tnac - טמפרטורת האוויר בתחילת הצינור, מעלות צלזיוס;
- tr - טמפרטורת האוויר המוזרמת לחדר, ° С.
משוואת איזון החום מאפשרת לך לקבוע את הטמפרטורה הראשונית של האוויר בתעלה בטמפרטורה סופית נתונה, ולהיפך, לברר את הטמפרטורה הסופית בטמפרטורה ראשונית נתונה, וכן לקבוע את זרימת האוויר.
טמפרטורה tnach ניתן למצוא גם על ידי הנוסחה:
tnach = tv + ((Q + (1 - η) × Qאוהל)) × (tr - tv)
כאן η הוא חלק מ- Qאוהלהכניסה לחדר בחישובים נלקחת שווה לאפס. המאפיינים של שאר המשתנים נקראו לעיל.
הנוסחה המזוקקת של זרימת האוויר החם תיראה כך:
Eot = (Q + (1 - η) × Qאוהל) / (c × (tsr - tv))
כל הערכים המילוליים בביטוי מוגדרים לעיל. נעבור לדוגמא לחישוב חימום אוויר לבית מסוים.
דוגמה לחישוב אובדן חום בבית
הבית המדובר ממוקם בעיר קוסטרומה, שם הטמפרטורה מחוץ לחלון בימים הקרים ביותר בחמשת הימים מגיעה -31 מעלות, טמפרטורת האדמה - +5 ° С. טמפרטורת החדר הרצויה היא +22 מעלות צלזיוס.
נשקול בית עם הממדים הבאים:
- רוחב - 6.78 מ ';
- אורך - 8.04 מ ';
- גובה - 2.8 מ '.
ערכים ישמשו לחישוב שטח האלמנטים הסוגרים.
לחישובים, הכי נוח לשרטט תוכנית בית על נייר, המציין עליה את רוחב, אורך, גובה הבניין, מיקום חלונות ודלתות, מידותיהם
קירות המבנה מורכבים מ:
- בטון סודה בעובי B = 0.21 מ ', מקדם מוליכות תרמית k = 2.87;
- קלקר B = 0.05 מ ', k = 1.678;
- לבנים פונות B = 0.09 מ ', k = 2.26.
בקביעת K יש להשתמש במידע מהטבלאות, ויותר טוב, במידע מהדרכון הטכני, שכן הרכב החומרים מיצרנים שונים עשוי להיות שונה, ולכן יש לו מאפיינים שונים.
בטון מזוין הוא בעל המוליכות התרמית הגבוהה ביותר, לוחות צמר סלעים הם בעלי הנמוכים ביותר, ולכן הם משמשים בצורה היעילה ביותר לבניית בתים חמים
רצפת הבית מורכבת מהשכבות הבאות:
- חול, B = 0.10 מ ', k = 0.58;
- אבן כתוש, B = 0.10 מ ', k = 0.13;
- בטון, B = 0.20 מ ', k = 1.1;
- בידוד ecowool, B = 0,20 מ ', k = 0,043;
- מגהץ מחוזק, B = 0.30 מ 'k = 0.93.
בתוכנית הבית לעיל, לרצפה אותו מבנה בכל האזור, אין מרתף.
התקרה מורכבת מ:
- צמר סלעים, B = 0.10 מ ', k = 0.05;
- קיר גבס, B = 0.025 מ ', k = 0.21;
- מגני אורן, B = 0.05 מ ', k = 0.35.
התקרה אין גישה לעליית הגג.
בבית ישנם רק 8 חלונות, כולם תא כפול עם זכוכית K, ארגון, מחוון D = 0.6. לשישה חלונות יש מידות של 1.2 × 1.5 מ ', אחד - 1.2 × 2 מ', אחד - 0.3 × 0.5 מ '. דלתות בעלות מידות של 1 × 2.2 מ', מחוון D לפי הדרכון הוא 0.36.
חישוב אובדן חום בקיר
נחשב את אובדן החום עבור כל קיר בנפרד.
ראשית, מצא את אזור החומה הצפונית:
סsev = 8.04 × 2.8 = 22.51
על הקיר אין פתחים ופתחי חלונות, לכן אנו משתמשים בערך זה S.
כדי לחשב את עלויות החום של אישור, המכוונות לאחת מנקודות הקרדינל, יש לקחת בחשבון את מקדמי השכלול.
בהתבסס על הרכב הקיר, אנו מוצאים את ההתנגדות התרמית הכוללת שלו שווה ל:
דs.sten = דgb + דP n + דkr
כדי למצוא D אנו משתמשים בנוסחה:
D = B / k
ואז, החלפת הערכים הראשוניים, אנו משיגים:
דs.sten = 0.21/2.87 + 0.05/1.678 + 0.09/2.26 = 0.14
לחישובים אנו משתמשים בנוסחה:
שרחוב = S × (tv - tn) × D × l
בהתחשב בעובדה שהמקדם l עבור הקיר הצפוני הוא 1.1, אנו מקבלים:
ששבע = 22.51 × (22 + 31) × 0.14 × 1.1 = 184
בקיר הדרומי יש חלון אחד עם שטח של:
סok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15
לפיכך, בחישובים מהקיר הדרומי S, יש צורך לחסר חלונות S על מנת להשיג את התוצאות המדויקות ביותר.
סYuj.s = 22.51 – 0.15 = 22.36
הפרמטר l לכיוון דרום הוא 1. ואז:
ששבע = 22.36 × (22 + 31) × 0.14 × 1 = 166
עבור הקירות המזרחיים והמערביים, מקדם העידון הוא l = 1.05, לכן די בחישוב שטח הפנים של ה- OK מבלי לקחת בחשבון חלונות ודלתות S.
סok1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8
סok2 = 1.2 × 2 = 2.4
סד = 1 × 2.2 = 2.2
סzap + vost = 2 × 6.78 × 2.8 – 2.2 – 2.4 – 10.8 = 22.56
לאחר מכן:
שzap + vost = 22.56 × (22 + 31) × 0.14 × 1.05 = 176
בסופו של דבר, סך ה- Q של הקירות שווה לסכום ה- Q של כל הקירות, כלומר:
שsten = 184 + 166 + 176 = 526
בסך הכל, חום עוזב דרך הקירות בכמות של 526 וואט.
איבוד חום דרך חלונות ודלתות
מתוכנית הבית עולה כי הדלתות ו 7 החלונות פונים למזרח וממערב, לכן הפרמטר l = 1.05. השטח הכולל של 7 חלונות, בהתחשב בחישובים לעיל, שווה ל:
סאוקיי נ = 10.8 + 2.4 = 13.2
עבורם, Q, בהתחשב ב- D = 0.6, יחושב באופן הבא:
שok4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630
אנו מחשבים את Q של החלון הדרומי (l = 1).
שok5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5
לדלתות, D = 0.36, ו- S = 2.2, l = 1.05, ואז:
שdv = 2.2 × (22 + 31) × 0.36 × 1.05 = 43
אנו מסכמים את אובדן החום המתקבל ומקבלים:
שבסדר + dv = 630 + 43 + 5 = 678
בשלב הבא אנו מגדירים את Q עבור התקרה והרצפה.
חישוב הפסדי חום של התקרה והרצפה
לתקרה ורצפה l = 1. חישוב השטח שלהם.
סpol = Sסיר = 6.78 × 8.04 = 54.51
בהתחשב בהרכב הרצפה, אנו מגדירים את הסכום D הכולל.
דpol = 0.10/0.58 + 0.10/0.13 + 0.2/1.1 + 0.2/0.043 + 0.3/0.93 =61
ואז אובדן החום של הרצפה, בהתחשב בכך שהטמפרטורה של כדור הארץ היא +5, שווה ל:
שpol = 54.51 × (21 – 5) × 6.1 × 1 = 5320
חשב את תקרת D הכוללת:
דסיר = 0.10/0.05 + 0.025/0.21 + 0.05/0.35 = 2.26
אז Q של התקרה יהיה שווה ל:
שסיר = 54.51 × (22 + 31) × 2.26 = 6530
אובדן החום הכולל דרך OK יהיה שווה ל:
שogr.k = 526 + 678 +6530 + 5320 = 13054
בסך הכל, אובדן החום של הבית יהיה שווה ל -13054 וואט או כמעט 13 קילוואט.
חישוב הפסדי חום באוורור
החדר מפעיל אוורור עם חילופי אוויר ספציפיים של 3 מ '3/ h, הכניסה מצוידת בחופה אווירית-תרמית, כך לחישובים מספיק להשתמש בנוסחה:
שv = 0.28 × ל 'n × עמ 'v × c × (tv - tn)
אנו מחשבים את צפיפות האוויר בחדר בטמפרטורה נתונה +22 מעלות:
עv = 353/(272 + 22) = 1.2
פרמטר Ln שווה לתוצר של הצריכה הספציפית על ידי שטח הרצפה, כלומר:
לn = 3 × 54.51 = 163.53
קיבולת החום של האוויר c היא 1.005 kJ / (kg × ° C).
בהתחשב בכל המידע, אנו מוצאים את האוורור ש:
שv = 0.28 × 163.53 × 1.2 × 1.005 × (22 + 31) = 3000
עלויות החום הכוללות לאוורור יהיו 3000 וואט או 3 קילוואט.
חום ביתי
הכנסות משק הבית מחושבות על ידי הנוסחה.
שt = 10 × Spol
כלומר, החלפת הערכים הידועים אנו משיגים:
שt = 54.51 × 10 = 545
לסיכום, אנו יכולים לראות כי אובדן החום הכולל Q בבית יהיה שווה ל:
ש = 13054 + 3000 - 545 = 15509
בואו ניקח Q = 16000 W או 16 קילוואט כערך הפעלה.
דוגמאות לחישובים עבור ה- CBO
תן לטמפרטורת האוויר המסופק (tr) - 55 ° С, טמפרטורת החדר הרצויה (tv) - 22 מעלות צלזיוס, איבוד חום בבית (Q) - 16,000 וואט.
קביעת כמות האוויר עבור RSVO
לקביעת מסת האוויר המסופק בטמפרטורה tr הנוסחה משמשת:
הot = Q / (c × (tr - tv))
החלפת ערכי הפרמטר בנוסחה, אנו משיגים:
הot = 16000/(1.005 × (55 – 22)) = 483
הכמות הנפחית של האוויר המסופק מחושבת על ידי הנוסחה:
Vot = הot / pr
איפה:
עr = 353 / (273 + tr)
ראשית, אנו מחשבים את הצפיפות p:
עr = 353/(273 + 55) = 1.07
לאחר מכן:
Vot = 483/1.07 = 451.
חילופי האוויר בחדר נקבעים על ידי הנוסחה:
Vp = הot / pv
קבע את צפיפות האוויר בחדר:
עv = 353/(273 + 22) = 1.19
בעזרת החלפת הערכים בנוסחה נקבל:
Vע = 483/1.19 = 405
לפיכך, חילופי האוויר בחדר הם 405 מ '3 לשעה, ונפח האוויר המסופק צריך להיות שווה ל 451 מ '3 תוך שעה.
חישוב כמות האוויר עבור HRWS
כדי לחשב את כמות האוויר עבור HWRS, אנו לוקחים את המידע המתקבל מהדוגמה הקודמת, כמו גם tr = 55 מעלות צלזיוס, tv = 22 מעלות צלזיוס; ש = 16000 וואט. כמות האוויר הנדרשת לאוורור, הלפרוק= 110 מ '3/ ח טמפרטורה חיצונית משוערת tn= -31 מעלות צלזיוס.
לצורך חישוב ה- HFRS אנו משתמשים בנוסחה:
ש3 = [הot × (tr - tv) + הלפרוק × עמ 'v × (tr - tv)] × ג
החלפת הערכים נקבל:
ש3 = [483 × (55 – 22) + 110 × 1.19 × (55 – 31)] × 1.005 = 27000
נפח האוויר הממוחזר יהיה 405-110 = 296 מ '3 כולל צריכת חום נוספת שווה ל 27000-16000 = 11000 וואט.
קביעת טמפרטורת האוויר הראשונית
ההתנגדות של התעלה המכנית היא D = 0.27 ונלקחת מהמאפיינים הטכניים שלה. אורך התעלה מחוץ לחדר המחומם הוא l = 15 מ '. נקבע כי Q = 16 קילוואט, טמפרטורת האוויר הפנימית היא 22 מעלות, והטמפרטורה הנדרשת לחימום החדר היא 55 מעלות.
הגדירו את הot על פי הנוסחאות לעיל. אנחנו מקבלים:
הot = 10 × 3.6 × 1000/ (1.005 × (55 – 22)) = 1085
שטף חום ש1 יהיה:
ש1 = (55 – 22)/0.27 = 122
הטמפרטורה הראשונית עם סטייה של η = 0 תהיה:
tnach = 22 + (16 × 1000 + 137 × 15) × (55 – 22)/ 1000 × 16 = 60
ציין את הטמפרטורה הממוצעת:
tsr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5
לאחר מכן:
שotkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972
בהתחשב במידע שאנו מוצאים:
tnach = 22 + (16 × 1000 + 1972) × (55 – 22)/(1000 × 16) = 59
מכאן נובע שכאשר האוויר נע, 4 מעלות חום הולכות לאיבוד. כדי להפחית את איבוד החום, יש צורך לבודד את הצינורות. אנו ממליצים גם להכיר את המאמר האחר שלנו המתאר בפירוט את תהליך הסדרת מערכת חימום האוויר.
סרטון אינפורמטיבי אודות חישובי CB באמצעות תוכנית Ecxel:
אמון בחישובי NWO הוא הכרחי למקצוענים, מכיוון שרק מומחים בעלי ניסיון, ידע רלוונטי, יביאו בחשבון את כל הניואנסים בחישובים.
יש לך שאלות, מצא אי דיוקים בחישובים שלעיל, או שאתה רוצה להוסיף את החומר למידע בעל ערך? אנא השאר את התגובות שלך בבלוק למטה.