חישוב חימום אוויר: עקרונות בסיסיים + דוגמא חישוב

התקנה של מערכת חימום בלתי אפשרית ללא חישובים ראשוניים.המידע המתקבל חייב להיות מדויק ככל האפשר, ולכן חישובי חימום האוויר מבוצעים על ידי מומחים המשתמשים בתוכניות מיוחדות, תוך התחשבות בניואנסים של העיצוב.

אתה יכול לחשב את מערכת חימום האוויר (להלן מערכת חימום האוויר) בעצמך, עם ידע בסיסי במתמטיקה ובפיסיקה.

בחומר זה נספר לכם כיצד לחשב את רמת איבוד החום בבית ואת מערכת איבוד החום. כדי להבהיר את הכל ככל האפשר, יינתנו דוגמאות ספציפיות של חישובים.

חישוב אובדן חום בבית

כדי לבחור מערכת חימום, יש צורך לקבוע את כמות האוויר למערכת, את הטמפרטורה הראשונית של האוויר בתעלת האוויר לחימום מיטבי של החדר. כדי לגלות מידע זה, אתה צריך לחשב את איבוד החום של הבית, ולהתחיל חישובים בסיסיים מאוחר יותר.

כל בניין מאבד אנרגיה תרמית במזג אוויר קר. הכמות המקסימלית שלו יוצאת מהחדר דרך הקירות, הגג, החלונות, הדלתות ושאר האלמנטים התוחמים (להלן תקינים), מול צד אחד אל הרחוב.

כדי להבטיח טמפרטורה מסוימת בבית, אתה צריך לחשב את הכוח התרמי שיכול לפצות על עלויות החום ולשמור טמפרטורה רצויה.

קיימת תפיסה מוטעית לפיה הפסדי חום זהים לכל בית.מקורות מסוימים טוענים ש-10 קילוואט מספיקים לחימום בית קטן בכל תצורה, אחרים מוגבלים ל-7-8 קילוואט למ"ר. מטר.

על פי שיטת חישוב פשוטה, כל 10 מ'² של השטח המנוצל באזורים הצפוניים ובאזורי האמצע יש לספק אספקה ​​של 1 קילוואט של כוח תרמי. נתון זה, אינדיבידואלי עבור כל בניין, מוכפל בפקטור של 1.15, ובכך יוצר רזרבה של כוח תרמי במקרה של הפסדים בלתי צפויים.

עם זאת, הערכות כאלה הן גסות למדי; יתר על כן, הן אינן לוקחות בחשבון את האיכויות, התכונות של החומרים המשמשים בבניית הבית, תנאי האקלים וגורמים אחרים המשפיעים על עלויות החום.

כמות החום שאבד תלויה בשטח האלמנט התוחם ובמוליכות התרמית של כל אחת מהשכבות שלו. הכמות הגדולה ביותר של אנרגיה תרמית יוצאת מהחדר דרך הקירות, הרצפה, הגג, החלונות

אם נעשה שימוש בחומרי בנייה מודרניים בבניית הבית מוליכות תרמית של חומרים שהם נמוכים, אז איבוד החום של המבנה יהיה קטן יותר, מה שאומר שפחות כוח תרמי יידרש.

אם אתה לוקח ציוד חימום שמייצר יותר כוח מהנדרש, אז יופיע עודף חום, אשר בדרך כלל מפצה על ידי אוורור. במקרה זה, עולות עלויות כספיות נוספות.

אם נבחר ציוד בעל הספק נמוך עבור HVAC, אז יהיה מחסור בחום בחדר, שכן המכשיר לא יוכל להפיק את כמות האנרגיה הנדרשת, שתדרוש רכישת יחידות חימום נוספות.

השימוש בקצף פוליאוריטן, פיברגלס וחומרי בידוד מודרניים אחרים מאפשר לנו להשיג בידוד תרמי מקסימלי של החדר

עלויות תרמיות של בניין תלויות ב:

• מבנה של אלמנטים סגורים (קירות, תקרות וכו'), עובים;
• שטח פנים מחומם;
• התמצאות ביחס לכיוונים הקרדינליים;
• טמפרטורה מינימלית מחוץ לחלון באזור או בעיר למשך 5 ימי חורף;
• משך עונת החימום;
• תהליכי חדירה, אוורור;
• רווחי חום ביתיים;
• צריכת חום לצרכים ביתיים.

אי אפשר לחשב נכון את הפסדי החום מבלי לקחת בחשבון הסתננות ואוורור, המשפיעים באופן משמעותי על המרכיב הכמותי. הסתננות היא תהליך טבעי של תנועה של המוני אוויר המתרחש במהלך תנועת אנשים ברחבי החדר, פתיחת חלונות לאוורור ותהליכים ביתיים אחרים.

אוורור היא מערכת המותקנת במיוחד שדרכה מועבר אוויר, והאוויר יכול להיכנס לחדר בטמפרטורה נמוכה יותר.

אוורור מסיר פי 9 יותר חום מאשר הסתננות טבעית

חום נכנס לחדר לא רק דרך מערכת החימום, אלא גם דרך חימום מכשירי חשמל, מנורות ליבון ואנשים. כמו כן, חשוב לקחת בחשבון את צריכת החום לחימום פריטים קרים המובאים מהרחוב והבגדים.

לפני בחירת ציוד עבור SVO, עיצוב מערכת חימום חשוב לחשב את אובדן החום בבית עם דיוק גבוה. ניתן לעשות זאת באמצעות תוכנית Valtec החינמית. כדי לא להתעמק במורכבות האפליקציה, ניתן להשתמש בנוסחאות מתמטיות המספקות דיוק גבוה של חישובים.

כדי לחשב את סך הפסדי החום Q של דירה, יש צורך לחשב את עלויות החום של המבנים התוחמים Q_org.k, צריכת אנרגיה לאוורור והסתננות ש_v, קח בחשבון את הוצאות משק הבית ש_ט. הפסדים נמדדים ונרשמים בוואט.

כדי לחשב את צריכת החום הכוללת Q, השתמש בנוסחה:

ש = ש_org.k +Q_v - ש_ט

לאחר מכן, שקול את הנוסחאות לקביעת עלויות החום:

ש_org.k ,ש_v,ש_ט.

קביעת איבוד חום ממבנים סגורים

כמות החום הגדולה ביותר בורחת דרך האלמנטים התוחמים של הבית (קירות, דלתות, חלונות, תקרה ורצפה). כדי לקבוע ש_org.k יש צורך לחשב בנפרד את אובדן החום הנגרם לכל אלמנט מבני.

כלומר, ש_org.k מחושב לפי הנוסחה:

ש_org.k = ש_פול +Q_רחוב +Q_{אוקיי נ} +Q_pt +Q_dv

כדי לקבוע את ה-Q של כל אלמנט בבית, אתה צריך לדעת את המבנה שלו ומקדם מוליכות תרמית או מקדם התנגדות תרמית, המצוין בדרכון החומר.

לחישוב עלויות החום נלקחות בחשבון השכבות המשפיעות על הבידוד התרמי. למשל בידוד, בנייה, חיפוי וכו'.

חישוב של הפסדי חום מתרחש עבור כל שכבה הומוגנית של האלמנט התוחם. לדוגמה, אם קיר מורכב משתי שכבות שונות (בידוד ולבנים), אז החישוב נעשה בנפרד עבור הבידוד ועבור הלבנים.

הצריכה התרמית של השכבה מחושבת תוך התחשבות בטמפרטורה הרצויה בחדר באמצעות הביטוי:

ש_רחוב = S × (t_v -ת_נ) × B × l/k

בביטוי, למשתנים יש את המשמעות הבאה:

• S-שטח שכבה, מ²;
• ט_v - טמפרטורה רצויה בבית, °C; עבור חדרים פינתיים הטמפרטורה נלקחת ב-2 מעלות גבוה יותר;
• ט_נ - טמפרטורה ממוצעת של התקופה הקרה ביותר של 5 ימים באזור, °C;
• k הוא מקדם המוליכות התרמית של החומר;
• ב' - עובי כל שכבה של האלמנט התוחם, מ';
• l - פרמטר טבלאי, לוקח בחשבון את המוזרויות של צריכת חום עבור OKs הממוקמים בכיוונים שונים של העולם.

אם חלונות או דלתות מובנים בקיר שעבורו מתבצע החישוב, אז בעת חישוב Q, יש צורך להחסיר את שטח החלון או הדלת מהשטח הכולל בסדר, מכיוון שצריכת החום שלהם תהיה שונה.

בגיליון הנתונים הטכניים של חלונות או דלתות מצוין לפעמים מקדם העברת החום D, שבזכותו ניתן לפשט את החישובים

מקדם ההתנגדות התרמית מחושב באמצעות הנוסחה:

D = B/k

ניתן להציג את הנוסחה לאובדן חום עבור שכבה בודדת כך:

ש_רחוב = S × (t_v -ת_נ) × D × l

בפועל, כדי לחשב את ה-Q של רצפות, קירות או תקרות, מקדמי ה-D של כל שכבה בסדר מחושבים בנפרד, מסוכמים ומוחלפים בנוסחה הכללית, מה שמפשט את תהליך החישוב.

התחשבנות בעלויות הסתננות ואוורור

אוויר בטמפרטורה נמוכה יכול להיכנס לחדר ממערכת האוורור, מה שמשפיע באופן משמעותי על איבוד החום. הנוסחה הכללית לתהליך זה היא:

ש_v = 0.28 × L_נ × p_v × c × (ת_v -ת_נ)

בביטוי, לתווים האלפביתיים יש משמעות:

• ל_נ – זרימת אוויר נכנסת, מ³/h;
• ע_v - צפיפות אוויר בחדר בטמפרטורה נתונה, ק"ג/מ"ר³;
• ט_v - טמפרטורה בבית, מעלות צלזיוס;
• ט_נ - טמפרטורה ממוצעת של התקופה הקרה ביותר של 5 ימים באזור, °C;
• c הוא קיבולת החום של האוויר, kJ/(ק"ג*°C).

פרמטר L_נ נלקח מהמאפיינים הטכניים של מערכת האוורור. ברוב המקרים, לחילופי האוויר האספקה ​​יש קצב זרימה ספציפי של 3 מ'³/h, לפיו L_נ מחושב לפי הנוסחה:

ל_נ = 3 × S_פול

בנוסחה S_פול - שטח הרצפה, מ².

צפיפות אוויר פנימית ע_v נקבע על ידי הביטוי:

ע_v = 353/273+ט_v

כאן t_v – הטמפרטורה שנקבעה בבית, נמדדת ב-°C.

קיבולת החום c היא כמות פיזיקלית קבועה ושווה ל-1.005 קילו ג'ל/(ק"ג × מעלות צלזיוס).

עם אוורור טבעי, אוויר קר נכנס דרך חלונות ודלתות, ומעביר את החום דרך הארובה

אוורור לא מאורגן, או הסתננות, נקבע על ידי הנוסחה:

ש_אני = 0.28 × ∑G_ח × c×(t_v -ת_נ) × ק_ט

במשוואה:

• G_ח - זרימת האוויר דרך כל גדר היא ערך טבלה, ק"ג/שעה;
• ק_ט - מקדם ההשפעה של זרימת אוויר תרמית, נלקח מהשולחן;
• ט_v ,ט_נ - קבע טמפרטורות בפנים ובחוץ, °C.

כאשר הדלתות נפתחות, מתרחש אובדן חום האוויר המשמעותי ביותר, לכן, אם הכניסה מצוידת בווילונות אוויר-תרמיים, יש לקחת אותם בחשבון.

וילון תרמי הוא מחמם מאוורר מוארך שיוצר זרימה עוצמתית בתוך חלון או פתח. זה ממזער או מבטל למעשה אובדן חום וחדירת אוויר מהרחוב, גם כשהדלת או החלון פתוחים

כדי לחשב את אובדן החום של דלתות, הנוסחה משמשת:

ש_ot.d = ש_dv × j × H

בביטוי:

• ש_dv - איבוד חום מחושב של דלתות חיצוניות;
• ח-גובה בניין, מ';
• j הוא מקדם טבלאי בהתאם לסוג הדלתות ומיקומן.

אם הבית מאורגן אוורור או הסתננות, אז החישובים נעשים באמצעות הנוסחה הראשונה.

פני השטח של האלמנטים המבניים התוחמים עשויים להיות הטרוגניים - ייתכנו סדקים ודליפות שדרכם עובר אוויר. הפסדי חום אלו נחשבים לא משמעותיים, אך ניתן גם לקבוע אותם.ניתן לעשות זאת אך ורק באמצעות שיטות תוכנה, מכיוון שאי אפשר לחשב פונקציות מסוימות ללא שימוש ביישומים.

התמונה המדויקת ביותר של אובדן חום אמיתי ניתנת על ידי בדיקת הדמיה תרמית של בית. שיטת אבחון זו מאפשרת לזהות שגיאות בניה נסתרות, חורים בבידוד תרמי, נזילות במערכת האינסטלציה המפחיתות את הביצועים התרמיים של המבנה ועוד ליקויים.

עליות חום ביתיות

חום נוסף נכנס לחדר באמצעות מכשירי חשמל, גוף האדם ומנורות, אשר נלקח בחשבון גם בעת חישוב הפסדי חום.

זה הוכח בניסוי כי תשומות כאלה לא יכולות לעלות על 10 W ל-1 מ'². לכן, נוסחת החישוב עשויה להיראות כך:

ש_ט = 10 × S_פול

בביטוי ש_פול - שטח הרצפה, מ².

מתודולוגיה בסיסית לחישוב SVO

עקרון הפעולה הבסיסי של כל מצנן אוויר הוא העברת אנרגיה תרמית דרך האוויר על ידי קירור נוזל הקירור. האלמנטים העיקריים שלו הם מחולל חום וצינור חום.

אוויר מסופק לחדר שכבר מחומם לטמפרטורה t_רכדי לשמור על הטמפרטורה הרצויה t_v. לכן, כמות האנרגיה המצטברת חייבת להיות שווה לאובדן החום הכולל של הבניין, כלומר Q. השוויון מתקיים:

Q = E_ot × c×(t_v -ת_נ)

בנוסחה E הוא קצב הזרימה של אוויר מחומם ק"ג לשנייה לחימום החדר. מתוך שוויון נוכל לבטא את E_ot:

ה_ot = Q/ (c × (t_v -ת_נ))

נזכיר כי קיבולת החום של האוויר היא c=1005 J/(kg×K).

הנוסחה קובעת באופן בלעדי את כמות האוויר המסופק המשמשת רק לחימום רק במערכות מיחזור (להלן RSVO).

במערכות אספקה ​​וסחרור, חלק מהאוויר נלקח מהרחוב, והחלק השני מהחדר. שני החלקים מעורבבים ולאחר חימום לטמפרטורה הנדרשת, מועברים לחדר

אם מצנן האוויר משמש כאוורור, אזי כמות האוויר המסופק מחושבת באופן הבא:

• אם כמות האוויר לחימום עולה על כמות האוויר לאוורור או שווה לה, נלקחת בחשבון כמות האוויר לחימום, והמערכת נבחרת כזרימה ישירה (להלן PCVO) או עם מחזור חלקי (להלן CHRSVO).
• אם כמות האוויר לחימום קטנה מכמות האוויר הנדרשת לאוורור, אזי נלקחת בחשבון רק כמות האוויר הנדרשת לאוורור, מוכנס PSVO (לפעמים - PRVO), וטמפרטורת האוויר המסופק. מחושב באמצעות הנוסחה: t_ר = t_v + Q/c × E_לפרוק.

אם המחוון t חורג_ר פרמטרים מותרים, יש להגדיל את כמות האוויר המוכנסת דרך אוורור.

אם יש מקורות לייצור חום קבוע בחדר, אזי הטמפרטורה של האוויר המסופק מופחתת.

מכשירי חשמל מופעלים מייצרים כ-1% מהחום בחדר. אם מכשיר אחד או יותר יפעלו כל הזמן, יש לקחת בחשבון את ההספק התרמי שלהם בחישובים

עבור חדר יחיד, המחוון t_ר עשוי להתברר כשונה. מבחינה טכנית, אפשר ליישם את הרעיון של אספקת טמפרטורות שונות לחדרים בודדים, אבל הרבה יותר קל לספק אוויר באותה טמפרטורה לכל החדרים.

במקרה זה, הטמפרטורה הכוללת t_ר קח את זה שמתגלה כקטן ביותר. אז כמות האוויר המסופק מחושבת באמצעות הנוסחה הקובעת E_ot.

לאחר מכן, אנו קובעים את הנוסחה לחישוב נפח האוויר הנכנס V_ot בטמפרטורת החימום שלו t_ר:

V_ot = ה_ot/p_ר

התשובה כתובה במ'³/h.

עם זאת, חילופי האוויר בחדר V_ע יהיה שונה מהערך V_ot, שכן יש לקבוע אותה על סמך הטמפרטורה הפנימית t_v:

V_ot = ה_ot/p_v

בנוסחה לקביעת V_ע ו-V_ot מחווני צפיפות אוויר עמ'_ר ו פ_v (ק"ג/מ"ר³) מחושבים תוך התחשבות בטמפרטורה של האוויר המחומם t_ר וטמפרטורת החדר t_v.

טמפרטורת חדר אספקה ​​t_ר חייב להיות גבוה מ-t_v. זה יקטין את כמות האוויר המסופק ויקטין את גודל ערוצי המערכות עם תנועת אוויר טבעית או יקטין את עלויות החשמל אם נעשה שימוש בגירוי מכני כדי להזרים את מסת האוויר המחוממת.

באופן מסורתי, הטמפרטורה המקסימלית של האוויר הנכנס לחדר כאשר הוא מסופק בגובה העולה על 3.5 מ' צריכה להיות 70 מעלות צלזיוס. אם האוויר מסופק בגובה של פחות מ-3.5 מ', הטמפרטורה שלו בדרך כלל שווה ל-45 מעלות צלזיוס.

עבור שטחי מגורים בגובה של 2.5 מ', מגבלת הטמפרטורה המותרת היא 60 מעלות צלזיוס. כאשר הטמפרטורה מוגדרת גבוה יותר, האטמוספרה מאבדת את תכונותיה ואינה מתאימה לשאיפה.

אם וילונות אוויר תרמיים ממוקמים בשערים חיצוניים ובפתחים הפונים החוצה, אזי טמפרטורת האוויר הנכנס מותרת 70 מעלות צלזיוס, עבור וילונות הממוקמים בדלתות חיצוניות עד 50 מעלות צלזיוס.

הטמפרטורה המסופקת מושפעת משיטות אספקת האוויר, כיוון הסילון (אנכי, משופע, אופקי וכו'). אם יש תמיד אנשים בחדר, יש להוריד את טמפרטורת האוויר האספקה ​​ל-25 מעלות צלזיוס.

לאחר ביצוע חישובים ראשוניים, אתה יכול לקבוע את קלט החום הנדרש לחימום האוויר.

עבור עלויות חום RSVO ש₁ מחושבים על ידי הביטוי:

ש₁ = ה_ot × (ת_ר -ת_v) × ג

לחישוב PSVO ש₂ מיוצר על פי הנוסחה:

ש₂ = ה_לפרוק × (ת_ר -ת_v) × ג

צריכת חום ש₃ עבור FER נמצא על ידי המשוואה:

ש₃ = [ה_ot ×(ת_ר -ת_v) + E_לפרוק × (ת_ר -ת_v)]× ג

בכל שלושת הביטויים:

• ה_ot ו-E_לפרוק - זרימת אוויר בק"ג/שנייה לחימום (E_ot) ואוורור (E_לפרוק);
• ט_נ - טמפרטורת האוויר החיצונית ב-°C.

שאר המאפיינים של המשתנים זהים.

ב-CHRSVO, כמות האוויר המוחזר נקבעת על ידי הנוסחה:

ה_rec = ה_ot -ה_לפרוק

משתנה E_ot מבטא את כמות האוויר המעורב שחומם לטמפרטורה t_ר.

יש ייחוד ב-PSVO עם דחף טבעי - כמות האוויר הנע משתנה בהתאם לטמפרטורה בחוץ. אם הטמפרטורה החיצונית יורדת, לחץ המערכת עולה. זה מוביל לעלייה בזרימת האוויר לתוך הבית. אם הטמפרטורה עולה, התהליך הפוך מתרחש.

כמו כן, במקררי אוויר, בניגוד למערכות אוורור, האוויר נע בצפיפות נמוכה ומשתנה בהשוואה לצפיפות האוויר המקיף את תעלות האוויר.

בגלל תופעה זו מתרחשים התהליכים הבאים:

1. המגיע מהגנרטור, האוויר העובר דרך תעלות האוויר מתקרר בצורה ניכרת תוך כדי תנועה
2. בתנועה טבעית, כמות האוויר הנכנסת לחדר משתנה במהלך עונת החימום.

התהליכים שלעיל אינם נלקחים בחשבון אם מערכת זרימת האוויר משתמשת במאווררים כדי להזרים אוויר; יש לה גם אורך וגובה מוגבלים.

אם למערכת יש סניפים רבים, היא די נרחבת, והבניין גדול וגבוה, אז יש צורך להפחית את תהליך קירור האוויר בתעלות האוויר, להפחית את הפיזור מחדש של האוויר הנכנס בהשפעת לחץ מחזור הדם הטבעי.

בעת חישוב ההספק הנדרש של מערכות חימום אוויר מורחבות ומסועפות, יש צורך לקחת בחשבון לא רק את התהליך הטבעי של קירור מסת האוויר תוך כדי תנועה דרך צינור האוויר, אלא גם את השפעת הלחץ הטבעי של מסת האוויר כאשר עובר דרך הצינור

כדי לשלוט בתהליך קירור האוויר, מבוצעים חישובים תרמיים של תעלות אוויר. לשם כך, עליך להגדיר את טמפרטורת האוויר הראשונית ולהבהיר את זרימתו באמצעות נוסחאות.

כדי לחשב את שטף החום Q_אה דרך הקירות של צינור האוויר, שאורכו הוא l, השתמש בנוסחה:

ש_אה = ש₁ × l

בביטוי, הערך q₁ מציין את זרימת החום העוברת דרך קירות תעלת אוויר באורך 1 מ' הפרמטר מחושב על ידי הביטוי:

ש₁ =k×S₁ ×(ת_סר -ת_v) = (ת_סר -ת_v)/ד₁

במשוואה ד'₁ - התנגדות להעברת חום מאוויר מחומם עם טמפרטורה ממוצעת t_סר דרך אזור S₁ קירות של תעלת אוויר באורך 1 מ' בחדר בטמפרטורה t_v.

משוואת מאזן החום נראית כך:

ש₁l = E_ot × c × (ת_nach -ת_ר)

בנוסחה:

• ה_ot - כמות האוויר הנדרשת לחימום החדר, ק"ג לשעה;
• c הוא קיבולת החום הסגולית של האוויר, kJ/(ק"ג °C);
• ט_nac - טמפרטורת האוויר בתחילת צינור האוויר, °C;
• ט_ר - טמפרטורת האוויר המשתחררת לחדר, מעלות צלזיוס.

משוואת מאזן החום מאפשרת לקבוע את הטמפרטורה ההתחלתית של האוויר בתעלת האוויר בטמפרטורה סופית נתונה ולהפך, לגלות את הטמפרטורה הסופית בטמפרטורה התחלתית נתונה, וכן לקבוע את זרימת האוויר.

טמפרטורה t_nach ניתן למצוא גם באמצעות הנוסחה:

ט_nach = t_v + ((Q + (1 - η) × Q_אה)) × (ט_ר -ת_v)

כאן η הוא חלק מ-Q_אה, נכנס לחדר, נלקח שווה לאפס בחישובים. המאפיינים של שאר המשתנים הוזכרו לעיל.

הנוסחה המעודנת לצריכת אוויר חם תיראה כך:

Eot = (Q + (1 - η) × Q_אה)/(c × (t_סר -ת_v))

כל ערכי האותיות בביטוי הוגדרו לעיל. נעבור לשקול דוגמה לחישוב חימום אוויר לבית ספציפי.

דוגמה לחישוב אובדן חום בבית

הבית המדובר ממוקם בעיר קוסטרומה, שם הטמפרטורה בחוץ בתקופת חמשת הימים הקרה ביותר מגיעה ל-31 מעלות, טמפרטורת הקרקע היא +5 מעלות צלזיוס. טמפרטורת החדר הרצויה היא +22 מעלות צלזיוס.

נשקול בית עם המידות הבאות:

• רוחב - 6.78 מ';
• אורך - 8.04 מ';
• גובה - 2.8 מ'.

הערכים ישמשו לחישוב השטח של האלמנטים התוחמים.

לחישובים, הכי נוח לצייר תוכנית בית על נייר, המציינת עליה את הרוחב, האורך, גובה הבניין, מיקום החלונות והדלתות, מידותיהם.

קירות הבניין מורכבים מ:

• בטון סודה בעובי B=0.21 מ', מקדם מוליכות תרמית k=2.87;
• פלסטיק קצף B=0.05 מ', k=1.678;
• לבני פנים B=0.09 מ', k=2.26.

בעת קביעת k, עליך להשתמש במידע מטבלאות, או טוב יותר, מידע מגיליון נתונים טכני, שכן הרכב החומרים מיצרנים שונים עשוי להיות שונה, ולכן יש להם מאפיינים שונים.

לבטון מזוין יש את המוליכות התרמית הגבוהה ביותר, לוחות צמר מינרליים הם הנמוכים ביותר, כך שהם משמשים בצורה יעילה ביותר בבניית 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 הנ"ל, לרצפה יש אותו מבנה בכל השטח; אין מרתף.

התקרה מורכבת מ:

• צמר מינרלי, B=0.10 מ', k=0.05;
• לוח גבס, B=0.025 מ', k=0.21;
• לוחות אורן, B=0.05 מ', k=0.35.

לתקרה אין גישה לעליית הגג.

בבית יש רק 8 חלונות, כולם דו תאיים עם זכוכית K, ארגון, D = 0.6. שישה חלונות במידות של 1.2x1.5 מ', אחד - 1.2x2 מ', אחד - 0.3x0.5 מ'. לדלתות מידות של 1x2.2 מ', ערך D לפי הדרכון הוא 0.36.

חישוב הפסדי חום של קירות

נחשב את הפסדי החום עבור כל קיר בנפרד.

ראשית, בואו נמצא את שטח החומה הצפונית:

ס_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

אין פתחים או פתחי חלונות על הקיר, לכן נשתמש בערך S זה בחישובים.

כדי לחשב את העלויות התרמיות של OK, בכיוון אחד מהכיוונים הקרדינליים, יש צורך לקחת בחשבון מקדמי הבהרה

בהתבסס על הרכב הקיר, אנו מוצאים את ההתנגדות התרמית הכוללת שלו שווה ל:

ד_s.sten = ד_gb +D_{P n} +D_kr

כדי למצוא את D אנו משתמשים בנוסחה:

D = B/k

לאחר מכן, בהחלפת הערכים המקוריים, נקבל:

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

לחישובים אנו משתמשים בנוסחה:

ש_רחוב = S × (t_v -ת_נ) × D × l

בהתחשב בכך שמקדם l עבור הקיר הצפוני הוא 1.1, נקבל:

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

בקיר הדרומי יש חלון אחד עם השטח:

ס_{בסדר 3} = 0.5 × 0.3 = 0.15

לכן, בחישובים, יש צורך להחסיר את חלון S מה-S של הקיר הדרומי על מנת לקבל את התוצאות המדויקות ביותר.

ס_yuj.s = 22.51 — 0.15 = 22.36

הפרמטר l לכיוון דרום שווה ל-1. לאחר מכן:

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

עבור הקירות המזרחי והמערבי, מקדם ההבהרה הוא l=1.05, ולכן מספיק לחשב את שטח הפנים תקין מבלי לקחת בחשבון חלונות ודלתות S.

ס_בסדר1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8

ס_בסדר2 = 1.2 × 2 = 2.4

ס_ד = 1 × 2.2 = 2.2

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

לאחר מכן:

ש_zap+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:

ש_sten = 184 + 166 + 176 = 526

בסך הכל, חום בורח דרך הקירות בכמות של 526 W.

איבוד חום דרך חלונות ודלתות

מתכנית הבית עולה כי הדלתות ו-7 החלונות פונים מזרחה ומערבה, לפיכך פרמטר l=1.05. השטח הכולל של 7 חלונות, בהתחשב בחישובים לעיל, שווה ל:

ס_{אוקיי נ} = 10.8 + 2.4 = 13.2

עבורם, Q, תוך התחשבות בעובדה ש-D = 0.6, יחושב באופן הבא:

ש_בסדר4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

בוא נחשב את Q של החלון הדרומי (l=1).

ש_בסדר5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

עבור דלתות D=0.36, ו-S=2.2, l=1.05, אז:

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

הבה נסכם את הפסדי החום שנוצרו ונקבל:

ש_OK+dv = 630 + 43 + 5 = 678

לאחר מכן, אנו קובעים Q עבור התקרה והרצפה.

חישוב אובדן חום מהתקרה והרצפה

לתקרה ורצפה l=1. בואו לחשב את השטח שלהם.

ס_פול = S_סיר = 6.78 × 8.04 = 54.51

בהתחשב בהרכב הרצפה, אנו קובעים את ה-D הכללי.

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

אז הפסדי החום של הרצפה, תוך התחשבות בעובדה שטמפרטורת כדור הארץ היא +5, שווים ל:

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

בוא נחשב את ה-D הכולל של התקרה:

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

אז Q של התקרה יהיה שווה ל:

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

אובדן החום הכולל דרך ה-OK יהיה שווה ל:

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

בסך הכל, אובדן החום של הבית יהיה שווה ל-13054 W או כמעט 13 קילוואט.

חישוב הפסדי חום ואוורור

החדר מאוורר בקצב חילופי אוויר ספציפי של 3 מ'³/h, הכניסה מצוידת בחופה תרמית אוויר, אז לחישובים מספיק להשתמש בנוסחה:

ש_v = 0.28 × L_נ × p_v × c × (ת_v -ת_נ)

בואו לחשב את צפיפות האוויר בחדר בטמפרטורה נתונה של +22 מעלות:

ע_v = 353/(272 + 22) = 1.2

פרמטר L_נ שווה למוצר של צריכה ספציפית לפי שטח רצפה, כלומר:

ל_נ = 3 × 54.51 = 163.53

קיבולת החום של אוויר c היא 1.005 קילו-ג'יי/(ק"ג×°C).

בהתחשב בכל המידע, אנו מוצאים אוורור Q:

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

צריכת החום הכוללת לאוורור תהיה 3000 W או 3 קילוואט.

עליות חום ביתיות

ההכנסה של משק הבית מחושבת באמצעות הנוסחה.

ש_ט = 10 × S_פול

כלומר, בהחלפת הערכים הידועים, נקבל:

ש_ט = 54.51 × 10 = 545

לסיכום, אנו יכולים לראות שאובדן החום הכולל Q של הבית יהיה שווה ל:

Q = 13054 + 3000 - 545 = 15509

ניקח Q=16000 W או 16 קילוואט כערך ההפעלה.

דוגמאות לחישובים עבור SVO

תן לטמפרטורת האוויר האספקה ​​(ט_ר) - 55 מעלות צלזיוס, טמפרטורת החדר הרצויה (ט_v) - 22 מעלות צלזיוס, איבוד חום הבית (Q) - 16000 W.

קביעת כמות האוויר עבור RSVO

כדי לקבוע את מסת האוויר המסופק בטמפרטורה t_ר הנוסחה שבה נעשה שימוש היא:

ה_ot = Q/(c × (t_ר -ת_v)) 

החלפת ערכי הפרמטרים בנוסחה, נקבל:

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

הכמות הנפחית של האוויר המסופק מחושבת על ידי הנוסחה:

V_ot = ה_ot /p_ר,

איפה:

ע_ר = 353/(273 + t_ר)

ראשית, בואו נחשב את הצפיפות p:

ע_ר = 353/(273 + 55) = 1.07

לאחר מכן:

V_ot = 483/1.07 = 451.

חילופי האוויר בחדר נקבעים על ידי הנוסחה:

Vp = ה_ot /p_v

בואו נקבע את צפיפות האוויר בחדר:

ע_v = 353/(273 + 22) = 1.19

החלפת הערכים בנוסחה, נקבל:

V_ע = 483/1.19 = 405

לפיכך, חילופי האוויר בחדר הוא 405 מ'³ לשעה, ונפח האוויר המסופק צריך להיות שווה ל-451 מ"ק³ תוך שעה.

חישוב כמות האוויר עבור CHRSVO

כדי לחשב את כמות האוויר עבור ה-FER, ניקח את המידע שהתקבל מהדוגמה הקודמת, כמו גם את t_ר = 55 מעלות צלזיוס, t_v = 22 מעלות צלזיוס; Q=16000 W.כמות האוויר הנדרשת לאוורור, E_לפרוק=110 מ'³/h. טמפרטורת חוץ משוערת t_נ=-31 מעלות צלזיוס.

כדי לחשב NER אנו משתמשים בנוסחה:

ש₃ = [ה_ot ×(ת_ר -ת_v) + E_לפרוק × p_v × (ת_ר -ת_v)] × ג

בהחלפת הערכים נקבל:

ש₃ = [483 × (55 — 22) + 110 × 1.19 × (55 — 31)] × 1.005 = 27000

נפח האוויר המוחזר יהיה 405-110=296 מ'³ לשעה צריכת חום נוספת היא 27000-16000=11000 W.

קביעת טמפרטורת האוויר הראשונית

ההתנגדות של תעלת אוויר מכנית היא D=0.27 ונלקחת מהמאפיינים הטכניים שלו. אורך תעלת האוויר מחוץ לחדר המחומם הוא l=15 מ'. נקבע ש-Q=16 קילוואט, טמפרטורת האוויר הפנימית היא 22 מעלות, והטמפרטורה הנדרשת לחימום החדר היא 55 מעלות.

בואו נגדיר את E_ot לפי הנוסחאות לעיל. אנחנו מקבלים:

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

ערך זרימת חום ש₁ יהיה:

ש₁ = (55 — 22)/0.27 = 122

הטמפרטורה ההתחלתית עם סטייה η = 0 תהיה:

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

בואו נבהיר את הטמפרטורה הממוצעת:

ט_סר = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

לאחר מכן:

ש_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

בהתחשב במידע שהתקבל, אנו מוצאים:

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

מכאן נובע שכאשר אוויר נע, 4 מעלות חום אובדות. כדי להפחית את איבוד החום, יש צורך לבודד את הצינורות. אנו ממליצים גם לקרוא את המאמר הנוסף שלנו, המתאר בפירוט את תהליך הסדר מערכות חימום אוויר.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

סרטון אינפורמטיבי על חישוב עלויות אנרגיה באמצעות תוכנית Exxel:

יש צורך להפקיד את חישובי ה-CBO לאנשי מקצוע, מכיוון שרק למומחים יש ניסיון, ידע רלוונטי, וייקחו בחשבון את כל הניואנסים בעת ביצוע חישובים.

האם יש לך שאלות, האם מצאת אי דיוקים בחישובים שניתנו, או שתרצה להשלים את החומר במידע רב ערך? אנא השאר את הערותיך בבלוק למטה.