Càlcul de l'escalfament d'aire: principis bàsics + exemple de càlcul

La instal·lació d'un sistema de calefacció és impossible sense càlculs previs.La informació obtinguda ha de ser el més precisa possible, de manera que els càlculs de la calefacció de l'aire els realitzen experts mitjançant programes especialitzats, tenint en compte els matisos del disseny.

Podeu calcular el sistema de calefacció d'aire (d'ara endavant, sistema de calefacció d'aire) vosaltres mateixos, tenint coneixements bàsics de matemàtiques i física.

En aquest material us explicarem com calcular el nivell de pèrdua de calor a casa i el sistema de pèrdua de calor. Perquè tot sigui el més clar possible, es donaran exemples concrets de càlculs.

Càlcul de la pèrdua de calor a casa

Per seleccionar un sistema de calefacció, cal determinar la quantitat d'aire del sistema, la temperatura inicial de l'aire al conducte d'aire per a l'escalfament òptim de l'habitació. Per conèixer aquesta informació, cal calcular la pèrdua de calor de la casa i començar els càlculs bàsics més tard.

Qualsevol edifici perd energia tèrmica durant el fred. La seva màxima quantitat surt de l'habitació a través de les parets, sostre, finestres, portes i altres elements de tancament (d'ara endavant s'anomena OK), mirant un costat al carrer.

Per garantir una determinada temperatura a la casa, cal calcular la potència tèrmica que pot compensar els costos de calor i mantenir temperatura desitjada.

Hi ha una idea errònia que les pèrdues de calor són les mateixes per a totes les llars.Algunes fonts afirmen que 10 kW són suficients per escalfar una casa petita de qualsevol configuració, d'altres es limiten a 7-8 kW per metre quadrat. metre.

Segons un esquema de càlcul simplificat, cada 10 m² de la zona explotada a les regions del nord i les zones de la zona mitjana ha de disposar d'un subministrament d'1 kW de potència tèrmica. Aquesta xifra, individual per a cada edifici, es multiplica per un factor d'1,15, creant així una reserva de potència tèrmica en cas de pèrdues inesperades.

Tanmateix, aquestes estimacions són bastant aproximades; a més, no tenen en compte les qualitats, les característiques dels materials utilitzats en la construcció de la casa, les condicions climàtiques i altres factors que afecten els costos de calor.

La quantitat de calor perduda depèn de l'àrea de l'element tancant i de la conductivitat tèrmica de cadascuna de les seves capes. La major quantitat d'energia tèrmica surt de l'habitació a través de les parets, el terra, el sostre i les finestres

Si en la construcció de la casa s'utilitzen materials de construcció moderns conductivitat tèrmica dels materials que són baixes, llavors la pèrdua de calor de l'estructura serà menor, la qual cosa significa que es requerirà menys potència tèrmica.

Si agafeu equips de calefacció que generen més potència de la necessària, apareixerà un excés de calor, que normalment es compensa amb la ventilació. En aquest cas, sorgeixen costos financers addicionals.

Si es selecciona un equip de baixa potència per a l'HVAC, hi haurà una escassetat de calor a l'habitació, ja que el dispositiu no podrà generar la quantitat d'energia necessària, cosa que requerirà la compra d'unitats de calefacció addicionals.

L'ús d'escuma de poliuretà, fibra de vidre i altres materials d'aïllament moderns ens permet aconseguir el màxim aïllament tèrmic de l'habitació.

Els costos tèrmics d'un edifici depenen de:

• estructura dels elements de tancament (parets, sostres, etc.), el seu gruix;
• superfície escalfada;
• orientació relativa a les direccions cardinals;
• temperatura mínima fora de la finestra a la regió o ciutat durant 5 dies d'hivern;
• durada de la temporada de calefacció;
• processos d'infiltració, ventilació;
• guanys de calor domèstic;
• consum de calor per a necessitats domèstiques.

És impossible calcular correctament les pèrdues de calor sense tenir en compte la infiltració i la ventilació, que afecten significativament el component quantitatiu. La infiltració és un procés natural de moviment de masses d'aire que es produeix durant el moviment de persones per l'habitació, l'obertura de finestres per a la ventilació i altres processos domèstics.

La ventilació és un sistema instal·lat especialment a través del qual es subministra aire i l'aire pot entrar a l'habitació a una temperatura més baixa.

La ventilació elimina 9 vegades més calor que la infiltració natural

La calor entra a l'habitació no només a través del sistema de calefacció, sinó també a través d'aparells elèctrics de calefacció, làmpades incandescents i persones. També és important tenir en compte el consum de calor per escalfar articles freds portats del carrer i roba.

Abans de triar l'equip per a SVO, disseny del sistema de calefacció És important calcular la pèrdua de calor a casa amb gran precisió. Això es pot fer mitjançant el programa gratuït Valtec. Per no aprofundir en les complexitats de l'aplicació, podeu utilitzar fórmules matemàtiques que proporcionen una gran precisió dels càlculs.

Per calcular les pèrdues de calor totals Q d'un habitatge, cal calcular els costos de calor de les estructures de tancament Q_org.k, consum d'energia per a la ventilació i la infiltració Q_v, tingueu en compte les despeses de la llar Q_t. Les pèrdues es mesuren i es registren en watts.

Per calcular el consum total de calor Q, utilitzeu la fórmula:

Q = Q_org.k +Q_v —Q_t

A continuació, considereu les fórmules per determinar els costos de calor:

Q_org.k , Q_v, Q_t.

Determinació de les pèrdues de calor de les estructures de tancament

La major quantitat de calor s'escapa pels elements de tancament de la casa (parets, portes, finestres, sostre i terra). Per determinar Q_org.k cal calcular per separat les pèrdues de calor en què incorre cada element estructural.

És a dir, Q_org.k calculada per la fórmula:

Q_org.k = Q_pol +Q_st +Q_d'acord +Q_pt +Q_dv

Per determinar la Q de cada element de la casa, cal conèixer la seva estructura i el coeficient de conductivitat tèrmica o el coeficient de resistència tèrmica, que s'indica al passaport del material.

Per calcular els costos de calor es tenen en compte les capes que afecten l'aïllament tèrmic. Per exemple, aïllaments, maçoneria, revestiments, etc.

El càlcul de les pèrdues de calor es produeix per a cada capa homogènia de l'element que l'envolta. Per exemple, si una paret consta de dues capes diferents (aïllament i maó), el càlcul es fa per separat per a l'aïllament i per a la maó.

El consum tèrmic de la capa es calcula tenint en compte la temperatura desitjada a l'habitació mitjançant l'expressió:

Q_st = S × (t_v -t_n) × B × l/k

En una expressió, les variables tenen el significat següent:

• Àrea de la capa S, m²;
• t_v – temperatura desitjada a la casa, °C; per a les habitacions cantoneres, la temperatura es pren 2 graus més;
• t_n — temperatura mitjana del període de 5 dies més fred de la regió, °C;
• k és el coeficient de conductivitat tèrmica del material;
• B - gruix de cada capa de l'element de tancament, m;
• l – paràmetre tabular, té en compte les peculiaritats del consum de calor per als OK situats en diferents direccions del món.

Si s'incorporen finestres o portes a la paret per a la qual es fa el càlcul, en calcular Q, cal restar l'àrea de la finestra o la porta de l'àrea total correcta, ja que el seu consum de calor serà diferent.

A la fitxa tècnica de finestres o portes, de vegades s'indica el coeficient de transferència de calor D, gràcies al qual es poden simplificar els càlculs.

El coeficient de resistència tèrmica es calcula mitjançant la fórmula:

D = B/k

La fórmula per a la pèrdua de calor per a una sola capa es pot presentar com:

Q_st = S × (t_v -t_n) × D × l

A la pràctica, per calcular la Q de sòls, parets o sostres, els coeficients D de cada capa OK es calculen per separat, es resumeixen i es substitueixen en la fórmula general, que simplifica el procés de càlcul.

Comptabilització dels costos d'infiltració i ventilació

L'aire de baixa temperatura pot entrar a l'habitació des del sistema de ventilació, la qual cosa afecta significativament la pèrdua de calor. La fórmula general d'aquest procés és:

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

En una expressió, els caràcters alfabètics tenen significat:

• L_n – flux d'aire entrant, m³/h;
• pàg_v — densitat de l'aire a l'habitació a una temperatura determinada, kg/m³;
• t_v – temperatura a la casa, °C;
• t_n — temperatura mitjana del període de 5 dies més fred de la regió, °C;
• c és la capacitat calorífica de l'aire, kJ/(kg*°C).

Paràmetre L_n extretes de les característiques tècniques del sistema de ventilació. En la majoria dels casos, l'intercanvi d'aire de subministrament té un cabal específic de 3 m³/h, a partir del qual L_n calculada per la fórmula:

L_n = 3 × S_pol

En la fórmula S_pol - superfície, m².

Densitat de l'aire interior pàg_v està determinat per l'expressió:

pàg_v = 353/273+t_v

Aquí t_v – la temperatura establerta a la casa, mesurada en °C.

La capacitat calorífica c és una magnitud física constant i és igual a 1,005 kJ/(kg × °C).

Amb la ventilació natural, l'aire fred entra per finestres i portes, desplaçant la calor per la xemeneia

La ventilació no organitzada, o infiltració, es determina per la fórmula:

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

En l'equació:

• G_h — el flux d'aire a través de cada tanca és un valor de taula, kg/h;
• k_t — coeficient d'influència del flux d'aire tèrmic, extret de la taula;
• t_v ,t_n — Temperatures fixades a l'interior i a l'exterior, °C.

Quan s'obren les portes, es produeix la pèrdua de calor de l'aire més important, per tant, si l'entrada està equipada amb cortines d'aire-tèrmica, també s'han de tenir en compte.

Una cortina tèrmica és un escalfador de ventilador allargat que genera un flux potent dins d'una finestra o porta. Redueix o pràcticament elimina la pèrdua de calor i la penetració d'aire des del carrer, fins i tot quan la porta o finestra estigui oberta.

Per calcular la pèrdua de calor de les portes, s'utilitza la fórmula:

Q_ot.d = Q_dv × j × H

En l'expressió:

• Q_dv — pèrdua de calor calculada de les portes exteriors;
• H: alçada de l'edifici, m;
• j és un coeficient tabular en funció del tipus de portes i de la seva ubicació.

Si la casa té ventilació o infiltració organitzada, els càlculs es fan mitjançant la primera fórmula.

La superfície dels elements estructurals de tancament pot ser heterogènia: pot haver-hi esquerdes i fuites per les quals passa l'aire. Aquestes pèrdues de calor es consideren insignificants, però també es poden determinar.Això es pot fer exclusivament mitjançant mètodes de programari, ja que és impossible calcular algunes funcions sense utilitzar aplicacions.

La imatge més precisa de la pèrdua de calor real la proporciona una inspecció d'imatge tèrmica d'una llar. Aquest mètode de diagnòstic permet identificar errors de construcció ocults, forats en l'aïllament tèrmic, fuites en el sistema de fontaneria que redueixen el rendiment tèrmic de l'edifici i altres defectes.

Guanys de calor domèstic

La calor addicional entra a l'habitació a través dels aparells elèctrics, el cos humà i les làmpades, que també es té en compte a l'hora de calcular les pèrdues de calor.

S'ha establert experimentalment que aquestes entrades no poden superar els 10 W per 1 m². Per tant, la fórmula de càlcul pot semblar:

Q_t = 10 × S_pol

En l'expressió S_pol - superfície, m².

Metodologia bàsica per calcular SVO

El principi de funcionament bàsic de qualsevol refrigerador d'aire és la transferència d'energia tèrmica a través de l'aire mitjançant el refredament del refrigerant. Els seus elements principals són un generador de calor i un tub de calor.

L'aire es subministra a l'habitació ja escalfada a una temperatura t_rper mantenir la temperatura desitjada t_v. Per tant, la quantitat d'energia acumulada ha de ser igual a la pèrdua total de calor de l'edifici, és a dir, Q. La igualtat es manté:

Q = E_ot × c×(t_v -t_n)

En la fórmula E és el cabal d'aire escalfat kg/s per escalfar l'habitació. Des de la igualtat podem expressar E_ot:

E_ot = Q/ (c × (t_v -t_n))

Recordem que la capacitat calorífica de l'aire és c=1005 J/(kg×K).

La fórmula determina exclusivament la quantitat d'aire subministrat que s'utilitza només per a la calefacció en sistemes de recirculació (d'ara endavant RSVO).

En els sistemes de subministrament i recirculació, una part de l'aire es pren del carrer, i l'altra part de l'habitació. Les dues parts es barregen i, després d'escalfar a la temperatura requerida, s'entreguen a l'habitació

Si el refrigerador d'aire s'utilitza com a ventilació, la quantitat d'aire subministrat es calcula de la següent manera:

• Si la quantitat d'aire per a la calefacció supera la quantitat d'aire per a la ventilació o és igual a aquesta, es té en compte la quantitat d'aire per a la calefacció i el sistema es selecciona com a flux directe (en endavant, PCVO) o amb recirculació parcial (en endavant, CHRSVO).
• Si la quantitat d'aire per a la calefacció és inferior a la quantitat d'aire necessària per a la ventilació, només es té en compte la quantitat d'aire necessària per a la ventilació, s'introdueix un PSVO (de vegades, un PRVO) i la temperatura de l'aire subministrat. es calcula mitjançant la fórmula: t_r = t_v + Q/c × E_ventilació.

Si l'indicador t supera_r paràmetres admissibles, s'ha d'augmentar la quantitat d'aire introduïda per la ventilació.

Si hi ha fonts de generació de calor constant a l'habitació, la temperatura de l'aire subministrat es redueix.

Els aparells elèctrics encesos generen aproximadament l'1% de la calor d'una habitació. Si un o més dispositius funcionaran constantment, en els càlculs s'ha de tenir en compte la seva potència tèrmica

Per a una habitació individual, l'indicador t_r pot resultar diferent. Tècnicament, és possible implementar la idea de subministrar diferents temperatures a habitacions individuals, però és molt més fàcil subministrar aire de la mateixa temperatura a totes les habitacions.

En aquest cas, la temperatura total t_r agafa el que resulta ser el més petit. A continuació, es calcula la quantitat d'aire subministrat mitjançant la fórmula que determina E_ot.

A continuació, determinem la fórmula per calcular el volum d'aire entrant V_ot a la seva temperatura d'escalfament t_r:

V_ot = E_ot/p_r

La resposta està escrita en m³/h.

No obstant això, l'intercanvi d'aire a l'habitació V_pàg diferirà del valor V_ot, ja que s'ha de determinar a partir de la temperatura interna t_v:

V_ot = E_ot/p_v

En la fórmula per determinar V_pàg i V_ot indicadors de densitat de l'aire pàg_r i p_v (kg/m³) es calculen tenint en compte la temperatura de l'aire escalfat t_r i temperatura ambient t_v.

Temperatura ambient de subministrament t_r ha de ser superior a t_v. Això reduirà la quantitat d'aire subministrat i reduirà la mida dels canals dels sistemes amb moviment natural d'aire o reduirà els costos d'electricitat si s'utilitza estimulació mecànica per fer circular la massa d'aire escalfat.

Tradicionalment, la temperatura màxima de l'aire que entra a l'habitació quan es subministra a una alçada superior a 3,5 m hauria de ser de 70 °C. Si l'aire es subministra a una alçada inferior a 3,5 m, la seva temperatura sol ser igual a 45 ° C.

Per a locals residencials amb una alçada de 2,5 m, el límit de temperatura admissible és de 60 °C. Quan la temperatura augmenta, l'atmosfera perd les seves propietats i no és apta per a la inhalació.

Si les cortines tèrmiques d'aire es troben a les portes exteriors i les obertures orientades a l'exterior, es permet que la temperatura de l'aire d'entrada sigui de 70 °C, per a les cortines situades a les portes exteriors fins a 50 °C.

La temperatura subministrada està influenciada pels mètodes de subministrament d'aire, la direcció del doll (vertical, inclinat, horitzontal, etc.). Si sempre hi ha gent a l'habitació, la temperatura de l'aire de subministrament s'ha de reduir a 25 °C.

Després de fer càlculs preliminars, podeu determinar l'entrada de calor necessària per escalfar l'aire.

Per als costos de calor RSVO Q₁ es calculen amb l'expressió:

Q₁ = E_ot × (t_r -t_v) × c

Per al càlcul de PSVO Q₂ produït segons la fórmula:

Q₂ = E_ventilació × (t_r -t_v) × c

Consum de calor Q₃ per FER es troba per l'equació:

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

En les tres expressions:

• E_ot i E_ventilació - cabal d'aire en kg/s per a la calefacció (E_ot) i ventilació (E_ventilació);
• t_n - temperatura de l'aire exterior en °C.

La resta de característiques de les variables són les mateixes.

A CHRSVO, la quantitat d'aire recirculat es determina per la fórmula:

E_rec = E_ot —E_ventilació

Variable E_ot expressa la quantitat d'aire mescla escalfat a la temperatura t_r.

Hi ha una peculiaritat en PSVO amb impuls natural: la quantitat d'aire en moviment canvia en funció de la temperatura exterior. Si la temperatura exterior baixa, la pressió del sistema augmenta. Això comporta un augment del flux d'aire a la casa. Si la temperatura augmenta, es produeix el procés invers.

A més, en els refrigeradors d'aire, a diferència dels sistemes de ventilació, l'aire es mou amb una densitat menor i variable en comparació amb la densitat de l'aire que envolta els conductes d'aire.

A causa d'aquest fenomen, es produeixen els següents processos:

1. Procedent del generador, l'aire que passa pels conductes d'aire es refreda notablement mentre es mou
2. Amb el moviment natural, la quantitat d'aire que entra a l'habitació canvia al llarg de la temporada de calefacció.

Els processos anteriors no es tenen en compte si el sistema de circulació d'aire utilitza ventiladors per fer circular l'aire; també té una longitud i una alçada limitades.

Si el sistema té moltes branques, és bastant extens i l'edifici és gran i alt, cal reduir el procés de refrigeració de l'aire als conductes d'aire, reduir la redistribució de l'aire que entra sota la influència de la pressió de circulació natural.

Quan es calcula la potència requerida dels sistemes de calefacció d'aire estesos i ramificats, cal tenir en compte no només el procés natural de refredament de la massa d'aire mentre es mou pel conducte d'aire, sinó també l'efecte de la pressió natural de la massa d'aire quan passant pel conducte

Per controlar el procés de refrigeració de l'aire, es realitzen càlculs tèrmics dels conductes d'aire. Per fer-ho, cal establir la temperatura inicial de l'aire i aclarir el seu flux mitjançant fórmules.

Per calcular el flux de calor Q_oh a través de les parets del conducte d'aire, la longitud del qual és l, utilitzeu la fórmula:

Q_oh = q₁ × l

En l'expressió, el valor q₁ denota el flux de calor que travessa les parets d'un conducte d'aire d'1 m de llarg. El paràmetre es calcula amb l'expressió:

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

A l'equació D₁ - Resistència a la transferència de calor de l'aire escalfat amb temperatura mitjana t_Sr per la zona S₁ parets d'un conducte d'aire d'1 m de llarg en una habitació a una temperatura t_v.

L'equació del balanç tèrmic té aquest aspecte:

q₁l = E_ot × c × (t_nach -t_r)

En la fórmula:

• E_ot — la quantitat d'aire necessària per escalfar l'habitació, kg/h;
• c és la capacitat calorífica específica de l'aire, kJ/(kg °C);
• t_nac — temperatura de l'aire a l'inici del conducte d'aire, °C;
• t_r — temperatura de l'aire alliberat a l'habitació, °C.

L'equació d'equilibri tèrmic permet establir la temperatura inicial de l'aire del conducte d'aire a una temperatura final determinada i, per contra, esbrinar la temperatura final a una temperatura inicial determinada, així com determinar el flux d'aire.

Temperatura t_nach també es pot trobar amb la fórmula:

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

Aquí η forma part de Q_oh, entrant a l'habitació, es pren igual a zero en els càlculs. Les característiques de la resta de variables s'han esmentat anteriorment.

La fórmula refinada per al consum d'aire calent serà així:

Eot = (Q + (1 - η) × Q_oh)/(c × (t_Sr -t_v))

Tots els valors de lletres de l'expressió es van definir anteriorment. Passem a considerar un exemple de càlcul de la calefacció d'aire per a una casa específica.

Un exemple de càlcul de la pèrdua de calor a casa

La casa en qüestió es troba a la ciutat de Kostroma, on la temperatura exterior durant el període més fred de cinc dies arriba a -31 graus, la temperatura del sòl és de +5 °C. La temperatura ambient desitjada és de +22 °C.

Considerarem una casa amb les següents dimensions:

• amplada - 6,78 m;
• longitud - 8,04 m;
• alçada - 2,8 m.

Els valors s'utilitzaran per calcular l'àrea dels elements que l'envolten.

Per als càlculs, el més convenient és dibuixar un plànol de la casa en paper, indicant-hi l'amplada, la longitud, l'alçada de l'edifici, la ubicació de les finestres i les portes, les seves dimensions.

Les parets de l'edifici consten de:

• formigó cel·lular amb gruix B=0,21 m, coeficient de conductivitat tèrmica k=2,87;
• plàstic d'escuma B=0,05 m, k=1,678;
• maó de parament B=0,09 m, k=2,26.

A l'hora de determinar k, s'ha d'utilitzar informació de taules, o millor encara, informació d'una fitxa tècnica, ja que la composició dels materials de diferents fabricants pot ser diferent i, per tant, tenir característiques diferents.

El formigó armat té la conductivitat tèrmica més alta, les lloses de llana mineral tenen la més baixa, de manera que s'utilitzen amb més eficàcia en la construcció de cases càlides.

El pis de la casa consta de les següents capes:

• sorra, B=0,10 m, k=0,58;
• pedra picada, B=0,10 m, k=0,13;
• formigó, B=0,20 m, k=1,1;
• aïllament ecollana, B=0,20 m, k=0,043;
• regla armada, B=0,30 m k=0,93.

En el plànol de la casa anterior, el pis té la mateixa estructura en tota la zona; no hi ha soterrani.

El sostre consta de:

• llana mineral, B=0,10 m, k=0,05;
• placa de guix, B=0,025 m, k= 0,21;
• panells de pi, B=0,05 m, k=0,35.

El sostre no té accés a les golfes.

Només hi ha 8 finestres a la casa, totes són de doble cambra amb vidre K, argó, D = 0,6. Sis finestres tenen unes dimensions d'1,2x1,5 m, una - 1,2x2 m, una - 0,3x0,5 m Les portes tenen unes dimensions d'1x2,2 m, el valor D segons el passaport és de 0,36.

Càlcul de les pèrdues de calor de les parets

Calcularem les pèrdues de calor per a cada paret per separat.

Primer, anem a trobar l'àrea de la paret nord:

S_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

No hi ha portes ni obertures de finestres a la paret, de manera que utilitzarem aquest valor S en els càlculs.

Per calcular els costos tèrmics d'OK, orientats a una de les direccions cardinals, cal tenir en compte els coeficients clarificadors

Segons la composició de la paret, trobem la seva resistència tèrmica total igual a:

D_s.sten = D_gb +D_pn +D_kr

Per trobar D fem servir la fórmula:

D = B/k

Aleshores, substituint els valors originals, obtenim:

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

Per als càlculs fem servir la fórmula:

Q_st = S × (t_v -t_n) × D × l

Tenint en compte que el coeficient l de la paret nord és 1,1, obtenim:

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

Al mur sud hi ha una finestra amb la zona:

S_{bé 3} = 0.5 × 0.3 = 0.15

Per tant, en els càlculs, cal restar la finestra S del S de la paret sud per obtenir els resultats més precisos.

S_yuj.s = 22.51 — 0.15 = 22.36

El paràmetre l per a la direcció sud és igual a 1. Aleshores:

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

Per als murs est i oest, el coeficient clarificador és l=1,05, per tant n'hi ha prou amb calcular la superfície OK sense tenir en compte S finestres i portes.

S_{bé 1} = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8

S_{bé 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

Llavors:

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

En definitiva, la Q total de les parets és igual a la suma de la Q de totes les parets, és a dir:

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

En total, la calor s'escapa a través de les parets en una quantitat de 526 W.

Pèrdua de calor per finestres i portes

El plànol de la casa mostra que les portes i 7 finestres donen a l'est i a l'oest, per tant, paràmetre l=1,05. L'àrea total de 7 finestres, tenint en compte els càlculs anteriors, és igual a:

S_d'acord = 10.8 + 2.4 = 13.2

Per a ells, Q, tenint en compte el fet que D = 0,6, es calcularà de la següent manera:

Q_{bé 4} = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

Calculem Q de la finestra sud (l=1).

Q_{bé 5} = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

Per a les portes D=0,36, i S=2,2, l=1,05, aleshores:

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

Resumim les pèrdues de calor resultants i obtenim:

Q_ok+dv = 630 + 43 + 5 = 678

A continuació, determinem Q per al sostre i el terra.

Càlcul de la pèrdua de calor de sostre i terra

Per a sostre i terra l=1. Calculem la seva àrea.

S_pol = S_olla = 6.78 × 8.04 = 54.51

Tenint en compte la composició del sòl, determinem el D general.

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

Aleshores, les pèrdues de calor del sòl, tenint en compte el fet que la temperatura de la terra és +5, són iguals a:

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

Calculem la D total del sostre:

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

Aleshores, Q del sostre serà igual a:

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

La pèrdua total de calor per l'OK serà igual a:

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

En total, la pèrdua de calor de la casa serà igual a 13054 W o gairebé 13 kW.

Càlcul de pèrdues de calor i ventilació

La sala està ventilada amb un canvi d'aire específic de 3 m³/h, l'entrada està equipada amb una marquesina d'aire-tèrmica, de manera que per als càlculs n'hi ha prou amb la fórmula:

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

Calculem la densitat de l'aire a l'habitació a una temperatura determinada de +22 graus:

pàg_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Paràmetre L_n igual al producte del consum específic per superfície, és a dir:

L_n = 3 × 54.51 = 163.53

La capacitat calorífica de l'aire c és de 1,005 kJ/(kg× °C).

Tenint en compte tota la informació, trobem la ventilació Q:

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

El consum total de calor per a la ventilació serà de 3000 W o 3 kW.

Guanys de calor domèstic

Els ingressos de la llar es calculen mitjançant la fórmula.

Q_t = 10 × S_pol

És a dir, substituint els valors coneguts, obtenim:

Q_t = 54.51 × 10 = 545

En resum, podem veure que la pèrdua total de calor Q de la casa serà igual a:

Q = 13054 + 3000 – 545 = 15509

Prenem Q=16000 W o 16 kW com a valor de funcionament.

Exemples de càlculs per a SVO

Deixeu que la temperatura de l'aire de subministrament (t_r) - 55 °C, temperatura ambient desitjada (t_v) - 22 °C, pèrdua de calor de la casa (Q) - 16000 W.

Determinació de la quantitat d'aire per a RSVO

Determinar la massa d'aire subministrat a la temperatura t_r La fórmula utilitzada és:

E_ot = Q/(c × (t_r -t_v)) 

Substituint els valors dels paràmetres a la fórmula, obtenim:

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

La quantitat volumètrica d'aire subministrat es calcula mitjançant la fórmula:

V_ot = E_ot /p_r,

On:

pàg_r = 353/(273 + t_r)

Primer, calculem la densitat p:

pàg_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Llavors:

V_ot = 483/1.07 = 451.

L'intercanvi d'aire a l'habitació es determina per la fórmula:

Vp = E_ot /p_v

Determinem la densitat de l'aire a l'habitació:

pàg_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Substituint els valors a la fórmula, obtenim:

V_pàg = 483/1.19 = 405

Així, l'intercanvi d'aire a l'habitació és de 405 m³ per hora, i el volum d'aire subministrat ha de ser igual a 451 m3³ en una hora.

Càlcul de la quantitat d'aire per CHRSVO

Per calcular la quantitat d'aire per al FER, prenem la informació obtinguda de l'exemple anterior, així com t_r = 55 °С, t_v = 22 °C; Q=16000 W.Quantitat d'aire necessària per a la ventilació, E_ventilació= 110 m³/h. Temperatura exterior estimada t_n= -31 °C.

Per calcular el NER fem servir la fórmula:

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

Substituint els valors, obtenim:

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

El volum d'aire recirculat serà de 405-110=296 m³ per hora. El consum addicional de calor és de 27000-16000=11000 W.

Determinació de la temperatura inicial de l'aire

La resistència d'un conducte d'aire mecànic és D=0,27 i s'extreu de les seves característiques tècniques. La longitud del conducte d'aire fora de l'habitació climatitzada és l=15 m. Es determina que Q=16 kW, la temperatura interna de l'aire és de 22 graus i la temperatura necessària per escalfar l'habitació és de 55 graus.

Definim E_ot segons les fórmules anteriors. Obtenim:

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

Valor de cabal de calor q₁ serà:

q₁ = (55 — 22)/0.27 = 122

La temperatura inicial amb desviació η = 0 serà:

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

Aclarim la temperatura mitjana:

t_Sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Llavors:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Tenint en compte la informació rebuda, trobem:

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

D'això se'n dedueix que quan l'aire es mou, es perden 4 graus de calor. Per reduir la pèrdua de calor, cal aïllar les canonades. També us recomanem que llegiu el nostre altre article, que descriu detalladament el procés d'arranjament sistemes de calefacció d'aire.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Vídeo informatiu sobre el càlcul de costos energètics mitjançant el programa Ecxel:

Cal confiar els càlculs CBO a professionals, perquè només els especialistes tenen experiència, coneixements rellevants i tindran en compte tots els matisos a l'hora de fer càlculs.

Teniu alguna pregunta, heu trobat alguna inexactitud en els càlculs donats o voleu complementar el material amb informació valuosa? Si us plau, deixeu els vostres comentaris al bloc següent.