Изчисляване на въздушно отопление: основни принципи + пример за изчисление

Монтирането на отоплителна система е невъзможно без предварителни изчисления.Получената информация трябва да бъде възможно най-точна, така че изчисленията за отопление на въздуха се извършват от експерти, използващи специализирани програми, като се вземат предвид нюансите на дизайна.

Можете сами да изчислите въздушната отоплителна система (наричана по-долу система за въздушно отопление), като имате основни познания по математика и физика.

В този материал ще ви кажем как да изчислите нивото на загуба на топлина у дома и системата за загуба на топлина. За да стане всичко възможно най-ясно, ще бъдат дадени конкретни примери за изчисления.

Изчисляване на топлинните загуби у дома

За да изберете отоплителна система, е необходимо да определите количеството въздух за системата, началната температура на въздуха във въздуховода за оптимално отопление на помещението. За да разберете тази информация, трябва да изчислите топлинните загуби на къщата и да започнете основните изчисления по-късно.

Всяка сграда губи топлинна енергия по време на студено време. Максималното му количество напуска помещението през стените, покрива, прозорците, вратите и другите ограждащи елементи (наричани по-нататък ОК), обърнати едностранно към улицата.

За да осигурите определена температура в къщата, трябва да изчислите топлинната мощност, която може да компенсира разходите за топлина и да я поддържа желаната температура.

Има погрешно схващане, че топлинните загуби са еднакви за всеки дом.Някои източници твърдят, че 10 kW са достатъчни за отопление на малка къща с всякаква конфигурация, други са ограничени до 7-8 kW на квадратен метър. метър.

Според опростена схема за изчисление, на всеки 10 m² от експлоатираната площ в северните райони и районите на средната зона трябва да се осигури захранване от 1 kW топлинна мощност. Тази цифра, индивидуална за всяка сграда, се умножава по коефициент 1,15, като по този начин се създава резерв от топлинна мощност в случай на неочаквани загуби.

Такива оценки обаче са доста груби, освен това те не вземат предвид качествата, характеристиките на материалите, използвани при изграждането на къщата, климатичните условия и други фактори, влияещи върху разходите за топлина.

Количеството загубена топлина зависи от площта на ограждащия елемент и топлопроводимостта на всеки от неговите слоеве. Най-голямото количество топлинна енергия напуска помещението през стените, пода, покрива, прозорците

Ако при изграждането на къщата са използвани съвременни строителни материали топлопроводимост на материала които са ниски, тогава топлинните загуби на конструкцията ще бъдат по-малки, което означава, че ще се изисква по-малко топлинна мощност.

Ако вземете отоплително оборудване, което генерира повече енергия от необходимото, тогава ще се появи излишна топлина, която обикновено се компенсира от вентилация. В този случай възникват допълнителни финансови разходи.

Ако за HVAC е избрано оборудване с ниска мощност, тогава ще има недостиг на топлина в помещението, тъй като устройството няма да може да генерира необходимото количество енергия, което ще изисква закупуване на допълнителни отоплителни тела.

Използването на полиуретанова пяна, фибростъкло и други съвременни изолационни материали ни позволява да постигнем максимална топлоизолация на помещението

Топлинните разходи на една сграда зависят от:

• структура на ограждащи елементи (стени, тавани и др.), тяхната дебелина;
• нагрята повърхност;
• ориентация спрямо кардиналните посоки;
• минимална температура извън прозореца в региона или града за 5 зимни дни;
• продължителност на отоплителния сезон;
• процеси на инфилтрация, вентилация;
• битови топлинни печалби;
• консумация на топлина за битови нужди.

Невъзможно е да се изчислят правилно топлинните загуби, без да се вземат предвид инфилтрацията и вентилацията, които значително влияят на количествения компонент. Инфилтрацията е естествен процес на движение на въздушни маси, който възниква по време на движението на хора в стаята, отваряне на прозорци за вентилация и други битови процеси.

Вентилацията е специално инсталирана система, през която се подава въздух, като въздухът може да влезе в помещението при по-ниска температура.

Вентилацията премахва 9 пъти повече топлина от естествената инфилтрация

Топлината навлиза в помещението не само чрез отоплителната система, но и чрез отоплителни електрически уреди, лампи с нажежаема жичка и хора. Също така е важно да се вземе предвид консумацията на топлина за отопление на студени предмети, донесени от улицата и дрехите.

Преди да изберете оборудване за SVO, проектиране на отоплителна система Важно е да се изчислят топлинните загуби у дома с висока точност. Това може да стане с безплатната програма Valtec. За да не се задълбочавате в тънкостите на приложението, можете да използвате математически формули, които осигуряват висока точност на изчисленията.

За да се изчислят общите топлинни загуби Q на жилище, е необходимо да се изчислят топлинните разходи на ограждащите конструкции Q_орг.к, консумация на енергия за вентилация и инфилтрация Q_v, вземете предвид домакинските разходи Q_T. Загубите се измерват и записват във ватове.

За да изчислите общата консумация на топлина Q, използвайте формулата:

Q = Q_орг.к +Q_v —В_T

След това разгледайте формулите за определяне на разходите за топлина:

Q_орг.к ,Q_v,Q_T.

Определяне на топлинните загуби от ограждащи конструкции

Най-голямо количество топлина излиза през ограждащите елементи на къщата (стени, врати, прозорци, таван и под). За определяне на Q_орг.к необходимо е отделно да се изчисли топлинната загуба, понесена от всеки структурен елемент.

Тоест Q_орг.к изчислено по формулата:

Q_орг.к = Q_пол +Q_ул +Q_okn +Q_pt +Q_дв

За да определите Q на всеки елемент на къщата, трябва да знаете неговата структура и коефициент на топлопроводимост или коефициент на термично съпротивление, който е посочен в паспорта на материала.

За да се изчислят разходите за топлина, се вземат предвид слоевете, които влияят на топлоизолацията. Например изолация, зидария, облицовка и др.

Изчисляването на топлинните загуби се извършва за всеки хомогенен слой на ограждащия елемент. Например, ако една стена се състои от два различни слоя (изолация и тухлена зидария), тогава изчислението се прави отделно за изолацията и за тухлената зидария.

Топлинната консумация на слоя се изчислява, като се вземе предвид желаната температура в помещението, като се използва изразът:

Q_ул = S × (t_v -T_н) × B × l/k

В израз променливите имат следното значение:

• S—площ на слоя, m²;
• T_v – желана температура в къщата, °C; за ъглови стаи температурата се взема с 2 градуса по-висока;
• T_н — средна температура за най-студения 5-дневен период в района, °C;
• k е коефициентът на топлопроводимост на материала;
• B – дебелина на всеки слой от ограждащия елемент, m;
• l – табличен параметър, отчита особеностите на потреблението на топлина за ОК, разположени в различни посоки на света.

Ако прозорците или вратите са вградени в стената, за която се прави изчислението, тогава при изчисляване на Q е необходимо да се извади площта на прозореца или вратата от общата площ OK, тъй като тяхната консумация на топлина ще бъде различна.

В техническия лист за прозорци или врати понякога се посочва коефициентът на топлопреминаване D, благодарение на което изчисленията могат да бъдат опростени

Коефициентът на термично съпротивление се изчислява по формулата:

D = B/k

Формулата за загуба на топлина за един слой може да бъде представена като:

Q_ул = S × (t_v -T_н) × D × l

На практика, за да се изчисли Q на подове, стени или тавани, D коефициентите на всеки ОК слой се изчисляват отделно, сумират се и се заместват в общата формула, което опростява процеса на изчисление.

Отчитане на разходите за инфилтрация и вентилация

Въздухът с ниска температура може да влезе в помещението от вентилационната система, което значително влияе върху загубата на топлина. Общата формула за този процес е:

Q_v = 0,28 × L_н × стр_v × c × (t_v -T_н)

В даден израз азбучните знаци имат значение:

• Л_н – входящ въздушен поток, m³/h;
• стр_v — плътност на въздуха в помещението при дадена температура, kg/m³;
• T_v – температура в къщата, °C;
• T_н — средна температура за най-студения 5-дневен период в района, °C;
• c е топлинният капацитет на въздуха, kJ/(kg*°C).

Параметър L_н взети от техническите характеристики на вентилационната система. В повечето случаи обменът на захранващ въздух има специфичен дебит от 3 m³/ч, въз основа на което Л_н изчислено по формулата:

Л_н = 3 × S_пол

Във формула S_пол - площ на пода, m².

Плътност на въздуха на закрито стр_v се определя от израза:

стр_v = 353/273+t_v

Тук t_v – зададената температура в къщата, измерена в °C.

Топлинният капацитет c е постоянна физическа величина и е равен на 1,005 kJ/(kg × °C).

При естествената вентилация студеният въздух навлиза през прозорците и вратите, като измества топлината през комина

Неорганизираната вентилация или инфилтрацията се определя по формулата:

Q_аз = 0,28 × ∑G_ч × c×(t_v -T_н) × k_T

В уравнението:

• Ж_ч — въздушният поток през всяка ограда е таблична стойност, kg/h;
• к_T — коефициент на влияние на топлинния въздушен поток, взет от таблицата;
• T_v ,T_н — зададени температури на закрито и на открито, °C.

Когато вратите се отварят, възникват най-значителните загуби на топлина от въздуха, следователно, ако входът е оборудван с въздушно-термични завеси, те също трябва да се вземат предвид.

Термичната завеса е удължен нагревател с вентилатор, който генерира мощен поток в рамките на прозорец или врата. Минимизира или практически елиминира загубата на топлина и проникването на въздух от улицата, дори когато вратата или прозорецът са отворени

За изчисляване на топлинните загуби на вратите се използва формулата:

Q_от.д = Q_дв × j × H

В израза:

• Q_дв — изчислени топлинни загуби на външни врати;
• H - височина на сградата, m;
• j е табличен коефициент в зависимост от вида на вратите и тяхното разположение.

Ако къщата има организирана вентилация или инфилтрация, тогава изчисленията се правят по първата формула.

Повърхността на ограждащите конструктивни елементи може да бъде разнородна - да има пукнатини и течове, през които преминава въздух. Тези топлинни загуби се считат за незначителни, но също могат да бъдат определени.Това може да се направи изключително с помощта на софтуерни методи, тъй като е невъзможно да се изчислят някои функции без използване на приложения.

Най-точна картина за реалните топлинни загуби дава термовизионното обследване на жилище. Този диагностичен метод ви позволява да идентифицирате скрити строителни грешки, дупки в топлоизолацията, течове във водопроводната система, които намаляват топлинните характеристики на сградата и други дефекти.

Битови топлинни печалби

Допълнителна топлина навлиза в помещението чрез електрически уреди, човешкото тяло и лампи, което също се взема предвид при изчисляване на топлинните загуби.

Експериментално е установено, че такива входове не могат да надвишават 10 W на 1 m². Следователно формулата за изчисление може да изглежда така:

Q_T = 10 × S_пол

В израза С_пол - площ на пода, m².

Основна методика за изчисляване на SVO

Основният принцип на работа на всеки въздушен охладител е преносът на топлинна енергия през въздуха чрез охлаждане на охлаждащата течност. Основните му елементи са топлинен генератор и топлинна тръба.

В помещението се подава въздух, който вече е загрят до температура t_rза поддържане на желаната температура t_v. Следователно количеството акумулирана енергия трябва да бъде равно на общите топлинни загуби на сградата, т.е. Q. Важи равенството:

Q = E_{о т} × c×(t_v -T_н)

Във формула E е дебитът на нагрятия въздух kg/s за отопление на помещението. От равенството можем да изразим E_{о т}:

д_{о т} = Q/ (c × (t_v -T_н))

Нека припомним, че топлинният капацитет на въздуха е c=1005 J/(kg×K).

Формулата определя изключително количеството подаден въздух, използван само за отопление само в рециркулационни системи (наричани по-долу RSVO).

В системите за захранване и рециркулация част от въздуха се взема от улицата, а другата част от помещението. Двете части се смесват и след нагряване до необходимата температура се доставят в стаята

Ако въздушният охладител се използва като вентилация, тогава количеството на подавания въздух се изчислява, както следва:

• Ако количеството въздух за отопление надвишава количеството въздух за вентилация или е равно на него, тогава се взема предвид количеството въздух за отопление и системата се избира като директен поток (наричан по-нататък PCVO) или с частична рециркулация (наричана по-нататък CHRSVO).
• Ако количеството въздух за отопление е по-малко от количеството въздух, необходимо за вентилация, тогава се взема предвид само количеството въздух, необходимо за вентилация, въвежда се PSVO (понякога - PRVO) и температурата на подавания въздух се изчислява по формулата: t_r = t_v + Q/c × E_{отдушник}.

Ако показателят t надвишава_r допустимите параметри, количеството въздух, вкарван чрез вентилация, трябва да се увеличи.

Ако в помещението има източници на постоянно генериране на топлина, тогава температурата на подавания въздух се намалява.

Включените електрически уреди генерират около 1% от топлината в помещението. Ако едно или повече устройства ще работят постоянно, при изчисленията трябва да се вземе предвид тяхната топлинна мощност

За единична стая индикаторът t_r може да се окаже различно. Технически е възможно да се реализира идеята за подаване на различни температури към отделните помещения, но е много по-лесно да се подава въздух с еднаква температура във всички помещения.

В този случай общата температура t_r вземете този, който се окаже най-малък. След това количеството подаден въздух се изчислява по формулата, определяща E_{о т}.

След това определяме формулата за изчисляване на обема на входящия въздух V_{о т} при неговата температура на нагряване t_r:

V_{о т} = Е_{о т}/стр_r

Отговорът е написан в m³/ч.

Обменът на въздух в стая V_стр ще се различава от стойността V_{о т}, тъй като трябва да се определи въз основа на вътрешната температура t_v:

V_{о т} = Е_{о т}/стр_v

Във формулата за определяне на V_стр и В_{о т} индикатори за плътност на въздуха p_r и стр_v (кг/м³) се изчисляват, като се вземе предвид температурата на нагрятия въздух t_r и стайна температура t_v.

Подавана стайна температура t_r трябва да е по-висока от t_v. Това ще намали количеството на подавания въздух и ще намали размера на каналите на системите с естествено движение на въздуха или ще намали разходите за електроенергия, ако се използва механична стимулация за циркулация на нагрятата въздушна маса.

Традиционно максималната температура на въздуха, влизащ в помещението, когато се доставя на височина над 3,5 m, трябва да бъде 70 °C. Ако въздухът се подава на височина по-малка от 3,5 m, тогава температурата му обикновено е равна на 45 ° C.

За жилищни помещения с височина 2,5 m допустимата температурна граница е 60 °C. Когато температурата е по-висока, атмосферата губи свойствата си и е неподходяща за вдишване.

Ако въздушно-термичните завеси са разположени на външни врати и отвори, обърнати навън, тогава се допуска температурата на входящия въздух да бъде 70 °C, за завеси, разположени във външни врати, до 50 °C.

Подаваната температура се влияе от методите на подаване на въздух, посоката на струята (вертикална, наклонена, хоризонтална и др.). Ако в стаята постоянно има хора, температурата на подавания въздух трябва да се намали до 25 °C.

След като направите предварителни изчисления, можете да определите необходимата топлинна мощност за отопление на въздуха.

За RSVO разходи за топлина Q₁ се изчисляват по израза:

Q₁ = Е_{о т} × (T_r -T_v) × c

За изчисляване на PSVO Q₂ произведени по формулата:

Q₂ = Е_{отдушник} × (T_r -T_v) × c

Консумация на топлина Q₃ за FER се намира от уравнението:

Q₃ = [Е_{о т} ×(t_r -T_v) + Е_{отдушник} × (T_r -T_v)]×c

И в трите израза:

• д_{о т} и Е_{отдушник} — въздушен поток в kg/s за отопление (E_{о т}) и вентилация (E_{отдушник});
• T_н — температура на външния въздух в °C.

Останалите характеристики на променливите са същите.

В CHRSVO количеството рециркулиран въздух се определя по формулата:

д_rec = Е_{о т} — Е_{отдушник}

Променлива Е_{о т} изразява количеството смесен въздух, нагрят до температура t_r.

В PSVO с естествен импулс има една особеност - количеството движещ се въздух се променя в зависимост от външната температура. Ако външната температура спадне, налягането в системата се повишава. Това води до увеличаване на въздушния поток в къщата. Ако температурата се повиши, протича обратният процес.

Освен това във въздухоохладителите, за разлика от вентилационните системи, въздухът се движи с по-ниска и различна плътност в сравнение с плътността на въздуха около въздуховодите.

Поради това явление възникват следните процеси:

1. Идвайки от генератора, въздухът, преминаващ през въздуховодите, се охлажда значително по време на движение
2. При естествено движение количеството въздух, влизащ в помещението, се променя в течение на отоплителния сезон.

Горните процеси не се вземат предвид, ако системата за циркулация на въздуха използва вентилатори за циркулация на въздуха; тя също има ограничена дължина и височина.

Ако системата има много клонове, е доста обширна и сградата е голяма и висока, тогава е необходимо да се намали процесът на охлаждане на въздуха във въздуховодите, да се намали преразпределението на въздуха, влизащ под въздействието на естественото циркулационно налягане.

При изчисляване на необходимата мощност на разширени и разклонени въздушни отоплителни системи е необходимо да се вземе предвид не само естественият процес на охлаждане на въздушната маса, докато се движи през въздуховода, но и ефектът от естественото налягане на въздушната маса, когато преминавайки през канала

За контролиране на процеса на охлаждане на въздуха се извършват топлинни изчисления на въздуховодите. За да направите това, трябва да зададете първоначалната температура на въздуха и да изясните неговия поток с помощта на формули.

За изчисляване на топлинния поток Q_ох през стените на въздуховода, чиято дължина е l, използвайте формулата:

Q_ох = q₁ × л

В израза стойността q₁ означава топлинния поток, преминаващ през стените на въздуховод с дължина 1 м. Параметърът се изчислява по израза:

р₁ =k×S₁ ×(t_ср -T_v) = (t_ср -T_v)/Д₁

В уравнение D₁ - съпротивление на топлопреминаване от нагрят въздух със средна температура t_ср през местността С₁ стени на въздуховод с дължина 1 m в помещение при температура t_v.

Уравнението на топлинния баланс изглежда така:

р₁l = E_{о т} × c × (t_нач -T_r)

Във формулата:

• д_{о т} — количеството въздух, необходимо за отопление на помещението, kg/h;
• c е специфичният топлинен капацитет на въздуха, kJ/(kg °C);
• T_нац — температура на въздуха в началото на въздуховода, °C;
• T_r — температура на въздуха, изпускан в помещението, °C.

Уравнението на топлинния баланс ви позволява да зададете началната температура на въздуха във въздуховода при дадена крайна температура и, обратно, да разберете крайната температура при дадена начална температура, както и да определите въздушния поток.

Температура t_нач може да се намери и с помощта на формулата:

T_нач = t_v + ((Q + (1 - η) × Q_ох)) × (t_r -T_v)

Тук η е част от Q_ох, влизайки в стаята, се приема за нула при изчисленията. Характеристиките на останалите променливи бяха споменати по-горе.

Прецизната формула за консумация на горещ въздух ще изглежда така:

Eot = (Q + (1 - η) × Q_ох)/(c × (t_ср -T_v))

Всички буквени стойности в израза бяха дефинирани по-горе. Нека да разгледаме пример за изчисляване на отоплението на въздуха за конкретна къща.

Пример за изчисляване на топлинните загуби у дома

Въпросната къща се намира в град Кострома, където температурата навън през най-студения петдневен период достига -31 градуса, температурата на земята е +5 °C. Желаната стайна температура е +22 °C.

Ще разгледаме къща със следните размери:

• широчина - 6,78 м;
• дължина - 8,04 м;
• височина - 2,8м.

Стойностите ще се използват за изчисляване на площта на ограждащите елементи.

За изчисления е най-удобно да начертаете план на къща на хартия, като посочите върху него ширината, дължината, височината на сградата, местоположението на прозорците и вратите, техните размери

Стените на сградата се състоят от:

• газобетон с дебелина B=0,21 m, коефициент на топлопроводимост k=2,87;
• пенопласт B=0,05 m, k=1,678;
• облицовъчна тухла В=0,09м, к=2,26.

Когато определяте k, трябва да използвате информация от таблици или още по-добре информация от технически лист, тъй като съставът на материалите от различни производители може да се различава и следователно да има различни характеристики.

Стоманобетонът има най-висока топлопроводимост, плочите от минерална вата имат най-ниска, така че те се използват най-ефективно при изграждането на топли къщи

Подът на къщата се състои от следните слоеве:

• пясък, B=0,10 m, k=0,58;
• трошен камък, B=0,10 m, k=0,13;
• бетон, B=0,20 m, k=1,1;
• изолация от ековата, B=0,20 m, k=0,043;
• армирана замазка, B=0,30m k=0,93.

В горния план на къщата етажът е с еднаква структура в цялата площ, няма мазе.

Таванът се състои от:

• минерална вата, B=0,10 m, k=0,05;
• гипсокартон, B=0,025 m, k= 0,21;
• чамови плоскости, B=0,05 m, k=0,35.

Таванът е без достъп до тавана.

В къщата има само 8 прозорци, всички са двукамерни с К-стъкло, аргон, Д=0,6. Шест прозореца са с размери 1,2х1,5 м, един - 1,2х2 м, един - 0,3х0,5 м. Вратите са с размери 1х2,2 м, стойността на D по паспорт е 0,36.

Изчисляване на топлинните загуби на стени

Ще изчислим топлинните загуби за всяка стена поотделно.

Първо, нека намерим площта на северната стена:

С_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

На стената няма отвори за врати или прозорци, така че ще използваме тази S стойност в изчисленията.

За да се изчислят топлинните разходи на ОК, ориентирани към една от кардиналните посоки, е необходимо да се вземат предвид изясняващите коефициенти

Въз основа на състава на стената намираме нейното общо термично съпротивление равно на:

д_с.стен = D_gb +D_пн +D_кр

За да намерим D използваме формулата:

D = B/k

След това, замествайки първоначалните стойности, получаваме:

д_с.стен = 0.21/2.87 + 0.05/1.678 + 0.09/2.26 = 0.14

За изчисления използваме формулата:

Q_ул = S × (t_v -T_н) × D × l

Като се има предвид, че коефициентът l за северната стена е 1,1, получаваме:

Q_сев.ст = 22.51 × (22 + 31) × 0.14 × 1.1 = 184

В южната стена има един прозорец с площ:

С_добре3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Следователно при изчисленията е необходимо да се извади S прозореца от S на южната стена, за да се получат най-точни резултати.

С_юж.с = 22.51 — 0.15 = 22.36

Параметърът l за южната посока е равен на 1. Тогава:

Q_сев.ст = 22.36 × (22 + 31) × 0.14 × 1 = 166

За източните и западните стени изясняващият коефициент е l=1,05, така че е достатъчно да се изчисли повърхността OK, без да се вземат предвид S прозорците и вратите.

С_добре1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8

С_добре2 = 1.2 × 2 = 2.4

С_д = 1 × 2.2 = 2.2

С_{зап+вост} = 2 × 6.78 × 2.8 — 2.2 — 2.4 — 10.8 = 22.56

Тогава:

Q_{зап+вост} = 22.56 × (22 + 31) × 0.14 × 1.05 = 176

В крайна сметка общият Q на стените е равен на сумата от Q на всички стени, тоест:

Q_стен = 184 + 166 + 176 = 526

Общо топлината излиза през стените в размер на 526 W.

Топлинни загуби през прозорци и врати

Планът на къщата показва, че вратите и 7 прозореца са обърнати на изток и запад, следователно параметър l=1,05. Общата площ на 7 прозореца, като се вземат предвид горните изчисления, е равна на:

С_okn = 10.8 + 2.4 = 13.2

За тях Q, като се вземе предвид фактът, че D = 0,6, ще се изчисли, както следва:

Q_добре4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

Нека изчислим Q на южния прозорец (l=1).

Q_добре5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

За врати D=0,36 и S=2,2, l=1,05, тогава:

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

Нека сумираме получените топлинни загуби и получаваме:

Q_{добре+дв} = 630 + 43 + 5 = 678

След това определяме Q за тавана и пода.

Изчисляване на топлинните загуби от тавана и пода

За таван и под l=1. Нека изчислим тяхната площ.

С_пол = S_гърне = 6.78 × 8.04 = 54.51

Като вземем предвид състава на пода, определяме общия D.

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

Тогава топлинните загуби на пода, като се вземе предвид факта, че температурата на земята е +5, са равни на:

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

Нека изчислим общия D на тавана:

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

Тогава Q на тавана ще бъде равно на:

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

Общата загуба на топлина през ОК ще бъде равна на:

Q_огр.к = 526 + 678 +6530 + 5320 = 13054

Общо топлинните загуби на къщата ще бъдат равни на 13054 W или почти 13 kW.

Изчисляване на топлинни и вентилационни загуби

Помещението се вентилира със специфичен въздухообмен 3 m³/h, входът е оборудван с въздушно-термичен навес, така че за изчисления е достатъчно да се използва формулата:

Q_v = 0,28 × L_н × стр_v × c × (t_v -T_н)

Нека изчислим плътността на въздуха в помещението при дадена температура от +22 градуса:

стр_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Параметър L_н равна на произведението на специфичното потребление по площ, т.е.

Л_н = 3 × 54.51 = 163.53

Топлинният капацитет на въздуха c е 1,005 kJ/(kg× °C).

Като вземем предвид цялата информация, намираме Q вентилация:

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

Общата консумация на топлина за вентилация ще бъде 3000 W или 3 kW.

Топлинни печалби в домакинствата

Доходът на домакинството се изчислява по формулата.

Q_T = 10 × S_пол

Тоест, замествайки известните стойности, получаваме:

Q_T = 54.51 × 10 = 545

За да обобщим, можем да видим, че общата топлинна загуба Q на къщата ще бъде равна на:

Q = 13054 + 3000 – 545 = 15509

Да вземем Q=16000 W или 16 kW като работна стойност.

Примери за изчисления за SVO

Нека температурата на подавания въздух (t_r) - 55 °C, желана стайна температура (t_v) - 22 °C, топлинни загуби на къщата (Q) - 16000 W.

Определяне на количеството въздух за RSVO

За определяне на масата на подавания въздух при температура t_r Използваната формула е:

д_{о т} = Q/(c × (t_r -T_v)) 

Замествайки стойностите на параметрите във формулата, получаваме:

д_{о т} = 16000/(1.005 × (55 — 22)) = 483

Обемното количество подаван въздух се изчислява по формулата:

V_{о т} = Е_{о т} /стр_r,

Където:

стр_r = 353/(273 + t_r)

Първо, нека изчислим плътността p:

стр_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Тогава:

V_{о т} = 483/1.07 = 451.

Обменът на въздух в помещението се определя по формулата:

Vp = д_{о т} /стр_v

Да определим плътността на въздуха в помещението:

стр_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Замествайки стойностите във формулата, получаваме:

V_стр = 483/1.19 = 405

Така обменът на въздух в помещението е 405 m³ на час, а обемът на подавания въздух трябва да бъде равен на 451 m3³ след час.

Изчисляване на количеството въздух за CHRSVO

За да изчислим количеството въздух за FER, вземаме информацията, получена от предишния пример, както и t_r = 55 °С, t_v = 22 °C; Q=16000 W.Количеството въздух, необходимо за вентилация, E_{отдушник}=110 м³/ч. Очаквана външна температура t_н=-31 °C.

За изчисляване на NER използваме формулата:

Q₃ = [Е_{о т} ×(t_r -T_v) + Е_{отдушник} × стр_v × (T_r -T_v)] × c

Като заместим стойностите, получаваме:

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

Обемът на рециркулиращия въздух ще бъде 405-110=296 m³ на час.Допълнителната консумация на топлина е 27000-16000=11000 W.

Определяне на началната температура на въздуха

Съпротивлението на механичен въздуховод е D=0,27 и се взема от техническите му характеристики. Дължината на въздуховода извън отопляемото помещение е l=15 м. Установено е Q=16 kW, вътрешната температура на въздуха е 22 градуса, а необходимата температура за отопление на помещението е 55 градуса.

Нека дефинираме Е_{о т} по горните формули. Получаваме:

д_{о т} = 10 × 3.6 × 1000/ (1.005 × (55 — 22)) = 1085

Стойност на топлинния поток q₁ ще бъде:

р₁ = (55 — 22)/0.27 = 122

Началната температура с отклонение η = 0 ще бъде:

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

Нека изясним средната температура:

T_ср = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Тогава:

Q_откл = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Имайки предвид получената информация, намираме:

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

От това следва, че когато въздухът се движи, се губят 4 градуса топлина. За да се намалят топлинните загуби, е необходимо да се изолират тръбите. Също така препоръчваме да прочетете другата ни статия, която описва подробно процеса на подреждане системи за въздушно отопление.

Изводи и полезно видео по темата

Информативно видео за изчисляване на разходите за енергия с помощта на програмата Ecxel:

Необходимо е изчисленията на CBO да се поверят на професионалисти, тъй като само специалистите имат опит, подходящи знания и ще вземат предвид всички нюанси при извършване на изчисления.

Имате ли въпроси, открили ли сте неточности в дадените изчисления или искате да допълните материала с ценна информация? Моля, оставете вашите коментари в блока по-долу.