Ejemplo de calentamiento de agua Cálculo: calcular el balance de calor

El uso de agua como refrigerante en el sistema de calefacción - una de las opciones más populares para asegurar que su casa caliente durante la estación fría. Sólo es necesario diseñar adecuadamente y luego realizar la instalación del sistema. De lo contrario, el calentamiento será ineficaz en el alto costo del combustible, que estará de acuerdo, no es interesante en los precios actuales de la energía.

Implementar su propio cálculo de calentamiento de agua (en adelante - CBO) es imposible sin el uso de software especializado, tal como se utiliza en las expresiones cálculos complejos para determinar los valores de que por una calculadora convencional es imposible. En este artículo, se analizan en detalle el algoritmo de la realización de cálculos, dar una fórmula utilizada por teniendo en cuenta la aplicación de un ejemplo específico de cálculos.

El material de completar la tabla con los valores y parámetros de referencia que son necesarios durante el el cálculo de las fotos y vídeos temáticos, lo que demuestra un claro ejemplo del cálculo mediante el uso de programa.

Cálculo de la estructura de carcasa de la balanza de calor

Para la introducción de una instalación de calefacción, donde el material que circula sobresale agua previamente requerido para hacer exacta cálculo hidráulico.

Al desarrollar, implementar cualquier tipo de sistema de calefacción que necesita saber el balance térmico (en adelante - TB). El conocimiento de la producción de calor para mantener la temperatura de la habitación, se puede elegir el equipo adecuado y para distribuir su carga correctamente.

En invierno, la habitación tiene una cierta pérdida de calor (en adelante - TP). La masa principal de la energía pasa a través de los elementos de construcción y las aberturas de ventilación. gastos menores representaron infiltración, calefacción y otros artículos.

TS dependen de las capas que componen la envolvente del edificio (en adelante - OK). materiales de construcción modernos, en los calentadores particulares, tienen baja conductividad térmica (Para mayor información - CT), por lo que a través de ellos deja menos calor. Para las casas de la misma zona, pero con una estructura diferente OK, los costos de calor serán diferentes.

Además de la determinación de la TA, es importante calcular el hogar TB. El indicador toma en cuenta no sólo la cantidad de energía que sale de la habitación, sino también la cantidad de energía necesaria para mantener un cierto grado de medidas en el hogar.

Los resultados más precisos ofrecen programas especializados diseñados para los constructores. Gracias a ellos, podrán tener en cuenta más factores que afectan a la TA.

Con una alta precisión se puede calcular la vivienda TA a través de fórmulas.

gastos de calefacción para el hogar en general se calculan según la ecuación:

Q = Q_bueno + Q_v,

donde Q_bueno - la cantidad de calor sale de la habitación a través OK; Q_v - los costes de ventilación térmica.

Pérdidas por ventilación capturados en el caso de que el aire que entra en la habitación, tiene una temperatura más baja.

Los cálculos tienen en cuenta la general no está mal, entrando en un lado de la calle. Esto paredes exteriores, pisos, techos, puertas y ventanas.

TP general Q_bueno igual a la suma de cada TP OK, esto es:

Q_bueno? Q =_st? Q +_NOC? Q +_dv? Q +_PTL? Q +_pl,

donde:

• Q_st - el valor de pared TP;
• Q_NOC - TP ventana;
• Q_dv - TP puertas;
  
• Q_PTL - TP techo;
  
• Q_pl - TP suelo.

Si la estructura del piso o en el techo es desigual a través de la zona, el TP se calcula para cada sección por separado.

Cálculo de la pérdida de calor a través OK

Para el cálculo necesita los siguientes datos:

• estructura de la pared, los materiales utilizados, sus espesores, CT;
• la temperatura exterior es extremadamente frío en invierno en cinco días;
• Aceptar área;
• Aceptar la orientación;
• la temperatura recomendada en la vivienda en invierno.

Para calcular la TA necesaria para encontrar la resistencia térmica total en I_ca.. Para ello, es necesario conocer la resistencia térmica R₁, R₂, R₃,..., R_n cada OK capa.

coeficiente R_n calculado mediante la fórmula:

Rn = B / k,

En la fórmula: B - espesor de la capa OK en mm, k - CT de cada capa.

Total R puede ser determinado por la expresión:

R = ΣR_n

Los fabricantes de puertas y ventanas por lo general indican el factor R en el pasaporte de producto, por lo que contar por separado no es necesario.

La fórmula general para el cálculo de la TA a través de OK como sigue:

Q_bueno = ΣS × (t_VNT - t_nar) × R × l,

En la expresión:

• S - zona de OK, m²;
• t_VNT - la temperatura deseada en la habitación;
• t_nar - temperatura del aire exterior;
• R - coeficiente de resistencia se calcula por separado de los pasaportes o tomadas productos;
• l - coeficiente de mejora que refleja la orientación de las paredes con relación a los puntos cardinales.

TB cálculo permite elegir el equipo de energía necesaria que eliminará la probabilidad de escasez de calor o exceso de oferta. déficit de calor se compensa por un aumento en el flujo de aire a través de la sobreabundancia de ventilación - instalación de un equipo de calefacción adicional.

los costes de ventilación de calor

La fórmula general para el cálculo de la ventilación TA es el siguiente:

Q_v = 0,28 × L_n × p_VNT × × c (t_VNT - t_nar),

En términos de las variables tienen los siguientes significados:

• L_n - el coste de la entrada de aire;
• p_VNT - la densidad del aire a una cierta temperatura en la habitación;
• c - calor específico del aire;
• t_VNT - la temperatura en la casa;
• t_nar - la temperatura del aire externo.

Si la ventilación se instala en un edificio, el parámetro L_n El rendimiento se toma del dispositivo. Si se omite la ventilación, la medida estándar de ventilación específico igual a 3 m³ por hora.

Sobre esta base, L_n calculado como sigue:

L_n = 3 × S_pl,

En la expresión S_pl - Superficie.

A continuación, debemos calcular la densidad del aire p_VNT a temperatura ambiente en un t predeterminado_VNT.

Esto se puede hacer usando la fórmula:

p_VNT = 353 / (273 + t_VNT),

El calor específico c = 1,0005.

Si la ventilación o la infiltración no organizado en las paredes hay grietas o agujeros, el cálculo de la AT a través de los agujeros se atribuya a programas especiales.

En otro artículo, nos llevamos nuestra detallada un ejemplo del cálculo de calefacción con ejemplos concretos y fórmulas del edificio.

Ejemplo de cálculo del balance térmico

Considere la altura casa de 2,5 m, una anchura de 6 m y 8 m de longitud, localizados en Oxa región Sakhalin donde termómetro resto termómetro extremadamente frío de 5 días de baja a -29 grados.

Como resultado, la temperatura del suelo se estableció mediciones - 5. La temperatura recomendada dentro de la estructura es de 21 grados.

Las paredes de la casa en cuestión consisten en:

• El espesor de mampostería = 0,51 m, CT k = 0,64;
• La lana mineral m = 0,05, k = 0,05;
• revestimiento B = 0,09 m, k = 0,26.

Al determinar el k mejor utilizar una mesa, ver página web del fabricante, o encontrar información en la hoja de datos técnicos.

El revestimiento de suelo se compone de las siguientes capas:

• OSB-tableros B = 0,1 m, k = 0,13;
• La lana mineral m = 0,05, k = 0.047;
• El solado de cemento m = 0,05, k = 0,58;
• Espuma de poliestireno B = 0,06 m, k = 0,043.

La casa no tiene sótano y el suelo tiene la misma estructura en toda la zona.

El techo se compone de capas:

• paneles de yeso B = 0,025 m, k = 0,21;
• El calentador m = 0,05, k = 0,14;
• Cubiertas B = 0,05 m, k = 0,043.

La casa tiene un total de 6 ventanas de dos cámaras y vidrio y argón. La hoja de datos en el producto que se conoce que R = 0,7. Las ventanas tienen dimensiones 1.1h1.4 m.

Las puertas tienen dimensiones 1h2.2 m, figura R = 0,36.

Paso # 1 - Cálculo de las paredes de pérdida de calor

Las paredes en toda la zona constan de tres capas. Al principio calcular su resistencia térmica total.

¿Por qué utilizamos la fórmula:

R = ΣR_n,

y la expresión:

R_n = B / k

Teniendo en cuenta los datos iniciales, se obtiene:

R_st = 0.51/0.64 + 0.05/0.05 + 0.09/0.26 = 0.79 +1 + 0.35 = 2.14

El aprendizaje de la R, se puede proceder al cálculo de las paredes norte, sur, este y oeste TP.

Calcular el área de la pared norte:

S_sev.sten = 8 × 2.5 = 20

Entonces, sustituyendo en la fórmula Q_bueno = ΣS × (t_VNT - t_nar) × R × l y considerando que l = 1,1, se obtiene:

Q_sev.sten = 20 × (21 + 29) × 1.1 × 2.14 = 2354

El área de la pared sur de S_yuch.st = S_sev.st = 20.

En la pared hay no incorporado de ventana o puerta, por lo que, dado el coeficiente l = 1, se obtiene la siguiente TP:

Q_yuch.st = 20 × (21 +29) × 1 × 2.14 = 2140

Para este y oeste paredes del coeficiente l = 1,05. Por lo tanto, es posible encontrar el área total de las paredes, es decir:

S_zap.st + S_vost.st = 2 × 2.5 × 6 = 30

6 ventanas y una puerta empotrada en la pared. Calculamos el área total de ventanas y puertas S:

S_NOC = 1.1 × 1.4 × 6 = 9.24

S_dv = 1 × 2.2 = 2.2

Definimos paredes S S exclusión de ventanas y puertas:

S_{VOST + zap} = 30 – 9.24 – 2.2 = 18.56

Calculamos el total de la subestación de transformador de las paredes este y oeste:

Q_{VOST + zap} =18.56 × (21 +29) × 2.14 × 1.05 = 2085

Después de recibir los resultados, se calcula la cantidad de calor que se escapa a través de las paredes:

Qst = Q_sev.st + Q_yuch.st + Q_{VOST + zap} = 2140 + 2085 + 2354 = 6579

pared total TP general es 6 kW.

Paso # 2 - TP cálculo de ventanas y puertas

Ventanas se encuentran en las paredes este y oeste, así que cuando los cálculos koєffitsient l = 1,05. Se sabe que la estructura de todos los constructos de la misma y R = 0,7.

Utilizando los valores de área, dado anteriormente, se obtiene:

Q_NOC = 9.24 × (21 +29) × 1.05 × 0.7 = 340

Sabiendo que para puertas R = 0,36, y S = 2,2, definir su TP:

Q_dv = 2.2 × (21 +29) × 1.05 × 0.36 = 42

Como resultado de ello, a través de las ventanas de salida 340 vatios de calor, ya través de la puerta - 42 vatios.

Paso # 3 - TP piso y el techo Definición

Obviamente, el techo y la superficie de suelo serán los mismos, y se calcula de la siguiente manera:

S_pol = S_PTL = 6 × 8 = 48

Calcular la resistencia térmica total de la planta debido a su estructura.

R_pol = 0.1/0.13 + 0.05/0.047 + 0.05/0.58 + 0.06/0.043 = 0.77 + 1.06 + 0.17 + 1.40 = 3.4

Sabiendo que la temperatura del suelo t_nar= + 5 y teniendo en cuenta el coeficiente l = 1, calcular Q sexo:

Q_pol = 48 × (21 – 5) × 1 × 3.4 = 2611

Ronda, nos encontramos con que la cantidad pérdidas de calor baja a alrededor de 3 kW.

Se define la resistencia al calor del techo R_PTL y Q:

• R_PTL = 0.025/0.21 + 0.05/0.14 + 0.05/0.043 = 0.12 + 0.71 + 0.35 = 1.18
• Q_PTL = 48 × (21 +29) × 1 × 1.18 = 2832

De ello se desprende que a través del techo y el piso lleva casi 6 kW.

Paso # 4 - Cálculo de la ventilación TP

La ventilación de la sala está organizado, calculado de la siguiente manera:

Q_v = 0,28 × L_n × p_VNT × × c (t_VNT - t_nar)

Sobre la base de las especificaciones, el calor específico de 3 metros cúbicos por hora, es decir .:

L_n = 3 × 48 = 144.

Para el cálculo de la densidad usando la fórmula:

p_VNT = 353 / (273 + t_VNT).

temperatura ambiente estimado es de 21 grados.

Sustituyendo los valores conocidos, obtenemos:

p_VNT = 353/(273+21) = 1.2

Sustituido en la fórmula anterior de las figuras:

Q_v = 0.28 × 144 × 1.2 × 1.005 × (21 – 29) = 2431

Dado el TP en la ventilación, la Q total del edificio es:

Q = + 6000 + 7000 = 3000 16000.

Traduciendo en kW, que se obtiene la pérdida de calor general de 16 kW.

Características del cálculo del Nuevo Orden Mundial

Después de encontrar el índice de TP transfiere al cálculo hidráulico (en adelante - GR).

Sobre esta base, recibir información sobre los siguientes indicadores:

• tuberías de diámetro óptimo, lo que será capaz de pasar una cantidad predeterminada de refrigerante a una caída de presión;
• caudal de refrigerante en un lugar determinado;
• velocidad de movimiento de agua;
• valor de resistividad.

Antes de iniciar el cálculo para simplificar los cálculos muestran diagrama espacial de un sistema en el que todos sus elementos están dispuestos en paralelo entre sí.

Las principales etapas de los cálculos de calentamiento de agua.

Anillo principal GH circulante

Métodos de cálculo de GR se basa en la premisa de que todas las ramas de las bandas y cambios de temperatura idénticos.

El algoritmo de cálculo es la siguiente:

1. Se muestra en el esquema, teniendo en cuenta la pérdida de calor, el calor se aplica a la carga que actúa sobre los calentadores, tubos.
2. Basado en el esquema seleccionado anillo de circulación principal (en adelante - HCC). La peculiaridad del anillo que circula presión por unidad de longitud del anillo toma el valor más pequeño.
3. HCC se divide en porciones que tienen un flujo de calor constante. Para indicar el número de cada porción, carga térmica, diámetro y longitud.

En el sistema vertical de un solo tipo de tubo se toma como un fcc el anillo a través del cual el tubo de soporte más cargado en un punto muerto o pasando el movimiento del agua en las carreteras. Más detalles acerca de la vinculación de los anillos que circula en el sistema de tuberías y la elección del principal, hablamos el siguiente artículo. Por separado prestado atención a la orden de realizar cálculos utilizando un ejemplo específico con fines ilustrativos.

En un sistema horizontal fcc tipo solo tubo debe tener la presión de la circulación y la unidad de longitud más pequeña del anillo. Para sistemas con circulación natural la situación es similar.

Cuando GH tubo de bajada sistema de flujo de tipo de un solo tubo vertical, los puntales de flujo ajustable, que tiene en su composición estandarizada nodos se considera como un solo circuito. Para las canalizaciones verticales con porciones de cola producir la separación, teniendo en cuenta la distribución de agua en cada conjunto de herramienta de tubo.

El consumo de agua en la sección dada viene dada por:

G_kont = (3,6 x Q_kont × β₁ × β₂) / ((T_r - t₀) X c)

En cuanto a los caracteres alfabéticos tienen los siguientes valores:

• Q_kont - circuito de carga térmica;
• β_1, β₂ - coeficientes de mesa adicionales, teniendo en cuenta la transferencia de calor en la habitación;
• c - el calor específico del agua es igual a 4187;
• t_r - temperatura del agua en la línea de suministro;
• t₀ - la temperatura del agua en la línea de retorno.

Después de determinar el diámetro y la cantidad de agua necesaria para conocer su velocidad, y el valor de R. resistencia específica Todos los cálculos se llevan a cabo más convenientemente con la ayuda de programas especiales.

anillo de circulación secundaria GR

Después de que el anillo de maestro GR presión determinada en el anillo de la circulación pulmonar, que se forma a través de venir contrahuellas Teniendo en cuenta que la pérdida de presión puede diferir en no más de 15% cuando el esquema de la parada y no más de 5%, con que pasa.

Si no es posible vincular la pérdida de presión se establece arandela del acelerador, el diámetro de los cuales se calcula usando técnicas de software.

Cálculo de los paneles del radiador

Volvamos al plan de la casa, que se encuentra arriba. Según los cálculos se encontró que con el fin de mantener el equilibrio de calor que se requiere 16 kW de energía. En esta casa tiene 6 habitaciones para diferentes propósitos - sala de estar, baño, cocina, dormitorio, vestíbulo, pasillo.

Sobre la base de las dimensiones de diseño, es posible calcular el volumen V:

V = 8 x 6 x 2,5 = 120 m³

Lo siguiente que necesita para encontrar la cantidad de la producción de calor por m³. Para ello, se debe dividir la Q al volumen encontrado, es decir:

P = 16000/120 = 133 vatios por m³

A continuación, debe determinar la cantidad de producción de calor requerida para una sola habitación. En el diagrama, el área de cada habitación ya se calcula.

Determinar la cantidad de:

• cuarto de baño – 4.19×2.5=10.47;
• sala de estar – 13.83×2.5=34.58;
• cocina – 9.43×2.5=23.58;
• dormitorio – 10.33×2.5=25.83;
• corredor – 4.10×2.5=10.25;
• vestíbulo – 5.8×2.5=14.5.

Los cálculos también deben considerar la habitación en la que hay un conducto de calefacción, tales como un corredor.

Definimos la cantidad de calor necesaria para cada habitación, multiplicando la cantidad de espacio en el indicador P.

Se obtiene la potencia requerida:

• para cuartos de baño - 10,47 × 133 = 1,392 W;
• Sala de estar - 34,58 × 133 = 4,599 W;
• cocina - 23,58 × 133 = 3,136 W;
• dormitorio - 25,83 × 133 = 3,435 W;
• para el corredor - 10,25 × 133 = 1,363 W;
• vestíbulo - 14,5 × 133 = 1889 vatios.

Se procede al cálculo de los paneles del radiador. Utilizamos los radiadores de aluminio, cuya altura es de 60 cm, potencia a 70 es de 150 vatios.

Calculamos el número necesario de paneles del radiador:

• cuarto de baño – 1392/150=10;
• sala de estar – 4599/150=31;
• cocina – 3136/150=21;
• dormitorio – 3435/150=23;
• vestíbulo – 1889/150=13.

necesidad Total: 10 paneles + 31 + 21 + 23 + 13 = 98 del radiador.

Nuestro sitio también tiene otros artículos que hemos revisado en detalle el orden del diseño térmico del sistema de calefacción, paso a paso el cálculo de la potencia de los radiadores y tubos de la calefacción. Y si su sistema requiere la presencia de suelos cálidos, se tendrá que realizar cálculos adicionales.

Más detalle todas estas cuestiones tratadas en nuestro siguiente artículo:

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Conclusiones y vídeos útiles sobre el tema

En el vídeo se puede ver un ejemplo de cálculo de calentamiento de agua, que se lleva significa Valtec programa:

Cálculo hidráulico se hace mejor con la ayuda de programas especiales, que garantizan la alta precisión de los cálculos tienen en cuenta todos los matices de diseño.

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