חישוב מערכת חימום תרמי: העיקרון של חישוב העומס

עיצוב ותכנון תרמי של מערכת החימום - צעד חובת ההתחדשות של חימום הבית. המשימה העיקרית של פעילויות מחשוב - הגדרת הפרמטרים האופטימליים של מערכת דוד רדיאטור.

מסכים, במבט ראשון זה אולי נראה כי התנהלותו של חישוב החימום רק המהנדס. עם זאת, לא כל כך קשה. ידיעת רצף של פעולות, אתה מקבל על מנת לבצע את החישובים הדרושים.

המסמך מציג בפירוט את ההליך לחישוב ומספק את כל הנוסחות ההכרחיות. עבור הבנה טובה יותר, הכנו דוגמא חישובים תרמיים עבור בית פרטי.

חישוב חימום תרמי: צו מוחלט

חישוב תרמי קלסי של מערכת החימום הוא מסמך טכני מאוחד הכולל את שיטות חישוב מצטברות ברמה הנדרשת.

אבל לפני לימוד חישוב אלה של פרמטרים מרכזיים הדרוש כדי לקבוע את המושג עצמו של מערכת החימום.

מערכת החימום מאופיינת הזנה כפויה רצונית והסרה של חום בחדר.

המשימות העיקריות של חישוב ועיצוב של מערכת החימום:

• הכי מהימנה לקבוע איבוד חום;
• לקבוע את הסכום ואת תנאי שימוש של נוזל הקירור;
• כדי לבחור את המרכיבים ליצירת רתע תנועה וחום במדויק.

במהלך הבנייה מערכת חימום בתחילה אתה חייב לעשות אוסף של נתונים שונים על החדר / הבניין שבו מערכת החימום תשמש. לאחר ביצוע חישוב פרמטרי תרמית של המערכת, לנתח את התוצאות של פעולות חשבון.

רכיבי podobirayut של מערכת החימום עם הרכישה הבאה על בסיס הנתונים שהתקבלו, ההתקנה וההרצה.

זה מדהים כי שיטה זו מאפשרת החישוב של חום מספיק כדי לחשב במדויק מספר רב של משתנים, אשר יתאר באופן מפורש מערכת חימום בעתיד.

כתוצאה מכך, חישוב תרמי יהיה זמין את הפרטים הבאים:

• מספר ההפסדים חומים, דוד חשמל;
• מספר וסוג גוף קירור עבור כל חדר בנפרד;
• מאפיינים הידראוליים של הצינור;
• נפח, קצב הזרימה כוח משאבת חום.

חישוב תרמי - זה אינו מתאר תיאורטי, אבל די תוצאות מדויקות ותקפות, אשר מומלצות לשמש בפועל בבחירה של רכיבי מערכת חימום.

נורמות הנחות מצבי טמפרטורה

לפני ביצוע כל חישובים של גדרות המערכת, אתה חייב לפחות לדעת את סדר התוצאות הצפויות, כמו גם לשמור על מאפיינים סטנדרטיים זמינים ערכי שולחן קצת כדי להיות תחליף לתוך הנוסחא או לְהִתְמַזְרֵחַ אליהם.

ביצוע חישוב הפרמטר עם קבועים אלה יכולים להיות בטוחים באמינות של פרמטר המערכת הדינמי או קבע הרצוי.

לחימום פרמטר גלובלי אחד כזה הוא הטמפרטורה של החדר, אשר אמור להיות קבוע ללא קשר לעונות השנה ואת תנאי הסביבה.

על פי התקנות של נורמות סניטריים ותקנון ישנם הבדלים בטמפרטורה ביחס בקיץ ובחורף תקופה של השנה. עבור משטר בטמפרטורת חדר במערכת מיזוג אוויר בקיץ פוגש את עיקרון החישוב שלה מפורט בהרחבה במאמר זה.

אבל את טמפרטורת האוויר בחדר בחורף מסופקת עם חימום. אז אנחנו מגוון מעניין של טמפרטורות וסטיות הסובלנות שלהם לעונת החורף.

רוב התקנות קובעות את טווחי הטמפרטורה הבאים המאפשרים לאדם להיות נוח בחדר.

לקבלת הנחות מגורים מ סוג משרדים בשטח 100²:

• 22-24 מעלות צלזיוס - טמפרטורה אופטימלית;
• 1 ° C - שינוי מוותר.

שיפור עבור שטח מסוג Office של 100 מ '² הטמפרטורה היא 21-23 מעלות צלסיוס עבור מבנים שאינם למגורים כגון טווחי טמפרטורה תעשייתיים שונה לאור נחות יעד תקני בטיחות שנקבעו.

באשר בחצרים למגורים: דירות, בתים פרטיים, ארמונות, וכו '... ישנם טווחים מסוימים של טמפרטורה שיכולה להיות מותאם בהתאם לרצון התושבים.

ובכל זאת יש לנו את מבוקש נחות דירות ובתים:

• 20-22 מעלות צלזיוס - מגורים, כולל חדר ילדים, סובלנות של C ± 2 ° -
• 19-21 מעלות צלזיוס - במטבח, בשירותים, סובלנות ± 2 ° C;
• 24-26 מעלות צלזיוס - אמבטיה, מקלחת, בריכת שחייה, סובלנות ± 1 ° C;
• 16-18 מעלות צלזיוס במסדרונות, מסדרונות, חדרי מדרגות, אחסון, סובלנות של + 3 מעלות צלזיוס -

חשוב לציין כי ישנם פרמטרים מרכזיים המשפיעים על הטמפרטורה בחדר שצריך להיות מונחים בחישוב מערכת חימום: לחות (40-60%), את ריכוז החמצן ודו תחמוצת הפחמן באוויר (250: 1), מהירות תנועת האוויר (0.13-0.25 מ '/ שנ') ו מ. p.

חישוב אובדן חום בבית

על פי החוק השני של התרמודינמיקה (פיזיקה הספר) אין העברה ספונטנית של אנרגיה מן פחות מחומם מיני סוער יותר או עדשת מאקרו. מקרה מיוחד של חוק זה הוא "הרצון" ליצור שיווי משקל תרמי בין שתי המערכות תרמודינמיות.

לדוגמה, המערכת הראשונה - סביבה עם טמפרטורה של -20 ° C, המערכת השנייה - בניין עם טמפרטורה פנימית של + 20 ° C. זה מטעה פי החוק, שתי מערכות יטו לאזן באמצעות חילופי אנרגיה. זה יישלח באמצעות ההפסדים החומים ממערכת הקירור השנייה והראשונה.

פסדים תחת החום אמורים לשחרר רצונית של חום (אנרגיה) מאובייקט (בית, דירה). עבור דירה רגילה, תהליך זה הוא לא כמו "גלוי" בהשוואת הבית הפרטי כי הדירה ממוקמת בתוך הבניין "משיקות" לדירות אחרות.

בבית פרטי דרך קירות חיצונית, קומה, גג, חלונות ודלתות בדרגות שונות "החוצה" חום.

ידיעת כמות החום עבור תנאי מזג האוויר הקשים ביותר ואת המאפיינים של תנאים אלה, אפשר לחשב את כוח החימום במדויק.

לפיכך, הסכום של איבוד חום מבניין מחושב לפי הנוסחה הבאה:

Q = Q_רצפה+ Q_קיר+ Q_חלון+ Q_גג+ Q_דלת+... + Q_אנישם

Qi - הסכום של איבוד חום מן המראה האחיד של מעטפת הבניין.

כל רכיב של נוסחת מחושב באופן הבא:

= Q S * ΔT / Rשם

• Q - דליפת חום, V;
• S - אזור של סוג מסוים של בנייה, q. מ ';
• ΔT - הבדל אוויר בטמפרטורת הסביבה ואיכות הסביבה המקורה, מעלות צלזיוס;
• R - התנגדות תרמית של סוג העיצוב בפרט, מ '²* ° C / ואט.

הערך עצמו של התנגדות התרמית של חומרים קיימים למעשה מומלץ לקחת מן הכנים.

יתר על כן, ההתנגדות התרמית ניתן להשיג באמצעות מערכת היחסים הבאים:

R = D / Kשם

• R - התנגדות תרמית (מ '²* K) / W;
• k - מקדם ההולכה התרמית של החומר (W / m²* K);
• ד - עובי החומר, מ.

בבתים ישנים עם זליגת חום מבנה גג לח המתרחשת דרך החלק העליון של הבניין, כלומר הגג בלופט. יישום אמצעים בידוד תקרה או בידוד של גג משופע לפתור את הבעיה הזו.

בשנת הבית ישנם מספר סוגים של איבוד חום דרך סדקים במבנים, אוורור, ברדס למטבח, פתיחת דלתות וחלונות. אבל לקחת בחשבון הנפח שלהם לא הגיוני, כי הם מהווים פחות מ 5% של המספר הכולל של איבוד חום גדול.

קביעת תפוקת הדוד

בתמיכה של הפרש הטמפרטורה בין הסביבה לבין הטמפרטורה בתוך הבית דורש מערכת חימום אוטונומית אשר שומרת על הטמפרטורה הרצויה בכל חדר של בית פרטי.

הבסיס של מערכת החימום הם שונים סוגים של דודים: דלק נוזלים או מוצקים, חשמלי או גז.

הדוד - יחידת הסקה מרכזית שיוצר חום. המאפיין העיקרי הוא דוד יכולתה, כלומר שיעור ההמרה של כמות חום ליחידת זמן.

החישוב של העומס החום על החימום להשיג את התפוקה הנומינלית הנדרשת של הדוד.

לקבלת פלט דוד דירה נורמלית-שינה מחושב באמצעות הצפיפות באזור והכח:

P_דוד= (S_בחדר* P_ספציפי)/10שם

• S_בחדר- סה"כ שטח מחומם;
• P_udellnaya- צפיפות הספק ביחס לתנאי האקלים.

אבל הנוסחה הזו אינה מביאה בחשבון את אובדן החום, וזה מספיק בבית פרטי.

ישן יחס שונה, אשר לוקח בחשבון את הפרמטר הזה:

P_דוד= (Q_הפסד* S) / 100שם

• P_דוד- פלט דוד;
• Q_הפסד- איבוד חום;
• S - אזור מחומם.

הכח המשוער של הדוד חייב להיות מוגבר. המנייה נדרשת אם בכוונתך להשתמש בדוד לחימום מים עבור השירותים והמטבח.

על מנת לספק אספקת חשמל של הדוד בנוסחא האחרונה יש צורך להוסיף K גורם בטיחות:

P_דוד= (Q_הפסד* S * K) / 100שם

K - יהיה שווה 1.25, כלומר, יכולת הדוד המחושבת תוגדל ב 25%.

לכן, הכח של הדוד מספק את היכולת לשמור על טמפרטורת האוויר בחדרי הבניין רגולטוריות, ויש להם נפח ראשוני נוסף של מים חמים בבניין.

תכונות בחירה של רדיאטורים

רכיבים גבוהים מציעים רדיאטורים חומים מקורים, מערכת פנל רצפה "חמה", קונווקטורים וכדומה. ד החלקים הנפוצים ביותר של מערכת החימום יש ורדיאטורים.

גוף קירור - עיצוב חלול מיוחד של סוג של סגסוגת מודולרי עם emissivity גבוהה. זה עשוי פלדה, אלומיניום, ברזל יצוק, קרמיקה, וסגסוגות אחרות. עיקרון רדיאטור פעולות מצטמצם לקרינת אנרגיה מן הנוזל הקירור בחלל החדר באמצעות "עליי הכותרת".

ישנן מספר טכניקות חישוב רדיאטורים בחדר. הרשימה שלהלן דרכים להיות מסודרת לפי סדר הגדלת דיוק.

גרסאות של מחשוב:

1. לפי אזור. N = (S * 100) / C, כאשר N - מספר מדורים, S - שטח (מ '²), C - חלקים רדיאטור העברת חום (W, שנלקחו דרכון או תעודת במוצר), 100 וואט - מספר את זרימת החום הדרוש 1m חימום² (ערך אמפירי). נשאלת השאלה: איך לקחת בחשבון את גובה התקרה של החדר?
2. לפי נפח. N = (S * H ​​* 41) / C, כאשר N, S, C - דומה. H - גובה של W 41 בחדר - מספר את זרימת החום הדרוש 1m חימום³ (ערך אמפירי).
3. מן המקדמים. N = (100 * S * K1 * K2 * K3 K4 * * * K5 K6 K7 *) / C, כאשר N, S, C, ו- 100 - דומה. K1 - חשבונאות של מספר מצלמות בחלון חלונית של החדר, K2 - בידוד תרמי של קירות, K3 - היחס בין שטח החלונות לאזור הרצפה, K4 - ממוצע מינוס הטמפרטורה בשבוע הקר ביותר בחורף, K5 - מספר הקירות החיצוניים של החדר (שהוא "מחוץ" ברחוב), K6 - הסוג של מתקנים עליונים, K7 - גובה תקרה.

זוהי הגרסה המדויקת ביותר של חישוב מספר סעיפים. מטבע הדברים, העיגול של תוצאות החישוב השבר הוא תמיד ביצע למספר השלם הקרוב.

חישוב הידראולי של אספקת מים

כמובן, "ציור" החישוב של חום לחימום לא יכול להיות שלם בלי חישוב מאפיינים כגון נפח ומהירות נוזל קירור. ברוב המקרים, את נוזל הקירור מבצע מים רגילים במצב צבירה נוזלי או גזים.

חישוב ההיקף במעגל כפול דוד מחומם מים כדי לספק לדיירים עם מים חמים לחימום נוזל הקירור, זה נעשה על ידי הוספת נפח פנימי של מעגל החימום ואת הצרכים האמיתיים של המשתמשים ב- מחוממת מים.

היקף מים חמים במערכת החימום מחושב לפי הנוסחה:

W = k * Pשם

• W - נפח של ספק חום;
• P - כוח החימום של הדוד;
• k - יחס כוח (מספר ליטרים ליחידת כוח שווה 13.5, טווח - 10-15 L).

כתוצאה מכך, את הנוסחה הסופית היא כדלקמן:

W = 13.5 * P

מהירות נוזל קירור - מערכת חימום הערכה דינמית סופית המאפיינת את קצב זרימת נוזל במערכת.

ערך זה עוזר להעריך את הסוג ואת קוטר הצינור:

V = (0.86 * P * μ) / ΔTשם

• P - פלט דוד;
• μ - היעילות של הדוד;
• ΔT - הבדלי הטמפרטורה בין תשואת המים ומים המסופקת הזרימה.

באמצעות השיטות לעיל חישוב הידראוליהוא מסוגל לקבל את הפרמטרים האמיתיים, שהם "הבסיס" של העתיד של מערכת החימום.

חישוב תרמי דוגמה

כדוגמא, החישוב התרמי של מניות הוא בית חד קומה רגילה עם ארבעה חדרי מגורים, מטבח, חדר אמבטיה, "גן החורף" ומחסן.

נסמן את הפרמטרים הראשוניים של הבית, הכרחיים לצורך החישוב.

ממדי בנייה:

• גובה הרצפה - 3 מ ';
• חזית קופסה קטנה האחורי של הבניין ב 1470 * 1420mm;
• חזית חלון גדול 2080 * 1420mm;
• דלת כניסה 2000 * 900 מ"מ;
• החלק האחורי של הדלת (גישה למרפסת) 2000 * 1400 (700 + 700) מ"מ.

הרוחב הכולל של 9.5 מטרים של הבנייה²אורך, 16 מ '². יהיה מחומם רק בחדרי מגורים (4 יח '.), חדר אמבטיה ומטבח.

אנחנו מתחילים עם חישוב השטח של חומר הומוגני:

• שטח רצפה - 152 מ '²;
• שטח גג - 180 מ '²אם ניקח בחשבון את גובה רוחב 1.3 מ 'ו בעליית הגג של הריצה - 4 מ';
• אזור Window - 3 * 1.47 * 1.42 + 2.08 * 1.42 = 9.22 מ '²;
• אזור Door - 2 * 0.9 + 2 * 2 * 1.4 = 7.4 מ '².

שטח הקירות החיצוניים יהיה שווה 51 * 3-9.22-7.4 = 136.38 מ '².

אנו פונים אל חישוב ההפסדים חום בכל חומר:

• Q_רצפה= S * ΔT * K / D = 152 * 20 * 0.2 / 1.7 = 357.65 W;
• Q_גג= 180 * 40 * 0.1 / 0.05 = 14,400 W;
• Q_חלון= 9.22 * 40 * 0.36 / 0.5 = 265.54 W;
• Q_דלתות= 7.4 * 40 * 0.15 / 0.75 = 59.2 וואט;

ו- Q_קיר שווה ערך ל 136.38 * 40 * 0.25 / 0.3 = 4546. הסכום של כל איבוד חום יהיה 19628.4 וואט.

כתוצאה מכך, אנו מחשבים את תפוקת החום: P_דוד= Q_הפסד* S_{otapliv_komnat}* K / 100 = 19628.4 * (10.4 + 10.4 + 13.5 + 27.9 + 14.1 + 7.4) * 1.25 / 100 = 19628.4 * 83.7 * 1.25 / 100 = 20536.2 = 21 כ"ס.

חישוב מספר חלקים לרדיאטורים proizvedom עבור באחד החדרים. במשך כל החישובים האחרים דומים. לדוגמה, בפינת החדר (בפינה השמאלית התחתונה של המעגל) בשטח של 10.4 m2.

לפיכך, N = (100 * K1 * K2 * K3 K4 * * * K5 K6 K7 *) / C = (100 * 10.4 * 1.0 * 1.0 * 0.9 * 1.3 * 1.2 * 1.0 * 1.05) /180=8.5176=9.

רדיאטור לחימום החדר הזה 9 צריך לחמם חלקים העברת 180 וואט.

אנו להמשיך לסכום החישוב במערכת הקירור - W = 13.5 * P = 13.5 * 21 = 283.5 ליטר. לפיכך, מהירות הזרימה תהיה: V = (0.86 * P * μ) / ΔT = (0,86 * 21000 * 0,9) /20=812.7 l.

כתוצאה מכך, מהפכה מוחלטת של כל נפח נוזל הקירור במערכת תהיה שווה 2.87 פעמים בתוך שעה אחת.

מבחר מאמרים על חישובים תרמיים יסייעו לקבוע את הפרמטרים המדויקים של האלמנטים של מערכת החימום:

1. חישוב של מערכת החימום של בית פרטי: כללים ודוגמאות חישוב
2. חישוב תרמי של המבנה: וספציפיות של חישובי ביצוע נוסחא + דוגמאות מעשיות

מסקנות וסרטי וידאו שימושי בנושא

חישוב פשוט של מערכת החימום לבתים פרטיים מוצג הסקירה הכללית הבאה:

כל הדקויות ומבנים חומים מוטעת שיטות נפוצה מוצגים להלן:

אפשרות נוספת לחישוב זליגת החום בבית פרטי טיפוסי:

סרט זה מספר על התכונות של מחזור אנרגיה מובילה לבתי חימום:

חישוב תרמי של מערכת החימום הוא פרט, יש צורך לבצע במיומנות ובדייקנות. החישוב המדויק יותר להתבצע, פחות יצטרך לשלם לבעלי בית כפרי בפעולה.

יש לך ניסיון בתכנון תרמי של מערכת החימום? או יש לך שאלות בנושא? אנא שתפו את חוות דעתך להשאיר תגובות. יחידת המשוב ממוקמת מתחת.