Ilmalämmityksen laskenta: perusperiaatteet + laskentaesimerkki

Lämmitysjärjestelmän asennus on mahdotonta ilman alustavia laskelmia.Saatujen tietojen on oltava mahdollisimman tarkkoja, joten asiantuntijat tekevät ilmalämmityslaskelmat erityisohjelmilla ottaen huomioon suunnittelun vivahteet.

Ilmalämmitysjärjestelmän (jäljempänä ilmalämmitysjärjestelmä) voit laskea itse, kun sinulla on perustiedot matematiikasta ja fysiikasta.

Tässä materiaalissa kerromme kuinka laskea lämpöhäviön taso kotona ja lämpöhäviöjärjestelmä. Jotta kaikki olisi mahdollisimman selvää, annetaan erityisiä esimerkkejä laskelmista.

Kodin lämpöhäviön laskenta

Lämmitysjärjestelmän valitsemiseksi on tarpeen määrittää järjestelmän ilman määrä, ilman alkulämpötila ilmakanavassa huoneen optimaalista lämmitystä varten. Tämän tiedon saamiseksi sinun on laskettava talon lämpöhäviö ja aloitettava peruslaskelmat myöhemmin.

Jokainen rakennus menettää lämpöenergiaa kylmällä säällä. Enimmäismäärä sitä poistuu huoneesta seinien, katon, ikkunoiden, ovien ja muiden ympäröivien osien kautta (jäljempänä OK) toiselle puolelle kadulle päin.

Varmistaaksesi tietyn lämpötilan talossa, sinun on laskettava lämpöteho, joka voi kompensoida lämpökustannuksia ja ylläpitää haluttu lämpötila.

On väärinkäsitys, että lämpöhäviöt ovat samat jokaisessa kodissa.Jotkut lähteet väittävät, että 10 kW riittää lämmittämään minkä tahansa kokoonpanon pientä taloa, toiset rajoitetaan 7-8 kW:iin neliömetriä kohti. mittari.

Yksinkertaistetun laskentakaavan mukaan 10 m välein² Pohjoisten alueiden ja keskivyöhykkeen alueiden hyödynnettävästä alueesta tulisi olla 1 kW lämpötehoa. Tämä kunkin rakennuksen yksilöllinen luku kerrotaan kertoimella 1,15, mikä luo lämpövoimavaran odottamattomien häviöiden varalta.

Tällaiset arviot ovat kuitenkin melko karkeita, eikä niissä oteta huomioon talon rakentamisessa käytettyjen materiaalien ominaisuuksia, ominaisuuksia, ilmasto-olosuhteita ja muita lämpökustannuksiin vaikuttavia tekijöitä.

Lämpöhäviön määrä riippuu koteloivan elementin pinta-alasta ja kunkin sen kerroksen lämmönjohtavuudesta. Suurin määrä lämpöenergiaa poistuu huoneesta seinien, lattian, katon ja ikkunoiden kautta

Jos talon rakentamisessa käytettiin nykyaikaisia ​​rakennusmateriaaleja materiaalien lämmönjohtavuus jotka ovat pieniä, rakenteen lämpöhäviö on pienempi, mikä tarkoittaa, että tarvitaan vähemmän lämpötehoa.

Jos otat lämmityslaitteita, jotka tuottavat enemmän tehoa kuin on tarpeen, ilmaantuu ylimääräistä lämpöä, joka yleensä kompensoidaan ilmanvaihdolla. Tässä tapauksessa syntyy ylimääräisiä taloudellisia kustannuksia.

Jos LVI:lle valitaan pienitehoiset laitteet, huoneessa on pulaa lämmöstä, koska laite ei pysty tuottamaan vaadittua energiamäärää, mikä vaatii lisälämmitysyksiköiden ostamisen.

Polyuretaanivaahdon, lasikuitujen ja muiden nykyaikaisten eristysmateriaalien käyttö mahdollistaa huoneen maksimaalisen lämmöneristyksen

Rakennuksen lämpökustannukset riippuvat:

• ympäröivien elementtien rakenne (seinät, katot jne.), niiden paksuus;
• lämmitetty pinta-ala;
• suuntaus suhteessa kardinaalisiin suuntiin;
• vähimmäislämpötila ikkunan ulkopuolella alueella tai kaupungissa 5 talvipäivän ajan;
• lämmityskauden kesto;
• tunkeutumisprosessit, ilmanvaihto;
• kotimaan lämmön nousu;
• lämmönkulutus kotitalouksien tarpeisiin.

On mahdotonta laskea oikein lämpöhäviöitä ottamatta huomioon tunkeutumista ja ilmanvaihtoa, jotka vaikuttavat merkittävästi kvantitatiiviseen komponenttiin. Infiltraatio on luonnollinen ilmamassojen liikkumisprosessi, joka tapahtuu ihmisten liikkuessa huoneessa, ikkunoiden avaamisen yhteydessä ilmanvaihtoa ja muita kotitalousprosesseja varten.

Ilmanvaihto on erityisesti asennettu järjestelmä, jonka kautta ilmaa syötetään ja ilma pääsee huoneeseen alhaisemmassa lämpötilassa.

Ilmanvaihto poistaa 9 kertaa enemmän lämpöä kuin luonnollinen tunkeutuminen

Lämpöä ei tule huoneeseen vain lämmitysjärjestelmän kautta, vaan myös sähkölaitteiden, hehkulamppujen ja ihmisten kautta. On myös tärkeää ottaa huomioon lämmönkulutus kadulta tuotujen kylmien tavaroiden ja vaatteiden lämmittämiseen.

Ennen kuin valitset varusteet SVO:lle, lämmitysjärjestelmän suunnittelu On tärkeää laskea lämpöhäviö kotona suurella tarkkuudella. Tämä voidaan tehdä käyttämällä ilmaista Valtec-ohjelmaa. Jotta et syventyisi sovelluksen monimutkaisuuteen, voit käyttää matemaattisia kaavoja, jotka tarjoavat suuren laskennan tarkkuuden.

Asunnon kokonaislämpöhäviöiden Q laskemiseksi on tarpeen laskea ulkorakennusten lämpökustannukset Q_org.k, energiankulutus tuuletukseen ja tunkeutumiseen Q_v, ota huomioon kotitalouskulut Q_t. Häviöt mitataan ja kirjataan watteina.

Laske kokonaislämmönkulutus Q käyttämällä kaavaa:

Q = Q_org.k +Q_v — Q_t

Harkitse seuraavaksi kaavoja lämpökustannusten määrittämiseksi:

K_org.k ,Q_v,Q_t.

Sulkurakenteiden lämpöhäviön määritys

Suurin määrä lämpöä karkaa talon sisäosien (seinät, ovet, ikkunat, katto ja lattia) kautta. Määrittääksesi Q_org.k on tarpeen laskea erikseen kunkin rakenneosan aiheuttama lämpöhäviö.

Eli Q_org.k lasketaan kaavalla:

K_org.k = Q_pol +Q_st +Q_okn +Q_pt +Q_dv

Talon kunkin elementin Q:n määrittämiseksi sinun on tiedettävä sen rakenne ja lämmönjohtavuuskerroin tai lämmönkestävyyskerroin, joka on ilmoitettu materiaalipassiin.

Lämpökustannusten laskemiseksi otetaan huomioon lämmöneristykseen vaikuttavat kerrokset. Esimerkiksi eristys, muuraus, verhous jne.

Lämpöhäviöiden laskeminen tapahtuu jokaiselle sulkuelementin homogeeniselle kerrokselle. Esimerkiksi jos seinä koostuu kahdesta erilaisesta kerroksesta (eriste ja muuraus), laskenta tehdään erikseen eristeelle ja muuraukselle.

Kerroksen lämmönkulutus lasketaan ottaen huomioon huoneen haluttu lämpötila lausekkeella:

K_st = S × (t_v -t_n) × B × l/k

Lausekkeessa muuttujilla on seuraava merkitys:

• S-kerroksen pinta-ala, m²;
• t_v – haluttu lämpötila talossa, °C; kulmahuoneissa lämpötila otetaan 2 astetta korkeammaksi;
• t_n — alueen kylmimmän viiden päivän jakson keskilämpötila, °C;
• k on materiaalin lämmönjohtavuuskerroin;
• B – sulkuelementin jokaisen kerroksen paksuus, m;
• l – taulukkoparametri, ottaa huomioon lämmönkulutuksen erityispiirteet eri puolilla maailmaa sijaitseville OK:ille.

Jos ikkunat tai ovet on rakennettu seinään, jolle lasketaan, niin laskettaessa Q:ta on vähennettävä ikkunan tai oven pinta-ala kokonaisalasta OK, koska niiden lämmönkulutus on erilainen.

Ikkunoiden tai ovien teknisissä tiedoissa on joskus ilmoitettu lämmönsiirtokerroin D, minkä ansiosta laskelmia voidaan yksinkertaistaa

Lämpövastuskerroin lasketaan kaavalla:

D = B/k

Yhden kerroksen lämpöhäviön kaava voidaan esittää seuraavasti:

K_st = S × (t_v -t_n) × D × l

Käytännössä lattioiden, seinien tai kattojen Q:n laskemiseksi kunkin OK-kerroksen D-kertoimet lasketaan erikseen, lasketaan yhteen ja korvataan yleiskaavalla, mikä yksinkertaistaa laskentaprosessia.

Infiltraatio- ja ilmanvaihtokustannusten huomioiminen

Alhaisen lämpötilan ilma voi päästä huoneeseen ilmanvaihtojärjestelmästä, mikä vaikuttaa merkittävästi lämpöhäviöön. Tämän prosessin yleinen kaava on:

K_v = 0,28 × L_n × s_v × c × (t_v -t_n)

Lausekkeessa aakkosellisilla merkeillä on merkitys:

• L_n – tuloilmavirta, m³/h;
• s_v — ilman tiheys huoneessa tietyssä lämpötilassa, kg/m³;
• t_v – talon lämpötila, °C;
• t_n — alueen kylmimmän viiden päivän jakson keskilämpötila, °C;
• c on ilman lämpökapasiteetti, kJ/(kg*°C).

Parametri L_n otettu ilmanvaihtojärjestelmän teknisistä ominaisuuksista. Useimmissa tapauksissa tuloilman vaihdon ominaisvirtausnopeus on 3 m³/h, jonka perusteella L_n lasketaan kaavalla:

L_n = 3 × S_pol

Kaavassa S_pol - kerrosala, m².

Sisäilman tiheys s_v määräytyy lausekkeella:

s_v = 353/273+t_v

Tässä t_v – talon asetettu lämpötila, mitattuna °C.

Lämpökapasiteetti c on vakio fysikaalinen suure ja on 1,005 kJ/(kg × °C).

Luonnollisella ilmanvaihdolla kylmä ilma pääsee sisään ikkunoista ja ovista ja syrjäyttäen lämmön savupiipun kautta

Järjestämätön ilmanvaihto tai tunkeutuminen määritetään kaavalla:

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

Yhtälössä:

• G_h — Ilmavirta kunkin aidan läpi on taulukkoarvo, kg/h;
• k_t — lämpöilmavirran vaikutuskerroin, otettu taulukosta;
• t_v ,t_n — säädetyt lämpötilat sisällä ja ulkona, °C.

Ovia avattaessa syntyy merkittävin ilmalämpöhäviö, joten jos sisäänkäynti on varustettu ilmalämpöverhoilla, ne tulee myös ottaa huomioon.

Lämpöverho on pitkänomainen puhallin, joka tuottaa voimakkaan virtauksen ikkunassa tai oviaukossa. Se minimoi tai käytännössä eliminoi lämpöhäviön ja ilman tunkeutumisen kadulta, vaikka ovi tai ikkuna olisi auki

Ovien lämpöhäviön laskemiseen käytetään kaavaa:

K_ot.d = Q_dv × j × H

Ilmaisussa:

• K_dv — ulko-ovien laskettu lämpöhäviö;
• H – rakennuksen korkeus, m;
• j on taulukkomuotoinen kerroin ovien tyypistä ja niiden sijainnista riippuen.

Jos talossa on järjestetty ilmanvaihto tai tunkeutuminen, laskelmat tehdään käyttämällä ensimmäistä kaavaa.

Ympäröivien rakenneosien pinta voi olla heterogeeninen - voi olla halkeamia ja vuotoja, joiden läpi ilma kulkee. Näitä lämpöhäviöitä pidetään merkityksettöminä, mutta ne voidaan myös määrittää.Tämä voidaan tehdä yksinomaan ohjelmistomenetelmillä, koska joitain toimintoja on mahdotonta laskea ilman sovelluksia.

Tarkimman kuvan todellisesta lämpöhäviöstä antaa kodin lämpökuvaus. Tämän diagnostisen menetelmän avulla voit tunnistaa piilotetut rakennusvirheet, lämpöeristyksen reiät, putkiston vuodot, jotka vähentävät rakennuksen lämpötehoa ja muita vikoja.

Kotimaan lämmön nousu

Lisälämpöä tulee huoneeseen sähkölaitteiden, ihmiskehon ja lamppujen kautta, mikä huomioidaan myös lämpöhäviöitä laskettaessa.

On kokeellisesti osoitettu, että tällaiset tulot eivät saa ylittää 10 W per 1 m². Siksi laskentakaava voi näyttää tältä:

K_t = 10 × S_pol

Ilmaisussa S_pol - kerrosala, m².

Perusmenetelmä SVO:n laskemiseen

Minkä tahansa ilmanjäähdyttimen perustoimintaperiaate on lämpöenergian siirto ilman kautta jäähdyttämällä jäähdytysnestettä. Sen pääelementit ovat lämpögeneraattori ja lämpöputki.

Huoneeseen syötetään ilmaa, joka on jo lämmitetty lämpötilaan t_rhalutun lämpötilan ylläpitämiseksi t_v. Siksi kertyneen energian määrän on oltava yhtä suuri kuin rakennuksen kokonaislämpöhäviö, eli Q. Yhtälö pätee:

Q = E_{o t} × c×(t_v -t_n)

Kaavassa E on lämmitetyn ilman virtausnopeus kg/s huoneen lämmittämiseksi. Tasa-arvosta voimme ilmaista E_{o t}:

E_{o t} = Q/ (c × (t_v -t_n))

Muistetaan, että ilman lämpökapasiteetti on c=1005 J/(kg×K).

Kaava määrittelee yksinomaan kiertoilmajärjestelmissä (jäljempänä RSVO) vain lämmitykseen käytettävän tuloilman määrän.

Tulo- ja kierrätysjärjestelmissä osa ilmasta otetaan kadulta ja toinen osa huoneesta. Molemmat osat sekoitetaan ja toimitetaan huoneeseen kuumennuksen jälkeen vaadittuun lämpötilaan

Jos ilmanjäähdytintä käytetään ilmanvaihdona, syötettävän ilman määrä lasketaan seuraavasti:

• Jos lämmitettävän ilman määrä ylittää ilmanvaihdon määrän tai on yhtä suuri, otetaan lämmitysilman määrä huomioon ja järjestelmä valitaan suoravirtaukseksi (jäljempänä PCVO) tai osittainen kierrätys (jäljempänä CHRSVO).
• Jos lämmitettävän ilman määrä on pienempi kuin ilmanvaihtoon tarvittava ilmamäärä, otetaan huomioon vain ilmanvaihtoon tarvittava ilmamäärä, otetaan käyttöön PSVO (joskus - PRVO) ja syötettävän ilman lämpötila. lasketaan kaavalla: t_r = t_v + Q/c × E_tuuletus.

Jos ilmaisin t ylittää_r sallitut parametrit, ilmanvaihdon kautta tulevan ilman määrää tulee lisätä.

Jos huoneessa on jatkuvan lämmöntuoton lähteitä, tuloilman lämpötila laskee.

Kytketyt sähkölaitteet tuottavat noin 1 % huoneen lämmöstä. Jos yksi tai useampi laite toimii jatkuvasti, niiden lämpöteho on otettava huomioon laskelmissa

Yhden hengen huoneessa osoitin t_r voi osoittautua erilaiseksi. Teknisesti on mahdollista toteuttaa ajatus eri lämpötilojen toimittamisesta yksittäisiin huoneisiin, mutta on paljon helpompaa toimittaa samanlämpöistä ilmaa kaikkiin huoneisiin.

Tässä tapauksessa kokonaislämpötila t_r ota se, joka osoittautuu pienimmäksi. Sitten syötettävän ilman määrä lasketaan käyttämällä kaavaa, joka määrittää E_{o t}.

Seuraavaksi määritämme kaavan tulevan ilman tilavuuden laskemiseksi V_{o t} sen lämmityslämpötilassa t_r:

V_{o t} = E_{o t}/s_r

Vastaus on kirjoitettu kirjaimella m³/h.

Kuitenkin ilmanvaihto huoneessa V_s eroaa arvosta V_{o t}, koska se on määritettävä sisäisen lämpötilan t perusteella_v:

V_{o t} = E_{o t}/s_v

V:n määrityskaavassa_s ja V_{o t} ilman tiheyden osoittimet s_r ja p_v (kg/m³) lasketaan ottaen huomioon lämmitetyn ilman lämpötila t_r ja huoneenlämpötila t_v.

Tulohuoneen lämpötila t_r on oltava suurempi kuin t_v. Tämä vähentää syötettävän ilman määrää ja pienentää luonnollisesti liikkuvien järjestelmien kanavien kokoa tai pienentää sähkökustannuksia, jos lämmitettyä ilmamassaa kierrätetään mekaanisella stimulaatiolla.

Perinteisesti huoneeseen tulevan ilman enimmäislämpötilan tulee olla 70 °C, kun se syötetään yli 3,5 metrin korkeudelta. Jos ilmaa syötetään alle 3,5 m korkeudella, sen lämpötila on yleensä 45 ° C.

2,5 metrin korkeudessa asuintiloissa sallittu lämpötilaraja on 60 °C. Kun lämpötila asetetaan korkeammalle, ilmakehä menettää ominaisuutensa ja ei sovellu hengitettäväksi.

Jos ilmalämpöverhot sijaitsevat ulkoporteissa ja ulospäin päin olevissa aukoissa, niin tuloilman lämpötila on sallittu 70 °C, ulko-ovissa sijaitseville verhoille enintään 50 °C.

Syötettyyn lämpötilaan vaikuttavat ilmansyöttötavat, suihkun suunta (pysty, kalteva, vaaka jne.). Jos huoneessa on aina ihmisiä, tuloilman lämpötila tulee laskea 25 °C:een.

Alustavien laskelmien tekemisen jälkeen voit määrittää tarvittavan lämmönsyötön ilman lämmittämiseen.

RSVO:lle lämpökustannukset Q₁ lasketaan lausekkeella:

K₁ = E_{o t} × (t_r -t_v) × c

PSVO-laskentaa varten Q₂ valmistettu kaavan mukaan:

K₂ = E_tuuletus × (t_r -t_v) × c

Lämmönkulutus Q₃ FER löytyy yhtälöstä:

K₃ = [E_{o t} ×(t_r -t_v) + E_tuuletus × (t_r -t_v)]×c

Kaikissa kolmessa ilmaisussa:

• E_{o t} ja E_tuuletus — ilmavirtaus kg/s lämmitykseen (E_{o t}) ja ilmanvaihto (E_tuuletus);
• t_n — ulkoilman lämpötila °C.

Muut muuttujien muut ominaisuudet ovat samat.

CHRSVO:ssa kierrätettävän ilman määrä määritetään kaavalla:

E_rec = E_{o t} —E_tuuletus

Muuttuja E_{o t} ilmaisee lämpötilaan t lämmitetyn sekailman määrän_r.

PSVO:ssa on ominaispiirre luonnollisella impulssilla - liikkuvan ilman määrä vaihtelee ulkolämpötilan mukaan. Jos ulkolämpötila laskee, järjestelmän paine kasvaa. Tämä lisää ilmavirtaa taloon. Jos lämpötila nousee, tapahtuu päinvastainen prosessi.

Myös ilmanjäähdyttimissä, toisin kuin ilmanvaihtojärjestelmissä, ilma liikkuu pienemmällä ja vaihtelevalla tiheydellä verrattuna ilmakanavia ympäröivän ilman tiheyteen.

Tämän ilmiön vuoksi tapahtuu seuraavia prosesseja:

1. Generaattorista tuleva ilmakanavien läpi kulkeva ilma jäähtyy huomattavasti liikkuessaan
2. Luonnollisen liikkeen myötä huoneeseen tulevan ilman määrä muuttuu lämmityskauden aikana.

Yllä olevia prosesseja ei oteta huomioon, jos ilmankiertojärjestelmä käyttää tuulettimia ilman kierrättämiseen, sillä sen pituus ja korkeus on myös rajoitettu.

Jos järjestelmässä on monia haaroja, se on melko laaja ja rakennus on suuri ja korkea, on tarpeen vähentää ilman jäähdytysprosessia ilmakanavissa, vähentää luonnollisen kiertopaineen vaikutuksesta tulevan ilman uudelleenjakautumista.

Laajennettujen ja haarautuneiden ilmalämmitysjärjestelmien tarvittavaa tehoa laskettaessa on otettava huomioon paitsi luonnollinen ilmamassan jäähdytysprosessi ilmakanavan läpi liikkuessa, myös ilmamassan luonnollisen paineen vaikutus, kun kulkee kanavan läpi

Ilman jäähdytysprosessin ohjaamiseksi suoritetaan ilmakanavien lämpölaskelmat. Tätä varten sinun on asetettava ilman alkuperäinen lämpötila ja selvennettävä sen virtaus kaavoilla.

Laske lämpövirta Q_ohl käytä kaavaa ilmakanavan seinien läpi, jonka pituus on l:

K_ohl = q₁ × l

Lausekkeessa arvo q₁ tarkoittaa lämpövirtaa, joka kulkee 1 m pituisen ilmakanavan seinien läpi. Parametri lasketaan lausekkeella:

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

Yhtälössä D₁ - lämmönsiirtovastus lämmitetystä ilmasta keskilämpötilalla t_sr alueen S kautta₁ 1 m pituisen ilmakanavan seinät huoneessa lämpötilassa t_v.

Lämpötasapainon yhtälö näyttää tältä:

q₁l = E_{o t} × c × (t_nach -t_r)

Kaavassa:

• E_{o t} — huoneen lämmittämiseen tarvittava ilmamäärä, kg/h;
• c on ilman ominaislämpökapasiteetti, kJ/(kg °C);
• t_nac — ilman lämpötila ilmakanavan alussa, °C;
• t_r — huoneeseen päästetyn ilman lämpötila, °C.

Lämpötasapainoyhtälön avulla voit asettaa ilman alkulämpötilan ilmakanavassa tietyssä loppulämpötilassa ja päinvastoin selvittää lopullisen lämpötilan tietyssä alkulämpötilassa sekä määrittää ilmavirran.

Lämpötila t_nach löytyy myös kaavalla:

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

Tässä η on osa Q:ta_ohl, joka saapuu huoneeseen, on laskelmissa nolla. Muiden muuttujien ominaisuudet mainittiin edellä.

Jalostettu kuuman ilman kulutuksen kaava näyttää tältä:

Eot = (Q + (1 - η) × Q_ohl)/(c × (t_sr -t_v))

Kaikki lausekkeen kirjainarvot määriteltiin yllä. Siirrytään tarkastelemaan esimerkkiä ilmalämmityksen laskemisesta tietylle talolle.

Esimerkki kodin lämpöhäviön laskemisesta

Kyseinen talo sijaitsee Kostroman kaupungissa, jossa ulkolämpötila on kylmimmän viiden päivän aikana -31 astetta, maan lämpötila on +5 °C. Haluttu huonelämpötila on +22 °C.

Harkitsemme taloa, jonka mitat ovat seuraavat:

• leveys - 6,78 m;
• pituus - 8,04 m;
• korkeus - 2,8 m.

Arvoja käytetään ympäröivien elementtien pinta-alan laskemiseen.

Laskelmia varten on kätevintä piirtää talosuunnitelma paperille, jossa ilmoitetaan rakennuksen leveys, pituus, korkeus, ikkunoiden ja ovien sijainti, niiden mitat

Rakennuksen seinät koostuvat:

• hiilihapotettu betoni, paksuus B=0,21 m, lämmönjohtavuuskerroin k=2,87;
• vaahtomuovi B = 0,05 m, k = 1,678;
• pintatiili B=0,09 m, k=2,26.

Kun määrität k:n, sinun tulee käyttää taulukoiden tietoja tai vielä paremmin teknisen tiedotteen tietoja, koska eri valmistajien materiaalien koostumukset voivat vaihdella ja siksi niillä on erilaiset ominaisuudet.

Teräsbetonilla on korkein lämmönjohtavuus, mineraalivillalaatoilla alhaisin, joten niitä käytetään tehokkaimmin lämpimien talojen rakentamisessa

Talon lattia koostuu seuraavista kerroksista:

• hiekka, B = 0,10 m, k = 0,58;
• murskattu kivi, B = 0,10 m, k = 0,13;
• betoni, B = 0,20 m, k = 1,1;
• ekovillaeristys, B=0,20 m, k=0,043;
• lujitettu tasoite, B=0,30 m k=0,93.

Yllä olevassa talosuunnitelmassa lattia on rakenteeltaan sama koko alueella, kellaria ei ole.

Katto koostuu:

• mineraalivilla, B = 0,10 m, k = 0,05;
• kipsilevy, B = 0,025 m, k = 0,21;
• mäntypaneelit, B=0,05 m, k=0,35.

Katosta ei ole pääsyä ullakolle.

Talossa on vain 8 ikkunaa, kaikki kaksikammioisia K-lasia, argonia, D = 0,6. Kuuden ikkunan mitat ovat 1,2x1,5 m, yksi - 1,2x2 m, yksi - 0,3x0,5 m. Ovien mitat ovat 1x2,2 m, passin mukainen D-arvo 0,36.

Seinien lämpöhäviöiden laskeminen

Laskemme lämpöhäviöt jokaiselle seinälle erikseen.

Etsitään ensin pohjoisen muurin alue:

S_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

Seinässä ei ole oviaukkoja tai ikkuna-aukkoja, joten käytämme laskelmissa tätä S-arvoa.

OK:n lämpökustannusten laskemiseksi yhteen pääsuunnasta on tarpeen ottaa huomioon selventävät kertoimet

Seinän koostumuksen perusteella sen kokonaislämpövastus on yhtä suuri:

D_s.sten = D_gb +D_pn +D_kr

Löytääksemme D käytämme kaavaa:

D = B/k

Sitten, korvaamalla alkuperäiset arvot, saamme:

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

Laskennassa käytämme kaavaa:

K_st = S × (t_v -t_n) × D × l

Ottaen huomioon, että pohjoisen seinän kerroin l on 1,1, saadaan:

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

Eteläseinässä on yksi ikkuna, jossa on alue:

S_{okei 3} = 0.5 × 0.3 = 0.15

Siksi laskelmissa on välttämätöntä vähentää S-ikkuna eteläseinän S:stä, jotta saadaan tarkimmat tulokset.

S_yuj.s = 22.51 — 0.15 = 22.36

Parametri l eteläsuunnassa on yhtä suuri kuin 1. Sitten:

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

Itä- ja länsiseinillä selkeytyskerroin on l=1,05, joten riittää, että lasketaan pinta-ala OK ottamatta huomioon S-ikkunoita ja ovia.

S_ok1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8

S_okei2 = 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

Sitten:

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

Lopulta seinien kokonaismäärä Q on yhtä suuri kuin kaikkien seinien Q summa, eli:

K_sten = 184 + 166 + 176 = 526

Yhteensä lämpöä karkaa seinien läpi 526 W.

Lämpöhäviö ikkunoiden ja ovien kautta

Talosuunnitelman mukaan ovet ja 7 ikkunaa ovat itään ja länteen, joten parametri l=1,05. 7 ikkunan kokonaispinta-ala, ottaen huomioon yllä olevat laskelmat, on yhtä suuri:

S_okn = 10.8 + 2.4 = 13.2

Heille Q, kun otetaan huomioon se tosiasia, että D = 0,6, lasketaan seuraavasti:

K_{ok 4} = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

Lasketaan eteläisen ikkunan Q (l=1).

K_ok5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

Oville D=0,36 ja S=2,2, l=1,05, niin:

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

Lasketaan yhteen tuloksena olevat lämpöhäviöt ja saadaan:

K_ok+dv = 630 + 43 + 5 = 678

Seuraavaksi määritämme Q katolle ja lattialle.

Katon ja lattian lämpöhäviön laskenta

Katolle ja lattialle l=1. Lasketaan niiden pinta-ala.

S_pol = S_potti = 6.78 × 8.04 = 54.51

Ottaen huomioon lattian koostumuksen määritämme yleisen D.

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

Sitten lattian lämpöhäviöt, ottaen huomioon, että maan lämpötila on +5, ovat yhtä suuret:

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

Lasketaan katon kokonais D:

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

Silloin katon Q on yhtä suuri:

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

Kokonaislämpöhäviö OK:n kautta on yhtä suuri:

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

Kaikkiaan talon lämpöhäviö on 13054 W eli lähes 13 kW.

Lämpö- ja ilmanvaihtohäviöiden laskenta

Huone tuuletetaan tietyllä ilmanvaihtonopeudella 3 m³/h, sisäänkäynti on varustettu ilmalämpökatuksella, joten laskelmiin riittää käyttää kaavaa:

K_v = 0,28 × L_n × s_v × c × (t_v -t_n)

Lasketaan ilman tiheys huoneessa annetussa +22 asteen lämpötilassa:

s_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Parametri L_n yhtä suuri kuin ominaiskulutuksen tulo kerrosalalla, eli:

L_n = 3 × 54.51 = 163.53

Ilman c lämpökapasiteetti on 1,005 kJ/(kg× °C).

Ottaen huomioon kaikki tiedot, löydämme Q-ilmanvaihdon:

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

Ilmanvaihdon kokonaislämmönkulutus on 3000 W tai 3 kW.

Kotitalouksien lämmönnousu

Kotitalouden tulot lasketaan kaavalla.

K_t = 10 × S_pol

Eli korvaamalla tunnetut arvot saadaan:

K_t = 54.51 × 10 = 545

Yhteenvetona voimme nähdä, että talon kokonaislämpöhäviö Q on yhtä suuri:

Q = 13054 + 3000 – 545 = 15509

Otetaan käyttöarvoksi Q=16000 W tai 16 kW.

Esimerkkejä SVO:n laskelmista

Anna tuloilman lämpötilan (t_r) - 55 °C, haluttu huonelämpötila (t_v) - 22 °C, talon lämpöhäviö (Q) - 16000 W.

Ilmamäärän määritys RSVO:lle

Määrittää syötettävän ilman massa lämpötilassa t_r Käytetty kaava on:

E_{o t} = Q/(c × (t_r -t_v)) 

Korvaamalla parametriarvot kaavaan, saamme:

E_{o t} = 16000/(1.005 × (55 — 22)) = 483

Syötettävän ilman tilavuusmäärä lasketaan kaavalla:

V_{o t} = E_{o t} /s_r,

Missä:

s_r = 353/(273 + t_r)

Lasketaan ensin tiheys p:

s_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Sitten:

V_{o t} = 483/1.07 = 451.

Ilmanvaihto huoneessa määritetään kaavalla:

Vp = E_{o t} /s_v

Määritetään huoneen ilman tiheys:

s_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Korvaamalla arvot kaavaan, saamme:

V_s = 483/1.19 = 405

Siten ilmanvaihto huoneessa on 405 m³ tunnissa, ja syötettävän ilman tilavuuden tulee olla 451 m3³ tunnissa.

Ilmamäärän laskeminen CHRSVO:lle

Ilmamäärän laskemiseksi FER:lle otamme edellisestä esimerkistä saadut tiedot sekä t_r = 55 °С, t_v = 22 °C; Q = 16000 W.Ilmanvaihtoon tarvittava ilmamäärä, E_tuuletus= 110 m³/h. Arvioitu ulkolämpötila t_n= -31 °C.

NER:n laskemiseen käytämme kaavaa:

K₃ = [E_{o t} ×(t_r -t_v) + E_tuuletus × s_v × (t_r -t_v)] × c

Korvaamalla arvot, saamme:

K₃ = [483 × (55 — 22) + 110 × 1.19 × (55 — 31)] × 1.005 = 27000

Kierrätysilman tilavuus on 405-110=296 m³ tunnissa Lisälämmönkulutus 27000-16000=11000W.

Alkuilman lämpötilan määritys

Mekaanisen ilmakanavan resistanssi on D=0,27 ja se on otettu sen teknisistä ominaisuuksista. Ilmakanavan pituus lämmitetyn huoneen ulkopuolella on l=15 m. Määritetään Q=16 kW, sisäilman lämpötila on 22 astetta ja huoneen lämmittämiseen vaadittava lämpötila on 55 astetta.

Määrittelemme E_{o t} yllä olevien kaavojen mukaan. Saamme:

E_{o t} = 10 × 3.6 × 1000/ (1.005 × (55 — 22)) = 1085

Lämpövirtauksen arvo q₁ tulee olemaan:

q₁ = (55 — 22)/0.27 = 122

Alkulämpötila poikkeamalla η = 0 on:

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

Selvitetään keskilämpötila:

t_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Sitten:

K_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Ottaen huomioon saamamme tiedot toteamme:

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

Tästä seuraa, että kun ilma liikkuu, lämpöä häviää 4 astetta. Lämpöhäviön vähentämiseksi on tarpeen eristää putket. Suosittelemme myös lukemaan toisen artikkelimme, jossa kuvataan yksityiskohtaisesti järjestelyprosessi ilmalämmitysjärjestelmät.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Informatiivinen video energiakustannusten laskemisesta Ecxel-ohjelmalla:

CBO-laskelmat on annettava ammattilaisille, koska vain asiantuntijoilla on kokemusta, asiaankuuluvaa tietoa ja he ottavat huomioon kaikki vivahteet laskelmia tehdessään.

Onko sinulla kysyttävää, oletko löytänyt epätarkkuuksia annetuissa laskelmissa tai haluaisitko täydentää materiaalia arvokkaalla tiedolla? Jätä kommenttisi alla olevaan lohkoon.