Berekening luchtverwarming: basisprincipes + rekenvoorbeeld

Installatie van een verwarmingssysteem is onmogelijk zonder voorafgaande berekeningen.De verkregen informatie moet zo nauwkeurig mogelijk zijn, daarom worden luchtverwarmingsberekeningen uitgevoerd door experts met behulp van gespecialiseerde programma's, rekening houdend met de nuances van het ontwerp.

Het luchtverwarmingssysteem (hierna: luchtverwarmingssysteem) kunt u zelf berekenen met basiskennis van wiskunde en natuurkunde.

In dit materiaal vertellen we u hoe u het warmteverliesniveau thuis en het warmteverliessysteem kunt berekenen. Om alles zo duidelijk mogelijk te maken, worden specifieke rekenvoorbeelden gegeven.

Berekening van warmteverlies thuis

Om een ​​verwarmingssysteem te selecteren, is het noodzakelijk om de hoeveelheid lucht voor het systeem te bepalen, de begintemperatuur van de lucht in het luchtkanaal voor een optimale verwarming van de kamer. Om deze informatie te achterhalen, moet u het warmteverlies van het huis berekenen en later met basisberekeningen beginnen.

Elk gebouw verliest thermische energie tijdens koud weer. Het maximale bedrag ervan verlaat de kamer via de muren, het dak, de ramen, de deuren en andere omsluitende elementen (hierna OK genoemd), met één zijde naar de straat gericht.

Om een ​​bepaalde temperatuur in huis te garanderen, moet u het thermische vermogen berekenen dat de warmtekosten kan compenseren en behouden gewenste temperatuur.

Er bestaat een misvatting dat de warmteverliezen voor elk huis hetzelfde zijn.Sommige bronnen beweren dat 10 kW voldoende is om een ​​klein huis van welke configuratie dan ook te verwarmen, andere zijn beperkt tot 7-8 kW per vierkante meter. meter.

Volgens een vereenvoudigd rekenschema wordt elke 10 m² van het geëxploiteerde gebied in de noordelijke regio's en gebieden in de middelste zone moet worden voorzien van een levering van 1 kW thermische energie. Dit cijfer, individueel voor elk gebouw, wordt vermenigvuldigd met een factor 1,15, waardoor een reserve aan thermisch vermogen ontstaat in geval van onverwachte verliezen.

Dergelijke schattingen zijn echter nogal ruw; bovendien houden ze geen rekening met de kwaliteiten, kenmerken van de materialen die worden gebruikt bij de constructie van het huis, klimatologische omstandigheden en andere factoren die van invloed zijn op de verwarmingskosten.

De hoeveelheid verloren warmte hangt af van het oppervlak van het omhullende element en de thermische geleidbaarheid van elk van zijn lagen. De grootste hoeveelheid thermische energie verlaat de kamer via de muren, vloer, dak en ramen

Als moderne bouwmaterialen werden gebruikt bij de bouw van het huis thermische geleidbaarheid van materialen die laag zijn, dan zal het warmteverlies van de constructie kleiner zijn, wat betekent dat er minder thermisch vermogen nodig zal zijn.

Als u verwarmingsapparatuur neemt die meer stroom opwekt dan nodig is, ontstaat er overtollige warmte, die meestal wordt gecompenseerd door ventilatie. In dit geval ontstaan ​​er extra financiële kosten.

Als er voor de HVAC apparatuur met een laag vermogen wordt geselecteerd, zal er een tekort aan warmte in de kamer zijn, omdat het apparaat niet de vereiste hoeveelheid energie kan opwekken, waarvoor de aanschaf van extra verwarmingseenheden vereist is.

Door het gebruik van polyurethaanschuim, glasvezel en andere moderne isolatiematerialen kunnen we een maximale thermische isolatie van de kamer bereiken

De thermische kosten van een gebouw zijn afhankelijk van:

• structuur van omhullende elementen (muren, plafonds, enz.), hun dikte;
• verwarmd oppervlak;
• oriëntatie ten opzichte van de hoofdrichtingen;
• minimumtemperatuur buiten het raam in de regio of stad gedurende 5 winterdagen;
• duur van het stookseizoen;
• processen van infiltratie, ventilatie;
• binnenlandse warmtewinsten;
• warmteverbruik voor huishoudelijke behoeften.

Het is onmogelijk om warmteverliezen correct te berekenen zonder rekening te houden met infiltratie en ventilatie, die de kwantitatieve component aanzienlijk beïnvloeden. Infiltratie is een natuurlijk bewegingsproces van luchtmassa's dat plaatsvindt tijdens de beweging van mensen door de kamer, het openen van ramen voor ventilatie en andere huishoudelijke processen.

Ventilatie is een speciaal geïnstalleerd systeem waardoor lucht wordt aangevoerd en de lucht met een lagere temperatuur de kamer kan binnenkomen.

Ventilatie verwijdert 9 keer meer warmte dan natuurlijke infiltratie

Warmte komt de kamer niet alleen binnen via het verwarmingssysteem, maar ook via het verwarmen van elektrische apparaten, gloeilampen en mensen. Het is ook belangrijk om rekening te houden met het warmteverbruik voor het verwarmen van koude voorwerpen die van de straat worden gehaald en kleding.

Voordat u apparatuur voor SVO kiest, ontwerp van het verwarmingssysteem Het is belangrijk om het warmteverlies thuis met hoge nauwkeurigheid te berekenen. Dit kan met behulp van het gratis Valtec-programma. Om u niet te verdiepen in de fijne kneepjes van de applicatie, kunt u wiskundige formules gebruiken die een hoge nauwkeurigheid van de berekeningen bieden.

Om de totale warmteverliezen Q van een woning te berekenen, is het noodzakelijk de warmtekosten van de omringende constructies Q te berekenen_org.k, energieverbruik voor ventilatie en infiltratie Q_v, houd rekening met de huishoudelijke uitgaven Q_T. Verliezen worden gemeten en geregistreerd in Watt.

Gebruik de formule om het totale warmteverbruik Q te berekenen:

Q = Q_org.k + Vraag_v - Q_T

Overweeg vervolgens de formules voor het bepalen van de warmtekosten:

Q_org.k , Q_v,Q_T.

Bepaling van warmteverlies door omhullende constructies

De grootste hoeveelheid warmte ontsnapt via de omringende elementen van het huis (muren, deuren, ramen, plafond en vloer). Om Q te bepalen_org.k het is noodzakelijk om het warmteverlies van elk structureel element afzonderlijk te berekenen.

Dat wil zeggen, Q_org.k berekend met de formule:

Q_org.k = Q_pol + Vraag_st + Vraag_oké + Vraag_pt + Vraag_dv

Om de Q van elk element van het huis te bepalen, moet u de structuur en de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt of thermische weerstandscoëfficiënt kennen, die wordt aangegeven in het materiaalpaspoort.

Om de warmtekosten te berekenen, wordt rekening gehouden met de lagen die de thermische isolatie beïnvloeden. Denk hierbij aan isolatie, metselwerk, gevelbekleding etc.

Berekening van warmteverliezen vindt plaats voor elke homogene laag van het omhullende element. Bestaat een muur bijvoorbeeld uit twee ongelijke lagen (isolatie en metselwerk), dan wordt de berekening afzonderlijk gemaakt voor de isolatie en voor het metselwerk.

Het thermische verbruik van de laag wordt berekend rekening houdend met de gewenste temperatuur in de kamer met behulp van de uitdrukking:

Q_st = S × (t_v -T_N) × B × l/k

In een expressie hebben variabelen de volgende betekenis:

• S-laagoppervlak, m²;
• T_v – gewenste temperatuur in huis, °C; voor hoekkamers wordt de temperatuur 2 graden hoger genomen;
• T_N — gemiddelde temperatuur van de koudste vijfdaagse periode in de regio, °C;
• k is de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van het materiaal;
• B – dikte van elke laag van het omsluitende element, m;
• l – parameter in tabelvorm, houdt rekening met de eigenaardigheden van het warmteverbruik voor OK's in verschillende richtingen van de wereld.

Als er ramen of deuren in de muur zijn ingebouwd waarvoor de berekening wordt gemaakt, dan is het bij het berekenen van Q noodzakelijk om de oppervlakte van het raam of de deur af te trekken van de totale oppervlakte OK, omdat hun warmteverbruik anders zal zijn.

In het technische gegevensblad voor ramen of deuren wordt soms de warmteoverdrachtscoëfficiënt D aangegeven, waardoor berekeningen kunnen worden vereenvoudigd

De thermische weerstandscoëfficiënt wordt berekend met behulp van de formule:

D = B/k

De formule voor warmteverlies voor een enkele laag kan worden weergegeven als:

Q_st = S × (t_v -T_N) × D × l

Om de Q van vloeren, wanden of plafonds te berekenen, worden in de praktijk de D-coëfficiënten van elke OK-laag afzonderlijk berekend, opgeteld en vervangen door de algemene formule, wat het berekeningsproces vereenvoudigt.

Verantwoording van infiltratie- en ventilatiekosten

Lucht met een lage temperatuur kan via het ventilatiesysteem de kamer binnendringen, wat het warmteverlies aanzienlijk beïnvloedt. De algemene formule voor dit proces is:

Q_v = 0,28 × L_N × blz_v × c × (t_v -T_N)

In een uitdrukking hebben alfabetische tekens betekenis:

• L_N – binnenkomende luchtstroom, m³/H;
• P_v — luchtdichtheid in de kamer bij een bepaalde temperatuur, kg/m³;
• T_v – temperatuur in huis, °C;
• T_N — gemiddelde temperatuur van de koudste vijfdaagse periode in de regio, °C;
• c is de warmtecapaciteit van lucht, kJ/(kg*°C).

Parameter L_N afgeleid van de technische kenmerken van het ventilatiesysteem. In de meeste gevallen heeft de toevoerluchtuitwisseling een specifiek debiet van 3 m³/h, op basis waarvan L_N berekend met de formule:

L_N = 3 × S_pol

In formule S_pol — vloeroppervlak, m².

Luchtdichtheid binnenshuis P_v wordt bepaald door de uitdrukking:

P_v = 353/273+t_v

Hier t_v – de streeftemperatuur in de woning, gemeten in °C.

Warmtecapaciteit c is een constante fysieke grootheid en is gelijk aan 1,005 kJ/(kg × °C).

Bij natuurlijke ventilatie komt koude lucht binnen via ramen en deuren, waardoor de warmte via de schoorsteen wordt verdreven

Ongeorganiseerde ventilatie, of infiltratie, wordt bepaald door de formule:

Q_i = 0,28 × ∑G_H × c×(t_v -T_N) × k_T

In de vergelijking:

• G_H — de luchtstroom door elk hek is een tabelwaarde, kg/u;
• k_T — invloedscoëfficiënt van de thermische luchtstroom, overgenomen uit de tabel;
• T_v ,T_N — ingestelde temperaturen binnen en buiten, °C.

Wanneer de deuren worden geopend, treedt het grootste warmteverlies uit de lucht op. Als de ingang is uitgerust met lucht-thermische gordijnen, moet daar ook rekening mee worden gehouden.

Een thermisch gordijn is een langwerpige luchtverhitter die een krachtige stroom binnen een raam of deuropening genereert. Het minimaliseert of elimineert vrijwel het warmteverlies en het binnendringen van lucht vanaf de straat, zelfs als de deur of het raam open staat

Om het warmteverlies van deuren te berekenen, wordt de formule gebruikt:

Q_ot.d = Q_dv × j × H

In de uitdrukking:

• Q_dv — berekend warmteverlies van buitendeuren;
• H — bouwhoogte, m;
• j is een tabelvormige coëfficiënt afhankelijk van het type deuren en hun locatie.

Als het huis ventilatie of infiltratie heeft georganiseerd, worden berekeningen gemaakt met behulp van de eerste formule.

Het oppervlak van de omhullende structurele elementen kan heterogeen zijn - er kunnen scheuren en lekken zijn waar lucht doorheen stroomt. Deze warmteverliezen worden als onbeduidend beschouwd, maar kunnen ook worden bepaald.Dit kan uitsluitend worden gedaan met behulp van softwaremethoden, omdat het onmogelijk is om sommige functies te berekenen zonder applicaties te gebruiken.

Het meest nauwkeurige beeld van het werkelijke warmteverlies wordt verkregen door een warmtebeeldinspectie van een woning. Met deze diagnostische methode kunt u verborgen constructiefouten, gaten in de thermische isolatie, lekken in het sanitairsysteem identificeren die de thermische prestaties van het gebouw verminderen en andere defecten.

Warmtewinsten in huis

Extra warmte komt de kamer binnen via elektrische apparaten, het menselijk lichaam en lampen, waarmee ook rekening wordt gehouden bij de berekening van warmteverliezen.

Experimenteel is vastgesteld dat een dergelijk ingangsvermogen niet meer dan 10 W per 1 m mag bedragen². Daarom kan de berekeningsformule er als volgt uitzien:

Q_T = 10 × S_pol

In de uitdrukking S_pol — vloeroppervlak, m².

Basismethodologie voor het berekenen van SVO

Het basisprincipe van elke luchtkoeler is de overdracht van thermische energie door de lucht door de koelvloeistof af te koelen. De belangrijkste elementen zijn een warmtegenerator en een warmtepijp.

Er wordt lucht aangevoerd naar de ruimte die al is verwarmd tot een temperatuur t_Rom de gewenste temperatuur te behouden t_v. Daarom moet de hoeveelheid geaccumuleerde energie gelijk zijn aan het totale warmteverlies van het gebouw, dat wil zeggen Q. De gelijkheid geldt:

Q = E_ot × c×(t_v -T_N)

In formule E is het debiet van verwarmde lucht kg/s voor het verwarmen van de kamer. Vanuit gelijkheid kunnen we E uitdrukken_ot:

E_ot = Q/ (c × (t_v -T_N))

Laten we ons herinneren dat de warmtecapaciteit van lucht c=1005 J/(kg×K) is.

De formule bepaalt uitsluitend de hoeveelheid toegevoerde lucht die alleen wordt gebruikt voor verwarming in recirculatiesystemen (hierna RSVO genoemd).

Bij toevoer- en recirculatiesystemen wordt een deel van de lucht van de straat gehaald en een ander deel uit de kamer. Beide delen worden gemengd en, na verwarming tot de gewenste temperatuur, naar de kamer gebracht

Indien de luchtkoeler wordt gebruikt als ventilatie, dan wordt de hoeveelheid aangevoerde lucht als volgt berekend:

• Als de hoeveelheid lucht voor verwarming groter is dan de hoeveelheid lucht voor ventilatie of gelijk is aan deze, wordt rekening gehouden met de hoeveelheid lucht voor verwarming en wordt het systeem geselecteerd als directe stroom (hierna PCVO genoemd) of met gedeeltelijke recirculatie (hierna CHRSVO genoemd).
• Als de hoeveelheid lucht voor verwarming kleiner is dan de hoeveelheid lucht die nodig is voor ventilatie, wordt alleen rekening gehouden met de hoeveelheid lucht die nodig is voor ventilatie, wordt een PSVO geïntroduceerd (soms - een PRVO) en de temperatuur van de toegevoerde lucht wordt berekend met behulp van de formule: t_R = t_v + Q/c × E_ontluchten.

Als de indicator t groter is dan_R toegestane parameters, moet de hoeveelheid lucht die via ventilatie wordt ingevoerd, worden verhoogd.

Als er bronnen van constante warmteontwikkeling in de kamer zijn, wordt de temperatuur van de toegevoerde lucht verlaagd.

Elektrische apparaten die zijn ingeschakeld, genereren ongeveer 1% van de warmte in een kamer. Als een of meer apparaten constant werken, moet bij de berekeningen rekening worden gehouden met hun thermische vermogen

Voor een eenpersoonskamer is de indicator t_R kan anders uitpakken. Technisch gezien is het mogelijk om het idee van het leveren van verschillende temperaturen aan individuele kamers te implementeren, maar het is veel eenvoudiger om lucht van dezelfde temperatuur aan alle kamers te leveren.

In dit geval is de totale temperatuur t_R neem degene die de kleinste blijkt te zijn. Vervolgens wordt de hoeveelheid toegevoerde lucht berekend met behulp van de formule die E bepaalt_ot.

Vervolgens bepalen we de formule voor het berekenen van het volume van de binnenkomende lucht V_ot bij zijn verwarmingstemperatuur t_R:

V_ot = E_ot/P_R

Het antwoord wordt geschreven in m³/H.

De luchtuitwisseling in kamer V_P zal afwijken van de waarde V_ot, omdat deze moet worden bepaald op basis van de interne temperatuur t_v:

V_ot = E_ot/P_v

In de formule voor het bepalen van V_P en V_ot luchtdichtheidsindicatoren p_R en P_v (kg/m³) worden berekend rekening houdend met de temperatuur van de verwarmde lucht t_R en kamertemperatuur t_v.

Aanvoer kamertemperatuur t_R moet hoger zijn dan t_v. Dit zal de hoeveelheid aangevoerde lucht verminderen en de grootte van de kanalen van systemen met natuurlijke luchtbeweging verkleinen of de elektriciteitskosten verlagen als mechanische stimulatie wordt gebruikt om de verwarmde luchtmassa te laten circuleren.

Traditioneel zou de maximale temperatuur van de lucht die de kamer binnenkomt, wanneer deze wordt aangevoerd op een hoogte van meer dan 3,5 m, 70 °C moeten zijn. Als lucht wordt aangevoerd op een hoogte van minder dan 3,5 m, is de temperatuur meestal gelijk aan 45 ° C.

Voor woongebouwen met een hoogte van 2,5 m bedraagt ​​de toegestane temperatuurlimiet 60 °C. Wanneer de temperatuur hoger wordt ingesteld, verliest de atmosfeer zijn eigenschappen en is deze ongeschikt voor inademing.

Als er lucht-thermische gordijnen worden geplaatst bij externe poorten en openingen die naar buiten zijn gericht, mag de binnenkomende luchttemperatuur 70 °C zijn, voor gordijnen in buitendeuren tot 50 °C.

De aangevoerde temperatuur wordt beïnvloed door de wijze van luchttoevoer en de richting van de straal (verticaal, schuin, horizontaal, enz.). Als er altijd mensen in de kamer zijn, moet de temperatuur van de toevoerlucht worden verlaagd tot 25 °C.

Na het maken van voorberekeningen kunt u de benodigde warmte-inbreng voor het verwarmen van de lucht bepalen.

Voor RSVO warmtekosten Q₁ worden berekend met de uitdrukking:

Q₁ = E_ot × (T_R -T_v) × c

Voor PSVO-berekening Q₂ geproduceerd volgens de formule:

Q₂ = E_ontluchten × (T_R -T_v) × c

Warmteverbruik Q₃ voor FER wordt gevonden door de vergelijking:

Q₃ = [E_ot ×(t_R -T_v) + E_ontluchten × (T_R -T_v)]× c

In alle drie de uitdrukkingen:

• E_ot en E_ontluchten — luchtstroom in kg/s voor verwarming (E_ot) en ventilatie (E_ontluchten);
• T_N — buitenluchttemperatuur in °C.

De overige kenmerken van de variabelen zijn hetzelfde.

In CHRSVO wordt de hoeveelheid gerecirculeerde lucht bepaald door de formule:

E_rec = E_ot —E_ontluchten

Variabele E_ot drukt de hoeveelheid gemengde lucht uit die is verwarmd tot temperatuur t_R.

Er is een bijzonderheid bij PSVO met natuurlijke impulsen: de hoeveelheid bewegende lucht verandert afhankelijk van de buitentemperatuur. Als de buitentemperatuur daalt, neemt de systeemdruk toe. Dit leidt tot een toename van de luchtstroom in het huis. Als de temperatuur stijgt, vindt het omgekeerde proces plaats.

Bovendien beweegt lucht in luchtkoelers, in tegenstelling tot ventilatiesystemen, met een lagere en variërende dichtheid vergeleken met de dichtheid van de lucht rondom de luchtkanalen.

Vanwege dit fenomeen treden de volgende processen op:

1. De lucht die door de luchtkanalen stroomt, afkomstig van de generator, wordt tijdens het bewegen merkbaar gekoeld
2. Door natuurlijke beweging verandert de hoeveelheid lucht die de kamer binnenkomt in de loop van het stookseizoen.

Met bovenstaande processen wordt geen rekening gehouden als het luchtcirculatiesysteem ventilatoren gebruikt om lucht te laten circuleren; het heeft ook een beperkte lengte en hoogte.

Als het systeem veel vertakkingen heeft, behoorlijk uitgebreid is en het gebouw groot en hoog is, dan is het noodzakelijk om het proces van luchtkoeling in de luchtkanalen te verminderen, de herverdeling van lucht die binnenkomt onder invloed van natuurlijke circulatiedruk te verminderen.

Bij het berekenen van het vereiste vermogen van uitgebreide en vertakte luchtverwarmingssystemen moet niet alleen rekening worden gehouden met het natuurlijke proces van het afkoelen van de luchtmassa terwijl deze door het luchtkanaal beweegt, maar ook met het effect van de natuurlijke druk van de luchtmassa wanneer door het kanaal gaan

Om het luchtkoelingsproces te regelen, worden thermische berekeningen van luchtkanalen uitgevoerd. Om dit te doen, moet u de initiële luchttemperatuur instellen en de stroming ervan verduidelijken met behulp van formules.

Om de warmteflux Q te berekenen_ohl door de wanden van het luchtkanaal, waarvan de lengte l is, gebruik de formule:

Q_ohl = q₁ × l

In de uitdrukking is de waarde q₁ geeft de warmtestroom aan die door de wanden van een luchtkanaal met een lengte van 1 m gaat. De parameter wordt berekend met de uitdrukking:

Q₁ =k×S₁ ×(t_sr -T_v) = (t_sr -T_v)/D₁

In vergelijking D₁ - weerstand tegen warmteoverdracht van verwarmde lucht met gemiddelde temperatuur t_sr door gebied S₁ wanden van een luchtkanaal van 1 m lang in een ruimte met een temperatuur t_v.

De warmtebalansvergelijking ziet er als volgt uit:

Q₁ik = E_ot × c × (t_nach -T_R)

In de formule:

• E_ot — de hoeveelheid lucht die nodig is voor het verwarmen van de kamer, kg/u;
• c is de soortelijke warmtecapaciteit van lucht, kJ/(kg °C);
• T_nac — luchttemperatuur aan het begin van het luchtkanaal, °C;
• T_R — temperatuur van de lucht die de kamer binnenkomt, °C.

Met de warmtebalansvergelijking kunt u de begintemperatuur van de lucht in het luchtkanaal op een bepaalde eindtemperatuur instellen en, omgekeerd, de eindtemperatuur bij een bepaalde begintemperatuur achterhalen, en ook de luchtstroom bepalen.

Temperatuur t_nach kan ook worden gevonden met behulp van de formule:

T_nach = t_v + ((Q + (1 - η) × Q_ohl)) × (t_R -T_v)

Hier is η onderdeel van Q_ohl, die de kamer binnengaat, wordt in berekeningen gelijk aan nul gesteld. De kenmerken van de overige variabelen zijn hierboven vermeld.

De verfijnde formule voor het warmeluchtverbruik ziet er als volgt uit:

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

Alle letterwaarden in de uitdrukking zijn hierboven gedefinieerd. Laten we verder gaan met een voorbeeld van het berekenen van luchtverwarming voor een specifiek huis.

Een voorbeeld van het berekenen van warmteverlies thuis

Het betreffende huis bevindt zich in de stad Kostroma, waar de buitentemperatuur tijdens de koudste periode van vijf dagen -31 graden bedraagt, de grondtemperatuur +5 °C. De gewenste kamertemperatuur bedraagt ​​+22 °C.

We overwegen een huis met de volgende afmetingen:

• breedte - 6,78 m;
• lengte - 8,04 m;
• hoogte - 2,8 m.

De waarden worden gebruikt om de oppervlakte van de omhullende elementen te berekenen.

Voor berekeningen is het het handigst om een ​​huisplan op papier te tekenen, waarop de breedte, lengte, hoogte van het gebouw, de locatie van ramen en deuren en hun afmetingen worden aangegeven

De muren van het gebouw bestaan ​​uit:

• cellenbeton met een dikte B=0,21 m, thermische geleidbaarheidscoëfficiënt k=2,87;
• schuimkunststof B=0,05 m, k=1,678;
• gevelsteen B=0,09 m, k=2,26.

Bij het bepalen van k moet u informatie uit tabellen gebruiken, of beter nog, informatie uit een technisch gegevensblad, aangezien de samenstelling van materialen van verschillende fabrikanten kan verschillen en daarom verschillende kenmerken heeft.

Gewapend beton heeft de hoogste thermische geleidbaarheid, minerale wolplaten hebben de laagste, dus worden ze het meest effectief gebruikt bij de constructie van warme huizen

De vloer van de woning bestaat uit de volgende lagen:

• zand, B=0,10 m, k=0,58;
• steenslag, B=0,10 m, k=0,13;
• beton, B=0,20 m, k=1,1;
• ecowol-isolatie, B=0,20 m, k=0,043;
• versterkte dekvloer, B=0,30 m k=0,93.

In bovenstaand huisplan heeft de verdieping door de gehele ruimte dezelfde structuur; er is geen kelder aanwezig.

Het plafond bestaat uit:

• minerale wol, B=0,10 m, k=0,05;
• gipsplaat, B=0,025 m, k= 0,21;
• grenen panelen, B=0,05 m, k=0,35.

Het plafond heeft geen toegang tot de zolder.

Er zijn slechts 8 ramen in het huis, ze zijn allemaal tweekamerig met K-glas, argon, D = 0,6. Zes ramen hebben afmetingen van 1,2x1,5 m, één - 1,2x2 m, één - 0,3x0,5 m. De deuren hebben afmetingen van 1x2,2 m, de D-waarde volgens het paspoort is 0,36.

Berekening van warmteverliezen van muren

We berekenen het warmteverlies voor elke muur afzonderlijk.

Laten we eerst het gebied van de noordelijke muur vinden:

S_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

Er zitten geen deur- of raamopeningen aan de muur, dus we zullen deze S-waarde gebruiken in de berekeningen.

Om de thermische kosten van OK te berekenen, gericht op een van de hoofdrichtingen, moet rekening worden gehouden met verduidelijkingscoëfficiënten

Op basis van de samenstelling van de muur vinden we de totale thermische weerstand gelijk aan:

D_s.sten =D_GB +D_pn +D_kr

Om D te vinden gebruiken we de formule:

D = B/k

Als we vervolgens de oorspronkelijke waarden vervangen, krijgen we:

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

Voor berekeningen gebruiken we de formule:

Q_st = S × (t_v -T_N) × D × l

Gezien het feit dat de coëfficiënt l voor de noordelijke muur 1,1 is, verkrijgen we:

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

In de zuidelijke muur bevindt zich één raam met de ruimte:

S_oké3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Daarom is het bij berekeningen noodzakelijk om het S-venster af te trekken van het Z van de zuidelijke muur om de meest nauwkeurige resultaten te verkrijgen.

S_yuj.s = 22.51 — 0.15 = 22.36

De parameter l voor de zuidrichting is gelijk aan 1. Dan:

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

Voor de oostelijke en westelijke muren is de klaringscoëfficiënt l=1,05, dus het volstaat om de oppervlakte OK te berekenen zonder rekening te houden met S-ramen en -deuren.

S_oké1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8

S_oké2 = 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

Dan:

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

Uiteindelijk is de totale Q van de muren gelijk aan de som van de Q van alle muren, dat wil zeggen:

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

In totaal ontsnapt er warmte door de muren in een hoeveelheid van 526 W.

Warmteverlies via ramen en deuren

De plattegrond van het huis laat zien dat de deuren en 7 ramen naar het oosten en het westen gericht zijn, daarom is parameter l=1,05. De totale oppervlakte van 7 vensters is, rekening houdend met de bovenstaande berekeningen, gelijk aan:

S_oké = 10.8 + 2.4 = 13.2

Voor hen wordt Q, rekening houdend met het feit dat D = 0,6, als volgt berekend:

Q_oké4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

Laten we Q van het zuidvenster berekenen (l=1).

Q_oké5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

Voor deuren D=0,36, en S=2,2, l=1,05, dan:

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

Laten we de resulterende warmteverliezen samenvatten en krijgen:

Q_oké+dv = 630 + 43 + 5 = 678

Vervolgens bepalen we Q voor het plafond en de vloer.

Berekening van warmteverlies van plafond en vloer

Voor plafond en vloer l=1. Laten we hun oppervlakte berekenen.

S_pol = S_pot = 6.78 × 8.04 = 54.51

Rekening houdend met de samenstelling van de vloer bepalen we de algemene D.

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

Dan zijn de warmteverliezen van de vloer, rekening houdend met het feit dat de temperatuur van de aarde +5 is, gelijk aan:

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

Laten we de totale D van het plafond berekenen:

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

Dan is Q van het plafond gelijk aan:

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

Het totale warmteverlies via de OK is gelijk aan:

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

In totaal zal het warmteverlies van het huis gelijk zijn aan 13054 W of bijna 13 kW.

Berekening van warmte- en ventilatieverliezen

De ruimte wordt geventileerd met een specifieke luchtverversingssnelheid van 3 m³/h, de ingang is uitgerust met een lucht-thermische luifel, dus voor berekeningen volstaat het om de formule te gebruiken:

Q_v = 0,28 × L_N × blz_v × c × (t_v -T_N)

Laten we de luchtdichtheid in de kamer berekenen bij een gegeven temperatuur van +22 graden:

P_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Parameter L_N gelijk aan het product van het specifieke verbruik naar vloeroppervlakte, dat wil zeggen:

L_N = 3 × 54.51 = 163.53

De warmtecapaciteit van lucht c bedraagt ​​1,005 kJ/(kg× °C).

Rekening houdend met alle informatie vinden we Q-ventilatie:

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

Het totale warmteverbruik voor ventilatie zal 3000 W of 3 kW bedragen.

Warmtewinsten van huishoudens

Het gezinsinkomen wordt berekend met behulp van de formule.

Q_T = 10 × S_pol

Dat wil zeggen, als we de bekende waarden vervangen, krijgen we:

Q_T = 54.51 × 10 = 545

Samenvattend kunnen we zien dat het totale warmteverlies Q van het huis gelijk zal zijn aan:

Q = 13054 + 3000 – 545 = 15509

Laten we Q=16.000 W of 16 kW als bedrijfswaarde nemen.

Rekenvoorbeelden voor SVO

Laat de toevoerluchttemperatuur (t_R) - 55 °C, gewenste kamertemperatuur (t_v) - 22 °C, warmteverlies huis (Q) - 16000 W.

Bepaling van de hoeveelheid lucht voor RSVO

Om de massa van de toegevoerde lucht bij temperatuur t te bepalen_R De gebruikte formule is:

E_ot = Q/(c × (t_R -T_v)) 

Als we de parameterwaarden in de formule vervangen, krijgen we:

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

De volumetrische hoeveelheid toegevoerde lucht wordt berekend met de formule:

V_ot = E_ot /P_R,

Waar:

P_R = 353/(273 + t_R)

Laten we eerst de dichtheid p berekenen:

P_R = 353/(273 + 55) = 1.07

Dan:

V_ot = 483/1.07 = 451.

De luchtuitwisseling in de kamer wordt bepaald door de formule:

Vp = E_ot /P_v

Laten we de luchtdichtheid in de kamer bepalen:

P_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Als we de waarden in de formule vervangen, krijgen we:

V_P = 483/1.19 = 405

De luchtuitwisseling in de kamer is dus 405 m³ per uur, en het volume aan toegevoerde lucht moet gelijk zijn aan 451 m3³ over een uur.

Berekening van de hoeveelheid lucht voor CHRSVO

Om de hoeveelheid lucht voor de FER te berekenen, nemen we de informatie uit het vorige voorbeeld, evenals t_R = 55 °С, t_v = 22°C; Q=16000 W.Hoeveelheid lucht nodig voor ventilatie, E_ontluchten=110 m³/H. Geschatte buitentemperatuur t_N=-31°C.

Om NER te berekenen gebruiken we de formule:

Q₃ = [E_ot ×(t_R -T_v) + E_ontluchten × blz_v × (T_R -T_v)] × c

Als we de waarden vervangen, krijgen we:

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

Het volume gerecirculeerde lucht zal 405-110=296 m zijn³ per uur Het extra warmteverbruik bedraagt ​​27000-16000=11000 W.

Bepaling van de initiële luchttemperatuur

De weerstand van een mechanisch luchtkanaal is D=0,27 en is ontleend aan de technische kenmerken ervan. De lengte van het luchtkanaal buiten de verwarmde kamer is l = 15 m. Er wordt vastgesteld dat Q = 16 kW, de interne luchttemperatuur 22 graden is en de vereiste temperatuur voor het verwarmen van de kamer 55 graden is.

Laten we E definiëren_ot volgens de bovenstaande formules. We krijgen:

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

Warmtestroomwaarde q₁ zal zijn:

Q₁ = (55 — 22)/0.27 = 122

De begintemperatuur met afwijking η = 0 zal zijn:

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

Laten we de gemiddelde temperatuur verduidelijken:

T_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Dan:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Rekening houdend met de ontvangen informatie, vinden we:

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

Hieruit volgt dat wanneer lucht beweegt, er 4 graden warmte verloren gaat. Om warmteverlies te verminderen is het noodzakelijk om de leidingen te isoleren. We raden u ook aan ons andere artikel te lezen, waarin het arrangementproces in detail wordt beschreven luchtverwarmingssystemen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Informatieve video over het berekenen van energiekosten met het Ecxel-programma:

Het is noodzakelijk om CBO-berekeningen aan professionals toe te vertrouwen, omdat alleen specialisten ervaring en relevante kennis hebben en bij het maken van berekeningen rekening zullen houden met alle nuances.

Heeft u vragen, heeft u onjuistheden aangetroffen in de gegeven berekeningen of wilt u de stof aanvullen met waardevolle informatie? Laat uw opmerkingen achter in het onderstaande blok.