انرژی و توان حرارتی. تعیین توان حرارتی سیستم های گرمایشی

1.
2.
3.
4.

قبل از شروع نصب سیستم خودمختارگرمایش در خانه خودیا آپارتمان، مالک ملک نیاز به پروژه دارد. ایجاد آن توسط متخصصان، از جمله، به این معنی است که قدرت حرارتی برای اتاقی با مساحت و حجم معین محاسبه می شود. در عکس می توانید ببینید که سیستم گرمایش یک خانه خصوصی ممکن است چگونه باشد.

نیاز به محاسبه توان حرارتی سیستم گرمایشی

نیاز به محاسبه انرژی حرارتی مورد نیاز برای گرم کردن اتاق ها و اتاق های ابزار، به دلیل این واقعیت است که لازم است مشخصات اصلی سیستم بسته به ویژگی های فردی شی طراحی شده تعیین شود، از جمله:

• هدف ساختمان و نوع آن؛
• پیکربندی هر اتاق؛
• تعداد ساکنان؛
• موقعیت جغرافیاییو منطقه ای که شهرک در آن واقع شده است.
• سایر پارامترها

محاسبه قدرت مورد نیازگرمایش یک نکته مهم است، نتیجه آن برای محاسبه پارامترها استفاده می شود تجهیزات گرمایشیکه قصد نصب آن را دارند:

1. انتخاب دیگ بخار بسته به قدرت آن. بهره وری عملیاتی ساختار گرمایشیبا انتخاب صحیح واحد گرمایش تعیین می شود. دیگ بخار باید دارای عملکردی باشد که حتی در سردترین روزهای زمستان از گرمایش تمام اتاق ها مطابق با نیاز افراد ساکن در خانه یا آپارتمان اطمینان حاصل کند. در عین حال اگر دستگاه دارای توان مازاد باشد، بخشی از انرژی تولید شده مورد تقاضا نخواهد بود و این به معنای هدر رفتن مقدار مشخصی از پول است.
2. نیاز به هماهنگی اتصال به خط لوله اصلی گاز . برای اتصال به شبکه گاز به مشخصات فنی نیاز دارید. برای انجام این کار، درخواستی را به سرویس مناسب ارسال کنید که نشان دهنده مصرف گاز مورد انتظار برای سال و برآورد کل توان حرارتی برای همه مصرف کنندگان باشد.
3. انجام محاسبات تجهیزات جانبی. برای تعیین طول خط لوله و مقطع لوله، بهره وری لازم است پمپ گردش خون، نوع باتری و غیره

گزینه های محاسبه تقریبی

محاسبه دقیق توان حرارتی یک سیستم گرمایشی بسیار دشوار است، این کار را فقط متخصصان با شرایط مناسب و دانش ویژه می توانند انجام دهند. به همین دلیل، این محاسبات معمولاً به متخصصان سپرده می شود.

در عین حال تعداد بیشتری نیز وجود دارد راه های ساده، به شما این امکان را می دهد که تقریباً مقدار انرژی حرارتی مورد نیاز را تخمین بزنید و خودتان بتوانید آنها را انجام دهید:

1. محاسبه قدرت گرمایش بر اساس منطقه اغلب استفاده می شود (جزئیات بیشتر: ""). باور این است که ساختمان های مسکونیبر اساس طرح های توسعه یافته با در نظر گرفتن آب و هوا در یک منطقه خاص ساخته می شوند و در راه حل های طراحیاستفاده از موادی که تعادل حرارتی مورد نیاز را تامین می کنند در نظر گرفته شده است. بنابراین، هنگام محاسبه، مرسوم است که مقدار توان خاص را در مساحت محل ضرب کنید. به عنوان مثال، برای منطقه مسکو، این پارامتر از 100 تا 150 وات در هر "مربع" متغیر است.
2. اگر حجم اتاق و دما را در نظر بگیرید نتیجه دقیق تری به دست می آید. الگوریتم محاسبه شامل ارتفاع سقف، سطح راحتی در اتاق گرم و ویژگی های خانه است.

   فرمول استفاده شده به شرح زیر است: Q = VxΔTxK/860، که در آن:
   

   
   V - حجم اتاق؛
   ΔT - تفاوت بین دمای داخل خانه و بیرون در خیابان؛
   K - ضریب تلفات حرارتی.
   
   ضریب تصحیح به شما امکان می دهد تا ویژگی های طراحی ملک را در نظر بگیرید. به عنوان مثال، هنگامی که خروجی حرارتی سیستم گرمایش یک ساختمان تعیین می شود، برای ساختمان هایی با سقف دوبل بنایی معمولی، K در محدوده 1.0-1.9 است.
3. روش شاخص های تجمیع. بسیار شبیه به نسخه پیشین، اما برای محاسبه بار حرارتی سیستم های گرمایشی ساختمان های چند آپارتمانی یا سایر تاسیسات بزرگ استفاده می شود.

هر سه روش فوق، که به شما امکان می دهد انتقال حرارت مورد نیاز را محاسبه کنید، یک نتیجه تقریبی به دست می دهد که ممکن است با داده های واقعی کمتر یا بیشتر متفاوت باشد. واضح است که نصب سیستم گرمایش کم مصرف درجه حرارت مورد نیاز را تامین نخواهد کرد.

به نوبه خود، قدرت اضافی تجهیزات گرمایشی منجر به سایش سریع دستگاه ها، مصرف بیش از حد سوخت، برق و بر این اساس، پول. چنین محاسباتی معمولاً در موارد ساده، به عنوان مثال، هنگام انتخاب دیگ بخار استفاده می شود.

محاسبه دقیق توان حرارتی

درجه عایق حرارتی و اثربخشی آن به میزان خوب ساخته شدن و روشن بودن آن بستگی دارد ویژگی های طراحیساختمان ها بخش اصلی از دست دادن گرما در دیوارهای خارجی (تقریبا 40٪) و به دنبال آن رخ می دهد طرح های پنجره(حدود 20٪) و سقف و کف 10٪ است. بقیه گرما از طریق تهویه و درها از خانه خارج می شود.

بنابراین، محاسبه قدرت حرارتی سیستم گرمایش باید این تفاوت های ظریف را در نظر بگیرد.

برای این کار از عوامل تصحیح استفاده می شود:

• K1 به نوع ویندوز بستگی دارد. پنجره های دو جداره مطابق با 1، شیشه های معمولی - 1.27، پنجره های سه جداره - 0.85.
• K2 درجه عایق حرارتی دیوارها را نشان می دهد. محدوده آن از 1 (فوم بتن) تا 1.5 برای بلوک های بتنی و 1.5 آجر سنگ تراشی است.
• K3 نشان دهنده نسبت بین مساحت پنجره ها و طبقات است. بیشتر قاب های پنجره، تلفات حرارتی بیشتر است. در لعاب 20٪ ضریب 1 است و در 50٪ به 1.5 افزایش می یابد.
• K4 به حداقل دمای خارج از ساختمان در طول مدت بستگی دارد فصل گرما. دمای 20- درجه سانتیگراد را به عنوان یک واحد در نظر بگیرید و سپس به ازای هر 5 درجه 0.1 را اضافه یا کم کنید.
• K5 تعداد دیوارهای خارجی را در نظر می گیرد. ضریب یک دیوار 1 است، اگر دو یا سه وجود داشته باشد، 1.2 است، زمانی که چهار وجود دارد - 1.33.
• K6 نشان دهنده نوع اتاقی است که در بالای یک اتاق خاص قرار دارد. اگر یک طبقه مسکونی در بالا وجود داشته باشد، مقدار اصلاح 0.82، یک اتاق زیر شیروانی گرم - 0.91، یک اتاق زیر شیروانی سرد - 1.0 است.
• K7 - به ارتفاع سقف ها بستگی دارد. برای ارتفاع 2.5 متر 1.0 و برای 3 متر 1.05 است.

هنگامی که تمام فاکتورهای اصلاح شناخته شده باشند، قدرت سیستم گرمایش برای هر اتاق با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

به عنوان یک قاعده، برای اطمینان از ذخیره انرژی حرارتی برای انواع موارد پیش بینی نشده، نتیجه 15-20٪ افزایش می یابد. این می تواند یخبندان شدید باشد، پنجره ی شکسته، عایق حرارتی آسیب دیده و غیره

مثال محاسبه

بیایید بگوییم باید بدانید که قدرت حرارتی سیستم گرمایش برای خانه ای از چوب با مساحت 150 متر مربع با اتاق زیر شیروانی گرم چقدر باید باشد، سه دیوارهای خارجیو پنجره های دوجداره در عین حال، ارتفاع دیوارها 2.5 متر و سطح لعاب 25٪ است. حداقل دمادر بیرون در یخبندان ترین دوره پنج روزه دمای آن 28- درجه سانتیگراد است.

عوامل اصلاحی در در این موردبرابر خواهد بود:

• K1 (پنجره دو جداره دو جداره) = 1.0;
• K2 (دیوارهای ساخته شده از چوب) = 1.25؛
• K3 (منطقه لعاب) = 1.1;
• K4 (در -25 درجه سانتیگراد -1.1 و در 30 درجه سانتیگراد) = 1.16;
• K5 (سه دیوار خارجی) = 1.22;
• K6 ( اتاق زیر شیروانی گرم در بالا) = 0.91؛
• K7 (ارتفاع اتاق) = 1.0.

Q=100 W/m²x135 m²x1.0x1.25x1.1x1.16x1.22x0.91x1.0 = 23.9 کیلو وات.

در نتیجه، قدرت سیستم گرمایشی خواهد بود: W = Qx1.2 = 28.7 کیلو وات.

در موردی که از یک روش محاسبه ساده استفاده شده است، بر اساس محاسبه قدرت گرمایش با توجه به مساحت، نتیجه کاملاً متفاوت خواهد بود:

100-150 W x150m² = 15-22.5 کیلو وات

سیستم گرمایش بدون نیروی ذخیره - در حد مجاز - کار می کند. مثال بالا اهمیت استفاده از روش های دقیق برای تعیین را تایید می کند بارهای حرارتیبرای گرمایش

نمونه ای از محاسبه توان حرارتی یک سیستم گرمایشی در ویدئو:

دلیل گرم کردن هادی در این واقعیت نهفته است که انرژی الکترون هایی که در آن حرکت می کنند (به عبارت دیگر انرژی فعلی) در هنگام برخورد متوالی ذرات با یون های یک عنصر مولکولی به یک نوع انرژی گرم یا Q تبدیل می شود. و اینگونه است که مفهوم "قدرت حرارتی" شکل می گیرد.

کار جریان با استفاده از سیستم بین المللی واحدهای SI، با اعمال ژول (J) که به عنوان "وات" (W) تعریف می شود اندازه گیری می شود. با خروج از سیستم در عمل، آنها همچنین می توانند از واحدهای غیر سیستمی استفاده کنند که کار جریان را اندازه گیری می کنند. از جمله آنها می توان به وات ساعت (W × h)، کیلووات ساعت (به اختصار kW × h) اشاره کرد. به عنوان مثال، 1 W × h کار جریانی با توان مشخص 1 وات و مدت زمان یک ساعت را نشان می دهد.

اگر الکترون ها در امتداد یک هادی فلزی ثابت حرکت کنند، در این مورد همه کار مفیدجریان تولید شده به گرمایش توزیع می شود سازه فلزیو بر اساس مفاد قانون بقای انرژی، این را می توان با فرمول Q=A=IUt=I 2 Rt=(U 2 /R)*t توصیف کرد. چنین روابطی به طور دقیق قانون شناخته شده ژول-لنز را بیان می کند. از نظر تاریخی، اولین بار توسط دانشمند D. Joule در اواسط قرن 19، و در همان زمان، مستقل از او، توسط دانشمند دیگری - E. Lenz - به طور تجربی تعیین شد. استفاده عملینیروی حرارتی با اختراع لامپ رشته ای معمولی در سال 1873 توسط مهندس روسی A. Ladygin، راه خود را به اجرای فنی باز کرد.

قدرت حرارتیجریان در یک سری کامل دخیل است لوازم الکتریکیو تاسیسات صنعتی، یعنی در نوع گرمایش حرارتی اجاق های برقی، جوشکاری الکتریکی و تجهیزات موجودی، بسیار رایج است لوازم خانگیدر اثر گرمایش الکتریکی - دیگهای بخار، آهن لحیم کاری، کتری، اتو.

اثر حرارتی در صنایع غذایی نیز خود را می یابد. با نسبت استفاده زیاد، از امکان گرمایش تماس الکتریکی استفاده می شود که خروجی حرارتی را تضمین می کند. با این واقعیت مشخص می شود که جریان و قدرت حرارتی آن، تحت تأثیر محصول غذایی که دارای درجه خاصی از مقاومت است، باعث گرمایش یکنواخت در آن می شود. شما می توانید مثالی از نحوه تولید سوسیس و کالباس ارائه دهید: از طریق یک تلگراف مخصوص گوشت خرد شدهوارد قالب های فلزی می شود که دیواره های آن به طور همزمان به عنوان الکترود عمل می کنند. در اینجا، یکنواختی ثابت گرمایش در کل منطقه و حجم محصول تضمین می شود، دمای تنظیم شده حفظ می شود و ارزش بیولوژیکی بهینه حفظ می شود. محصول غذاییهمراه با این عوامل، مدت زمان کار تکنولوژیکی و مصرف انرژی کمترین میزان را دارد.

جریان حرارتی ویژه (ω) به عبارت دیگر آنچه در واحد حجم برای یک واحد زمان معین آزاد می شود به صورت زیر محاسبه می شود. حجم استوانه ای ابتدایی هادی (dV)، با مقطع هادی مقطع dS، طول dl، موازی و مقاومت توسط معادلات R=p(dl/dS)، dV=dSdl ساخته می شود.

طبق تعاریف قانون ژول لنز، در زمان اختصاص داده شده (dt) در حجمی که گرفته ایم، سطحی از گرما آزاد می شود برابر dQ=I 2 Rdt=p(dl/dS)(jdS) 2 dt=pj 2 dVdt. در این حالت ω=(dQ)/(dVdt)=pj 2 و با اعمال قانون اهم در اینجا برای تعیین چگالی جریان j=γE و نسبت p=1/γ، بلافاصله عبارت ω=jE= γE 2 را به دست می آوریم. . داخله فرم دیفرانسیلمفهوم قانون ژول-لنز را ارائه می دهد.

صاحبان خانه های خصوصی، آپارتمان ها یا هر شی دیگری باید با محاسبات مهندسی حرارتی سر و کار داشته باشند. این اساس اصول طراحی ساختمان است.

درک ماهیت این محاسبات در اسناد رسمی آنقدرها که به نظر می رسد دشوار نیست.

همچنین می‌توانید محاسبات را برای خودتان بیاموزید تا تصمیم بگیرید از چه نوع عایق استفاده کنید، چقدر ضخامت آن باید باشد، دیگ بخار با چه قدرتی باید خریداری شود و آیا رادیاتورهای موجود برای یک منطقه خاص کافی است یا خیر.

پاسخ این و بسیاری از سؤالات دیگر را می توان یافت اگر بفهمید قدرت حرارتی چیست. فرمول، تعریف و دامنه کاربرد - مقاله را بخوانید.

به عبارت ساده، محاسبات حرارتی به شما کمک می کند که دقیقاً چه مقدار گرما را در یک ساختمان ذخیره می کند و از دست می دهد و چه مقدار انرژی گرمایشی باید برای حفظ شرایط راحت در خانه تولید کند.

هنگام ارزیابی تلفات گرما و درجه تامین گرما، عوامل زیر در نظر گرفته می شود:

1. این چه نوع شی است: چند طبقه دارد، در دسترس بودن اتاق های گوشهاعم از مسکونی یا صنعتی و غیره.
2. چند نفر در ساختمان "زندگی می کنند"؟
3. یک جزئیات مهم منطقه لعاب است. و ابعاد سقف، دیوارها، کف، درها، ارتفاع سقف و ...
4. مدت زمان فصل گرما، ویژگی های اقلیمی منطقه چیست.
5. طبق SNiPs، استانداردهای دمایی که باید در محل باشد تعیین می شود.
6. ضخامت دیوارها، سقف ها، عایق های حرارتی انتخاب شده و خواص آنها.

سایر شرایط و ویژگی ها را می توان در نظر گرفت، به عنوان مثال برای تأسیسات تولید، روزهای کاری و آخر هفته، قدرت و نوع تهویه، جهت گیری مسکن به نقاط کاردینال و ... در نظر گرفته می شود.

چرا به محاسبه حرارتی نیاز دارید؟

سازندگان گذشته چگونه توانستند بدون محاسبات حرارتی کار کنند؟

خانه های بازرگانان باقی مانده نشان می دهد که همه چیز به سادگی با ذخایر انجام می شد: پنجره های کوچکتر، دیوارهای ضخیم تر. معلوم شد که گرم است، اما از نظر اقتصادی سودآور نیست.

محاسبات مهندسی حرارتی به ما امکان ساخت بهینه ترین روش را می دهد. مواد کم و بیش مصرف نمی شود، بلکه دقیقاً به اندازه مورد نیاز است. ابعاد ساختمان و هزینه های ساخت آن کاهش می یابد.

محاسبه نقطه شبنم به شما امکان می دهد به گونه ای بسازید که مواد تا زمانی که ممکن است خراب نشوند.

برای تعیین قدرت دیگ مورد نیاز، شما همچنین نمی توانید بدون محاسبات انجام دهید. حداکثر قدرتاین شامل هزینه های انرژی برای گرمایش اتاق ها، گرمایش است آب گرمبرای نیازهای اقتصادیو توانایی جلوگیری از اتلاف گرما از تهویه و تهویه مطبوع. ذخیره انرژی برای دوره های اوج آب و هوای سرد اضافه می شود.

هنگام گازرسانی یک تأسیسات، هماهنگی با خدمات مورد نیاز است. محاسبه شد مصرف سالانهگاز برای گرمایش و توان کل منابع حرارتی بر حسب گیگا کالری.

هنگام انتخاب عناصر سیستم گرمایش، محاسبات لازم است. سیستم لوله ها و رادیاتورها محاسبه می شود - می توانید دریابید که طول و سطح آنها چقدر باید باشد. از دست دادن توان هنگام چرخش خط لوله، در اتصالات و عبور از اتصالات در نظر گرفته می شود.

آیا می دانستید که تعداد قسمت های رادیاتور گرمایشی از هوای رقیق خارج نمی شود؟ کم بودن آنها منجر به سردی خانه می شود و زیاد بودن آن باعث ایجاد گرما و خشکی بیش از حد هوا می شود. لینک نمونه هایی از محاسبه صحیح رادیاتورها را ارائه می دهد.

محاسبه توان حرارتی: فرمول

بیایید به فرمول نگاه کنیم و مثال هایی از نحوه انجام محاسبات برای ساختمان ها ارائه دهیم ضریب متفاوتپراکندگی

Vx(delta)TxK= kcal/h (قدرت حرارتی)، که در آن:

• اولین نشانگر "V" حجم محل محاسبه شده است.
• دلتا "T" - اختلاف دما - مقداری است که نشان می دهد چند درجه در داخل اتاق گرمتر از بیرون است.
• "K" ضریب اتلاف است (به آن "ضریب انتقال حرارت" نیز می گویند). مقدار از جدول گرفته شده است. به طور معمول این رقم از 4 تا 0.6 متغیر است.

مقادیر ضریب اتلاف تقریبی برای محاسبات ساده شده

• اگر پروفیل یا تخته فلزی بدون عایق باشد، "K" = 3 تا 4 واحد خواهد بود.
• تنها آجرکاریو حداقل عایق - "K" = از 2 تا 3.
• دو دیوار آجری، سقف استاندارد، پنجره و
• درها - "K" = از 1 تا 2.
• اکثر گزینه گرم. پنجره های دو جداره، دیوارهای آجری با عایق دوبل و غیره - "K" = 0.6 - 0.9.

محاسبه دقیق تری را می توان با محاسبه ابعاد دقیق سطوح خانه که از نظر خصوصیات برحسب متر مربع (پنجره ها، درها و غیره) متفاوت هستند، انجام محاسبات جداگانه برای آنها و جمع کردن شاخص های حاصل انجام داد.

نمونه ای از محاسبه توان حرارتی

بیایید یک اتاق معین به مساحت 80 متر مربع با ارتفاع سقف 2.5 متر در نظر بگیریم و قدرت دیگ بخاری را که برای گرم کردن آن نیاز داریم محاسبه کنیم.

ابتدا ظرفیت مکعب را محاسبه می کنیم: 80 x 2.5 = 200 m3. خانه ما عایق بندی شده است، اما کافی نیست - ضریب اتلاف 1.2 است.

یخبندان می تواند تا -40 درجه سانتیگراد باشد، اما در داخل خانه می خواهید 22+ درجه سانتیگراد راحت داشته باشید، اختلاف دما (دلتا "T") 62 درجه سانتیگراد است.

اعداد را در فرمول توان تلفات حرارتی جایگزین می کنیم و ضرب می کنیم:

200 x 62 x 1.2 = 14880 کیلو کالری در ساعت.

ما با استفاده از یک مبدل، کیلو کالری حاصل را به کیلووات تبدیل می کنیم:

• 1 کیلو وات = 860 کیلو کالری؛
• 14880 کیلو کالری = 17302.3 وات.

ما با یک حاشیه جمع می کنیم و می فهمیم که در شدیدترین یخبندان -40 درجه به 18 کیلو وات انرژی در ساعت نیاز خواهیم داشت.

محیط خانه را در ارتفاع دیوارها ضرب کنید:

(8 + 10) x 2 x 2.5 = 90 متر مربع سطح دیوار + 80 متر مربع سقف = 170 متر مربع سطح در تماس با سرما. اتلاف حرارتی که ما در بالا محاسبه کردیم 18 کیلووات بر ساعت بود، با تقسیم سطح خانه بر انرژی مصرفی تخمین زده شده، متوجه می‌شویم که 1 متر مربع تقریباً 0.1 کیلووات یا 100 وات در هر ساعت در دمای بیرونی 40- درجه سانتیگراد از دست می‌دهد. دمای داخلی +22 درجه با.

این داده ها می توانند مبنایی برای محاسبه ضخامت مورد نیاز عایق روی دیوارها باشند.

بیایید مثال دیگری از یک محاسبه بیاوریم؛ از برخی جنبه ها پیچیده تر، اما دقیق تر است.

فرمول:

Q = S x (دلتا)T/R:

• Q - مقدار مورد نظر از دست دادن گرما در خانه در W.
• S - مساحت سطوح خنک کننده در متر مربع؛
• T - اختلاف دما بر حسب درجه سانتیگراد؛
• R - مقاومت حرارتی ماده (m2 x K/W) (متر مربع ضرب در کلوین و تقسیم بر وات).

بنابراین، برای پیدا کردن "Q" همان خانه مانند مثال بالا، بیایید مساحت سطوح آن را "S" محاسبه کنیم (کف و پنجره ها را نمی شماریم).

• "S" در مورد ما = 170 متر مربع، که 80 متر مربع سقف و 90 متر مربع دیوارها است.
• T = 62 درجه سانتیگراد;
• R - مقاومت حرارتی.

ما با استفاده از جدول یا فرمول مقاومت حرارتی به دنبال "R" هستیم. فرمول محاسبه ضریب هدایت حرارتی به شرح زیر است:

آر= اچ/ K.T.(N – ضخامت مواد بر حسب متر، K.T. – ضریب هدایت حرارتی).

در این مورد، خانه ما دارای دیوارهای ساخته شده از دو آجر است که با فوم پلاستیکی به ضخامت 10 سانتی متر پوشیده شده است، سقف با خاک اره به ضخامت 30 سانتی متر پوشیده شده است.

سیستم گرمایشیک خانه خصوصی باید با در نظر گرفتن صرفه جویی در هزینه منابع انرژی ترتیب داده شود. ، و همچنین توصیه هایی برای انتخاب دیگهای بخار و رادیاتور - با دقت بخوانید.

چه چیزی و چگونه عایق بندی کنیم خانه چوبیاز درون، با خواندن متوجه خواهید شد. انتخاب عایق و فناوری عایق.

از جدول ضرایب هدایت حرارتی (اندازه گیری شده با W / (m 2 x K) وات تقسیم بر حاصلضرب یک متر مربع بر کلوین). ما مقادیر را برای هر ماده پیدا می کنیم، آنها عبارتند از:

• آجر - 0.67;
• فوم پلی استایرن - 0.037؛
• خاک اره - 0.065.

داده ها را با فرمول (R=H/K.T.) جایگزین کنید:

• R (سقف 30 سانتی متر ضخامت) = 0.3 / 0.065 = 4.6 (m 2 x K) / W.
• R ( دیوار آجری 50 سانتی متر) = 0.5 / 0.67 = 0.7 (m 2 x K) / W.
• R (فوم 10 سانتی متر) = 0.1 / 0.037 = 2.7 (m2 x K) / W.
• R (دیوار) = R (آجر) + R (فوم) = 0.7 + 2.7 = 3.4 (m2 x K) / W.

اکنون می‌توانیم شروع به محاسبه تلفات حرارتی "Q" کنیم:

• Q برای سقف = 80 x 62 / 4.6 = 1078.2 W.
• دیوارهای Q = 90 x 62 / 3.4 = 1641.1 W.
• تنها چیزی که باقی می ماند این است که 1078.2 + 1641.1 را اضافه کنید و به کیلووات تبدیل کنید، به نظر می رسد (اگر فوراً گرد کنید) 2.7 کیلو وات انرژی در 1 ساعت.

می توانید متوجه شوید که چگونه یک تفاوت بزرگدر مورد اول و دوم اتفاق افتاد، اگرچه حجم خانه ها و دمای بیرون از پنجره در حالت اول و دوم دقیقاً یکسان بود.

همه چیز به میزان خستگی خانه ها مربوط می شود (البته، اگر طبقات و پنجره ها را محاسبه می کردیم، داده ها می توانست متفاوت باشد).

نتیجه

فرمول ها و مثال های داده شده نشان می دهد که هنگام انجام محاسبات حرارتی بسیار مهم است که تا حد امکان عوامل زیادی را در نظر بگیرید که بر اتلاف گرما تأثیر می گذارد. این شامل تهویه، فضای پنجره، درجه خستگی و غیره است.

و رویکرد، زمانی که 1 کیلووات برق دیگ بخار به ازای هر 10 متر مربع از یک خانه گرفته می شود، بسیار تقریبی است که نمی توان به طور جدی روی آن تکیه کرد.

ویدئو در مورد موضوع

برای انجام وظیفه ای که به آن محول شده است، سیستم گرمایش باید قدرت حرارتی خاصی داشته باشد. طراحی قدرت حرارتیسیستم در نتیجه ایجاد تعادل حرارتی در اتاق های گرم شده در دمای هوای بیرون tн.р آشکار می شود که به نام محاسبه شد، برابر میانگین دمای سردترین دوره پنج روزه با امنیت 0.92 tn.5و برای یک منطقه ساخت و ساز مشخص طبق استانداردها تعیین می شود. قدرت حرارتی محاسبه شده در طول فصل گرما تا حدی بسته به تغییر اتلاف حرارت محل در مقدار فعلی دمای هوای بیرون tн و فقط در tн.р - به طور کامل استفاده می شود.

تغییرات در تقاضای گرمای فعلی برای گرمایش در طول فصل گرمایش اتفاق می‌افتد، بنابراین انتقال حرارت به دستگاه‌های گرمایشی باید در محدوده‌های وسیعی متفاوت باشد. این را می توان با تغییر دما و (یا) مقدار مایع خنک کننده در حال حرکت در سیستم گرمایش به دست آورد. این فرآیند نامیده می شود مقررات عملیاتی.

سیستم گرمایش برای ایجاد یک محیط دمایی در ساختمان طراحی شده است که برای یک فرد راحت باشد یا الزامات فرآیند فناوری را برآورده کند.

قابل تخصیص بدن انسانگرما باید داده شود محیطو به حدی که فرد در حال انجام هر نوع فعالیتی احساس سرما یا گرمازدگی را تجربه نکند. همراه با هزینه های تبخیر از سطح پوست و ریه ها، گرما از طریق همرفت و تشعشع از سطح بدن خارج می شود. شدت انتقال حرارت از طریق جابجایی عمدتاً توسط دما و تحرک هوای اطراف و توسط تابش (تابش) - با دمای سطوح نرده‌ها به سمت داخل اتاق تعیین می‌شود.

وضعیت دما در اتاق به قدرت حرارتی سیستم گرمایش و همچنین به محل دستگاه های گرمایش بستگی دارد. خواص ترموفیزیکیحصارهای خارجی و داخلی، شدت سایر منابع حرارتی ورودی و از دست دادن. در فصل سرد، اتاق عمدتاً از طریق نرده های بیرونی و تا حدودی از طریق نرده های داخلی که این اتاق را از اتاق های مجاور جدا می کند، گرما را از دست می دهد. دمای پایینهوا علاوه بر این، گرما برای گرم کردن هوای بیرون صرف می شود که از طریق نشت در نرده ها به داخل اتاق نفوذ می کند. به طور طبیعییا در حین کار سیستم تهویه و همچنین مواد، وسایل نقلیه، محصولات، لباس هایی که از بیرون سرد وارد اتاق می شوند.

در حالت ثابت (ایستا)، تلفات برابر با افزایش حرارت است. گرما از افراد، تجهیزات فنی و خانگی، منابع وارد اتاق می شود نور مصنوعی، از مواد گرم شده، محصولات، در نتیجه قرار گرفتن در معرض ساختمان تابش خورشیدی. که در محل تولیدممکن است انجام شود فرآیندهای تکنولوژیکیمرتبط با انتشار گرما (تراکم رطوبت، واکنش های شیمیاییو غیره.).

در نظر گرفتن تمام مولفه های ذکر شده اتلاف و افزایش حرارت هنگام محاسبه تعادل حرارتی محوطه ساختمان و تعیین کمبود یا مازاد گرما ضروری است. وجود کمبود گرما dQ نشان دهنده نیاز به گرمایش در اتاق است. گرمای اضافی معمولاً توسط سیستم تهویه جذب می شود. برای تعیین توان حرارتی تخمینی سیستم گرمایشی، قوت تراز مصرف گرما را برای شرایط طراحی دوره سرد سال در قالب ترسیم می کند.

Qot = dQ = Qlimit + Qi (vent) ± Qt (عمر) (4.2.1)
جایی که Qlim - از دست دادن گرما از طریق نرده های خارجی؛ Qi (vent) - مصرف گرما برای گرم کردن هوای بیرونی که وارد اتاق می شود. Qt (خانگی) - انتشارات فناوری یا خانگی یا مصرف گرما.

روش های محاسبه اجزای جداگانه تعادل حرارتی موجود در فرمول (4.2.1) توسط SNiP استاندارد شده است.

تلفات حرارتی اصلیاز طریق نرده های اتاق قلیم بسته به مساحت آن، کاهش مقاومت انتقال حرارت نرده و اختلاف دمای محاسبه شده بین اتاق و خارج از نرده تعیین می شود.

هنگام محاسبه تلفات حرارتی از طریق آنها، مساحت نرده های فردی باید با رعایت قوانین اندازه گیری تعریف شده توسط استانداردها محاسبه شود.

کاهش مقاومت در برابر انتقال حرارت حصار یا مقدار معکوس آن - ضریب انتقال حرارت - بر اساس آن گرفته می شود محاسبات مهندسی حرارتیمطابق با الزامات SNiP یا (به عنوان مثال، برای پنجره ها، درها) با توجه به سازنده.

دمای طراحی اتاق معمولاً برابر با دمای طراحی هوا در اتاق tb تنظیم می شود که بسته به هدف اتاق مطابق با SNiP مطابق با هدف ساختمان گرم شده گرفته می شود.

زیر دمای طراحیدر خارج از حصار، دمای هوای بیرون tn.r یا دمای هوای یک اتاق سردتر هنگام محاسبه تلفات حرارتی از طریق حصارهای داخلی، منظور می شود.

تلفات اصلی گرما از طریق نرده ها اغلب کمتر از مقادیر واقعی آنها است، زیرا این تأثیر برخی از عوامل اضافی بر فرآیند انتقال حرارت (فیلتر کردن هوا از طریق نرده ها، قرار گرفتن در معرض خورشید و تابش) را در نظر نمی گیرد. از سطح نرده ها به سمت آسمان، تغییرات احتمالی در دمای هوای داخل اتاق در امتداد ارتفاع، هجوم هوای بیرون از طریق منافذ و غیره). تعریف مرتبط از دست دادن حرارت اضافی SNiP همچنین در قالب مواد افزودنی به تلفات حرارتی اصلی استاندارد شده است.

مصرف گرما برای گرم کردن هوای سرد Qi (دریچه) وارد شده به محوطه ساختمان ها در نتیجه نفوذ از طریق مجموعه ای از دیوارها، دهلیزهای پنجره ها، فانوس ها، درها، دروازه ها می تواند 30 ... 40٪ یا بیشتر از اصلی باشد. تلفات حرارتی میزان هوای بیرون به راه حل سازه ای و برنامه ریزی ساختمان، جهت و سرعت وزش باد، دمای هوای بیرون و داخل، سفتی سازه ها، طول و نوع نارتکس های بازشوها بستگی دارد. . روش محاسبه مقدار Qi (vent) که توسط SNiP نیز استاندارد شده است، اول از همه به محاسبه میزان جریان کل هوای نفوذ شده از طریق ساختارهای محصور منفرد اتاق می رسد که به نوع و ماهیت آن بستگی دارد. نشتی در محفظه های خارجی، که مقادیر مقاومت آنها را در برابر نفوذ هوا تعیین می کند. مقادیر واقعی آنها مطابق با SNiP یا با توجه به داده های سازنده ساختار حصار گرفته می شود.

علاوه بر تلفات گرمایی که در بالا در ساختمان‌های عمومی و اداری در زمستان مورد بحث قرار گرفت، زمانی که سیستم گرمایشی کار می‌کند، هم افزایش گرما و هم هزینه‌های حرارت اضافی Qt امکان‌پذیر است. این جزء تعادل حرارتی معمولاً هنگام طراحی سیستم های تهویه و تهویه مطبوع در نظر گرفته می شود. اگر چنین سیستم هایی در اتاق ارائه نشده باشد، این منابع اضافی باید هنگام تعیین قدرت طراحی سیستم گرمایش در نظر گرفته شوند. هنگام طراحی یک سیستم گرمایش برای یک ساختمان مسکونی مطابق با SNiP، با در نظر گرفتن افزایش گرمای اضافی (خانگی) در اتاق ها و آشپزخانه ها به مقدار حداقل Qlife = 10 W در هر 1 متر مربع مساحت آپارتمان نرمال می شود که از آن کم می شود. از تلفات حرارتی محاسبه شده این مکان ها.

هنگام نهایی کردن قدرت حرارتی محاسبه شده سیستم گرمایش طبق SNiP، تعدادی از عوامل مربوط به راندمان حرارتی سیستم های مورد استفاده در سیستم نیز در نظر گرفته می شود. وسایل گرمایشی. شاخصی که این ویژگی را ارزیابی می کند اثر گرمایش دستگاه، که نسبت مقدار حرارت واقعی صرف شده توسط دستگاه برای ایجاد شرایط مشخص شده آسایش حرارتی در اتاق را به تلفات حرارتی محاسبه شده اتاق نشان می دهد. طبق SNiP، مقدار کل تلفات حرارتی اضافی نباید بیش از 7٪ از توان حرارتی محاسبه شده سیستم گرمایش باشد.

برای ارزیابی حرارتی راه حل های برنامه ریزی و طراحی فضا و همچنین برای محاسبه تقریبیاز دست دادن حرارت ساختمان به عنوان یک شاخص استفاده می شود - خاص عملکرد حرارتیساختمان q، W/(m 3 · درجه سانتی گراد) که با تلفات حرارتی شناخته شده ساختمان برابر است با

q = Qin / (V(tin - tn.r))، (4.2.2)
که در آن Qzd تلفات حرارتی برآورد شده توسط تمام اتاق های ساختمان است، W; V حجم ساختمان گرم شده با توجه به ابعاد خارجی، m3 است. (tв - tн.р) - اختلاف دمای محاسبه شده برای اتاق های اصلی (نماینده ترین) ساختمان، درجه سانتیگراد.

مقدار q میانگین تلفات حرارتی 1 متر مکعب ساختمان را که مربوط به اختلاف دمای 1 درجه سانتیگراد است، تعیین می کند. استفاده از آن برای ارزیابی مهندسی حرارتی راه حل های احتمالی سازه ای و برنامه ریزی برای یک ساختمان راحت است. مقدار q معمولاً در لیست مشخصات اصلی پروژه گرمایش آن آورده شده است.

گاهی اوقات از مقدار مشخصه حرارتی برای تقریب اتلاف حرارت ساختمان استفاده می شود. با این حال، باید توجه داشت که استفاده از مقدار q برای تعیین بار گرمایش طراحی منجر به خطاهای قابل توجهی در محاسبه می شود. این با این واقعیت توضیح داده می شود که مقادیر مشخصه های حرارتی خاص ارائه شده در ادبیات مرجع فقط تلفات حرارتی اصلی ساختمان را در نظر می گیرند، در حالی که بار گرمایش ساختار پیچیده تری دارد که در بالا توضیح داده شد.

محاسبه بارهای حرارتی در سیستم های گرمایشی بر اساس شاخص های انبوه فقط برای محاسبات تقریبی و هنگام تعیین تقاضای گرمای یک منطقه یا شهر، یعنی هنگام طراحی یک منبع حرارت متمرکز استفاده می شود.

نحوه طراحی، محاسبه و تعیین قدرت سیستم گرمایشبرای خانه بدون دخالت متخصصان؟ این سوال خیلی ها را مورد توجه قرار می دهد.

انتخاب نوع دیگ بخار

تعیین کنید کدام منبع گرما برای شما در دسترس ترین و مقرون به صرفه تر خواهد بود. این می تواند برق، گاز، زغال سنگ و سوخت مایع. و بر این اساس نوع دیگ را انتخاب کنید. این مسئله بسیار مهمی است که ابتدا باید حل شود.

1. دیگ برقی. در فضای پس از شوروی به هیچ وجه مورد تقاضا نیست، زیرا استفاده از برق برای گرم کردن اتاق ها بسیار گران است و این نیاز به عملکرد بی عیب و نقص شبکه برق دارد که امکان پذیر نیست.
2. یک دیگ گاز. این بیشترین است بهترین گزینه، مقرون به صرفه و راحت است. آنها کاملا ایمن هستند و می توان آنها را در آشپزخانه نصب کرد. گاز بالاترین ضریب را دارد اقدام مفید، و اگر توانایی اتصال به لوله های گاز، سپس چنین دیگ بخاری را نصب کنید.
3. دیگ سوخت جامد. حضور دائمی شخصی را فرض می کند که سوخت اضافه می کند. خروجی حرارت چنین دیگهای بخار ثابت نیست و دمای اتاق همیشه در نوسان خواهد بود.
4. دیگ سوخت مایع. آسیب زیادی به محیط زیست وارد می کند، اما اگر جایگزین دیگری وجود نداشته باشد، تجهیزات ویژه ای برای زباله های دیگ وجود دارد.

تعیین قدرت سیستم گرمایش: مراحل ساده

برای انجام محاسباتی که نیاز داریم، باید پارامترهای زیر را تعیین کنیم:

• مربعمحل کل مساحت کل خانه در نظر گرفته می شود و نه فقط آن اتاق هایی که قصد دارید گرم کنید. با حرف S مشخص شده است.
• خاص قدرتدیگ بسته به شرایط آب و هوایی. بسته به تعیین می شود منطقه آب و هواییکه خانه شما در آن قرار دارد. به عنوان مثال، برای جنوب - 0.7-0.9 کیلو وات، برای شمال - 1.5-2.0 کیلو وات. اما به طور متوسط، برای راحتی و سادگی محاسبات، می توانید 1 را بگیرید. ما آن را با حرف W نشان می دهیم.

بنابراین توان ویژه دیگ = (S*W) /10.

این شاخص تعیین می کند که آیا این دستگاهلازم را حفظ کند رژیم دمادر خانه شما. اگر توان دیگ طبق محاسبات کمتر از نیاز شما باشد، دیگ قادر به گرم کردن اتاق نیست و خنک می شود. و اگر قدرت از آنچه شما نیاز دارید بیشتر شود، مصرف بیش از حد سوخت وجود خواهد داشت و بنابراین هزینه های مالی. قدرت سیستم گرمایش و عقلانیت آن به این شاخص بستگی دارد.

برای تامین توان کامل سیستم گرمایشی به چند رادیاتور نیاز است؟

برای پاسخ به این سوال، می توانید از یک فرمول بسیار ساده استفاده کنید: مساحت اتاق گرم شده را در 100 ضرب کنید و بر توان یک بخش باتری تقسیم کنید.

بیایید نگاه دقیق تری بیندازیم:

• چون اتاق داریم اندازه های متفاوت، بهتر است هر کدام را جداگانه در نظر بگیرید.
• 100 وات مقدار متوسط ​​توان در هر متر مربع اتاق است که مناسب ترین و راحت ترین دما را فراهم می کند.
• قدرت یک بخش از رادیاتور گرمایش - این مقدار برای رادیاتورهای مختلف فردی است و به موادی که از آن ساخته شده اند بستگی دارد. اگر چنین اطلاعاتی ندارید، می توانید مقدار توان متوسط ​​یک بخش را بگیرید رادیاتورهای مدرن– 180-200 وات

مواد، که رادیاتور از آن ساخته شده است، بسیار است نکته مهم، زیرا مقاومت در برابر سایش و انتقال حرارت آن به این بستگی دارد. فولاد و چدن قدرت مقطع کمی دارند. بالاترین قدرتآنودایز شده متفاوت است - قدرت بخش آنها 215 وات است، محافظت عالی در برابر خوردگی، آنها تا 30 سال ضمانت دارند، که البته بر هزینه چنین باتری هایی تأثیر می گذارد. اما با در نظر گرفتن همه عوامل، صرفه جویی در این مورد ارزش آن را ندارد.