Hava ısıtmanın hesaplanması: temel prensipler + hesaplama örneği

Ön hesaplamalar yapılmadan ısıtma sisteminin kurulumu mümkün değildir.Elde edilen bilgilerin mümkün olduğu kadar doğru olması gerekir, bu nedenle hava ısıtma hesaplamaları, tasarımın nüansları dikkate alınarak özel programlar kullanılarak uzmanlar tarafından gerçekleştirilir.

Temel matematik ve fizik bilgisine sahip olarak hava ısıtma sistemini (bundan sonra hava ısıtma sistemi olarak anılacaktır) kendiniz hesaplayabilirsiniz.

Bu materyalde size evdeki ısı kaybı seviyesini ve ısı kaybı sistemini nasıl hesaplayacağınızı anlatacağız. Her şeyi olabildiğince açık hale getirmek için özel hesaplama örnekleri verilecektir.

Evde ısı kaybının hesaplanması

Bir ısıtma sistemi seçmek için, odanın optimum şekilde ısıtılması için sistem için hava miktarını, hava kanalındaki havanın başlangıç ​​​​sıcaklığını belirlemek gerekir. Bu bilgiyi öğrenmek için evin ısı kaybını hesaplamanız ve daha sonra temel hesaplamalara başlamanız gerekir.

Soğuk havalarda her bina termal enerjisini kaybeder. Maksimum miktarı, bir tarafı sokağa bakacak şekilde duvarlardan, çatıdan, pencerelerden, kapılardan ve diğer çevre elemanlarından (bundan sonra OK olarak anılacaktır) odadan çıkar.

Evde belirli bir sıcaklık sağlamak için, ısı maliyetlerini telafi edebilecek ve koruyabilecek termal gücü hesaplamanız gerekir. istenilen sıcaklık.

Isı kayıplarının her evde aynı olduğu yanılgısı vardır.Bazı kaynaklar, herhangi bir konfigürasyondaki küçük bir evi ısıtmak için 10 kW'ın yeterli olduğunu iddia ederken, diğerleri metrekare başına 7-8 kW ile sınırlıdır. metre.

Basitleştirilmiş hesaplama şemasına göre her 10 m'de bir² Kuzey bölgelerdeki sömürülen alanın ve orta bölgedeki alanların 1 kW'lık termal güç kaynağı ile sağlanması gerekmektedir. Her bina için ayrı ayrı olan bu rakam 1,15 katıyla çarpılarak beklenmedik kayıplar durumunda termal güç rezervi yaratılıyor.

Ancak bu tahminler oldukça kaba olup, evin yapımında kullanılan malzemelerin nitelikleri, özellikleri, iklim koşulları ve ısı maliyetlerini etkileyen diğer faktörler dikkate alınmamaktadır.

Kaybedilen ısı miktarı, muhafaza elemanının alanına ve katmanlarının her birinin ısıl iletkenliğine bağlıdır. En büyük miktarda termal enerji odayı duvarlardan, zeminden, çatıdan ve pencerelerden terk eder

Evin yapımında modern inşaat malzemeleri kullanılsaydı malzemelerin termal iletkenliği düşükse yapının ısı kaybı daha az olacak, bu da daha az termal güce ihtiyaç duyulacağı anlamına geliyor.

Gerekenden daha fazla güç üreten ısıtma ekipmanı alırsanız, genellikle havalandırma ile telafi edilen aşırı ısı ortaya çıkacaktır. Bu durumda ek finansal maliyetler ortaya çıkar.

HVAC için düşük güçlü ekipman seçilirse, cihaz gerekli miktarda enerji üretemeyeceğinden odada ısı sıkıntısı yaşanacaktır ve bu da ek ısıtma ünitelerinin satın alınmasını gerektirecektir.

Poliüretan köpük, fiberglas ve diğer modern yalıtım malzemelerinin kullanılması odanın maksimum ısı yalıtımını elde etmemizi sağlar

Bir binanın termal maliyetleri aşağıdakilere bağlıdır:

• muhafaza elemanlarının yapısı (duvarlar, tavanlar vb.), kalınlıkları;
• ısıtılmış yüzey alanı;
• ana yönlere göre yönlendirme;
• 5 kış günü boyunca bölge veya şehirde pencerenin dışındaki minimum sıcaklık;
• ısıtma sezonunun süresi;
• sızma, havalandırma süreçleri;
• evsel ısı kazanımları;
• Ev ihtiyaçları için ısı tüketimi.

Kantitatif bileşeni önemli ölçüde etkileyen sızma ve havalandırmayı hesaba katmadan ısı kayıplarını doğru bir şekilde hesaplamak mümkün değildir. Sızma, insanların odadaki hareketi, havalandırma için pencerelerin açılması ve diğer ev işlemleri sırasında meydana gelen hava kütlelerinin doğal bir hareket sürecidir.

Havalandırma, havanın sağlandığı ve havanın odaya daha düşük bir sıcaklıkta girebildiği özel olarak kurulmuş bir sistemdir.

Havalandırma, doğal sızmaya göre 9 kat daha fazla ısıyı giderir

Isı, odaya yalnızca ısıtma sistemi aracılığıyla değil aynı zamanda elektrikli cihazların, akkor lambaların ve insanların ısıtılması yoluyla da girer. Sokaktan getirilen soğuk eşyaların ve kıyafetlerin ısıtılması için ısı tüketiminin de dikkate alınması önemlidir.

SVO için ekipman seçmeden önce, ısıtma sistemi tasarımı Evde ısı kaybını yüksek doğrulukla hesaplamak önemlidir. Bu, ücretsiz Valtec programı kullanılarak yapılabilir. Uygulamanın inceliklerine dalmamak için yüksek hesaplama doğruluğu sağlayan matematiksel formülleri kullanabilirsiniz.

Bir konutun toplam ısı kayıplarını Q hesaplamak için, kapalı yapıların Q ısı maliyetlerini hesaplamak gerekir._org.k, havalandırma ve infiltrasyon için enerji tüketimi Q_v, ev masraflarını hesaba katın Q_T. Kayıplar Watt cinsinden ölçülür ve kaydedilir.

Toplam ısı tüketimini Q hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanın:

S = S_org.k +Soru_v -Q_T

Daha sonra, ısı maliyetlerini belirlemek için formülleri göz önünde bulundurun:

Q_org.k ,Q_v,Q_T.

Kapalı yapılardan ısı kaybının belirlenmesi

En fazla ısı evin kapalı elemanlarından (duvarlar, kapılar, pencereler, tavan ve zemin) kaçar. Q'yu belirlemek için_org.k her bir yapı elemanının maruz kaldığı ısı kaybının ayrı ayrı hesaplanması gerekir.

Yani Q_org.k formülle hesaplanır:

Q_org.k =S_pol +Soru_st +Soru_tamam +Soru_puan +Soru_dv

Evin her bir elemanının Q'sunu belirlemek için, malzeme pasaportunda belirtilen yapısını ve ısıl iletkenlik katsayısını veya ısıl direnç katsayısını bilmeniz gerekir.

Isı maliyetlerinin hesaplanmasında ısı yalıtımına etki eden katmanlar dikkate alınır. Örneğin yalıtım, duvarcılık, kaplama vb.

Muhafaza elemanının her homojen katmanı için ısı kayıplarının hesaplanması gerçekleşir. Örneğin, bir duvar iki farklı katmandan (yalıtım ve tuğla) oluşuyorsa, hesaplama yalıtım ve tuğla için ayrı ayrı yapılır.

Katmanın termal tüketimi, aşağıdaki ifade kullanılarak odadaki istenen sıcaklık dikkate alınarak hesaplanır:

Q_st = S × (t_v -T_N) × B × l/k

Bir ifadede değişkenler şu anlama gelir:

• S—katman alanı, m²;
• T_v – evde istenilen sıcaklık, °C; köşe odalar için sıcaklık 2 derece daha yüksek alınır;
• T_N - Bölgedeki en soğuk 5 günlük dönemin ortalama sıcaklığı, °C;
• k, malzemenin ısıl iletkenlik katsayısıdır;
• B – kapatma elemanının her katmanının kalınlığı, m;
• l – tablo parametresi, dünyanın farklı yerlerinde bulunan OK'ler için ısı tüketiminin özelliklerini dikkate alır.

Hesaplamanın yapıldığı duvara pencereler veya kapılar yerleştirilmişse, Q hesaplanırken, ısı tüketimleri farklı olacağından pencerenin veya kapının alanını toplam alandan çıkarmak gerekir.

Pencere veya kapıların teknik veri sayfasında bazen hesaplamaların basitleştirilebilmesi sayesinde ısı transfer katsayısı D gösterilir.

Termal direnç katsayısı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

D = B/k

Tek bir katman için ısı kaybı formülü şu şekilde sunulabilir:

Q_st = S × (t_v -T_N) × D × l

Uygulamada, zeminlerin, duvarların veya tavanların Q'sunu hesaplamak için her OK katmanının D katsayıları ayrı ayrı hesaplanır, toplanır ve genel formülde ikame edilir; bu da hesaplama sürecini basitleştirir.

Sızma ve havalandırma maliyetlerinin muhasebeleştirilmesi

Düşük sıcaklıktaki hava, havalandırma sisteminden odaya girebilir ve bu da ısı kaybını önemli ölçüde etkiler. Bu sürecin genel formülü şu şekildedir:

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

Bir ifadede alfabetik karakterlerin anlamı vardır:

• L_N – gelen hava akışı, m³/H;
• P_v — Belirli bir sıcaklıkta odadaki hava yoğunluğu, kg/m³;
• T_v – evin sıcaklığı, °C;
• T_N - Bölgedeki en soğuk 5 günlük dönemin ortalama sıcaklığı, °C;
• c havanın ısı kapasitesidir, kJ/(kg*°C).

Parametre L_N havalandırma sisteminin teknik özelliklerinden alınmıştır. Çoğu durumda, besleme havası değişiminin spesifik akış hızı 3 m'dir.³/h, hangi L'ye bağlı olarak_N formülle hesaplanır:

L_N = 3 × S_pol

S formülünde_pol — taban alanı, m².

İç mekan hava yoğunluğu P_v şu ifadeyle belirlenir:

P_v = 353/273+t_v

İşte_v – °C cinsinden ölçülen evde ayarlanan sıcaklık.

Isı kapasitesi c sabit bir fiziksel miktardır ve 1,005 kJ/(kg × °C)'ye eşittir.

Doğal havalandırma ile soğuk hava pencerelerden ve kapılardan girerek ısıyı bacadan uzaklaştırır.

Düzensiz havalandırma veya sızma aşağıdaki formülle belirlenir:

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

Denklemde:

• G_H - Her bir çitin içinden geçen hava akışı, kg/saat cinsinden tablo değeridir;
• k_T - Tablodan alınan termal hava akışının etki katsayısı;
• T_v ,T_N — İç ve dış sıcaklıkları °C olarak ayarlayın.

Kapılar açıldığında en önemli hava ısı kaybı meydana gelir, bu nedenle girişte hava-termal perdeler varsa bunların da dikkate alınması gerekir.

Termal perde, pencere veya kapı aralığında güçlü bir akış oluşturan uzun bir fanlı ısıtıcıdır. Kapı veya pencere açıkken bile ısı kaybını ve sokağa hava girişini en aza indirir veya neredeyse tamamen ortadan kaldırır.

Kapıların ısı kaybını hesaplamak için formül kullanılır:

Q_ot.d =S_dv × j × H

İfadede:

• Q_dv - dış kapıların hesaplanan ısı kaybı;
• H—bina yüksekliği, m;
• j, kapı tipine ve konumlarına bağlı olarak tablo şeklinde bir katsayıdır.

Evin havalandırması veya sızması organize edilmişse, ilk formül kullanılarak hesaplamalar yapılır.

Kapalı yapı elemanlarının yüzeyi heterojen olabilir - içinden havanın geçtiği çatlaklar ve sızıntılar olabilir. Bu ısı kayıpları önemsiz kabul edilir, ancak belirlenebilirler.Bu, yalnızca yazılım yöntemleri kullanılarak yapılabilir, çünkü bazı işlevleri uygulamaları kullanmadan hesaplamak imkansızdır.

Gerçek ısı kaybının en doğru resmi, bir evin termal görüntüleme incelemesiyle sağlanır. Bu teşhis yöntemi, gizli inşaat hatalarını, ısı yalıtımındaki delikleri, sıhhi tesisat sistemindeki binanın ısıl performansını azaltan sızıntıları ve diğer kusurları tanımlamanıza olanak tanır.

Evsel ısı kazançları

Isı kayıpları hesaplanırken de dikkate alınan elektrikli cihazlar, insan vücudu ve lambalar aracılığıyla odaya ilave ısı girer.

Bu tür girişlerin 1 m başına 10 W'ı geçemeyeceği deneysel olarak tespit edilmiştir.². Bu nedenle hesaplama formülü şöyle görünebilir:

Q_T = 10 × S_pol

S ifadesinde_pol — taban alanı, m².

SVO'yu hesaplamak için temel metodoloji

Herhangi bir hava soğutucunun temel çalışma prensibi, soğutucuyu soğutarak termal enerjinin hava yoluyla aktarılmasıdır. Ana elemanları bir ısı jeneratörü ve bir ısı borusudur.

Zaten t sıcaklığına ısıtılan odaya hava verilir._Rİstenilen sıcaklığı korumak için_v. Bu nedenle biriken enerji miktarının binanın toplam ısı kaybına yani Q'ya eşit olması gerekir. Eşitlik geçerlidir:

S = E_başka × c×(t_v -T_N)

Formül E'de odayı ısıtmak için ısıtılmış havanın akış hızı kg/s'dir. Eşitlikten E'yi ifade edebiliriz_başka:

e_başka = Q/ (c × (t_v -T_N))

Havanın ısı kapasitesinin c=1005 J/(kg×K) olduğunu hatırlayalım.

Formül, yalnızca devridaim sistemlerinde (bundan sonra RSVO olarak anılacaktır) yalnızca ısıtma için kullanılan beslenen havanın miktarını özel olarak belirler.

Besleme ve devridaim sistemlerinde havanın bir kısmı sokaktan, diğer kısmı odadan alınır. Her iki parça da karıştırılır ve gerekli sıcaklığa ısıtıldıktan sonra odaya teslim edilir.

Hava soğutucu havalandırma olarak kullanılıyorsa, beslenen hava miktarı aşağıdaki şekilde hesaplanır:

• Isıtma için hava miktarı havalandırma için hava miktarını aşarsa veya ona eşitse, ısıtma için hava miktarı dikkate alınır ve sistem doğrudan akışlı (bundan sonra PCVO olarak anılacaktır) veya ile seçilir. kısmi devridaim (bundan sonra CHRSVO olarak anılacaktır).
• Isıtma için hava miktarı havalandırma için gereken hava miktarından azsa, yalnızca havalandırma için gereken hava miktarı dikkate alınır, bir PSVO (bazen - bir PRVO) eklenir ve sağlanan havanın sıcaklığı şu formül kullanılarak hesaplanır: t_R = t_v + Q/c × E_{havalandırma}.

Gösterge t değerini aşarsa_R izin verilen parametreler, havalandırma yoluyla verilen hava miktarını arttırmalıdır.

Odada sabit ısı üretimi kaynakları varsa, beslenen havanın sıcaklığı azalır.

Açık durumdaki elektrikli cihazlar odadaki ısının yaklaşık %1'ini üretir. Bir veya daha fazla cihaz sürekli çalışacaksa hesaplamalarda bunların ısıl güçleri dikkate alınmalıdır.

Tek bir oda için t göstergesi_R farklı olduğu ortaya çıkabilir. Teknik olarak, bireysel odalara farklı sıcaklıkların sağlanması fikrini uygulamak mümkündür, ancak tüm odalara aynı sıcaklıktaki havanın sağlanması çok daha kolaydır.

Bu durumda toplam sıcaklık t_R en küçük olanı alın. Daha sonra tedarik edilen hava miktarı, E'yi belirleyen formül kullanılarak hesaplanır._başka.

Daha sonra, gelen havanın V hacmini hesaplamak için formülü belirliyoruz._başka ısıtma sıcaklığında t_R:

V_başka =E_başka/P_R

Cevap m olarak yazılmıştır³/H.

Ancak V odasındaki hava değişimi_P V değerinden farklı olacaktır_başkat iç sıcaklığına göre belirlenmesi gerektiğinden_v:

V_başka = E_başka/P_v

V'yi belirleme formülünde_P ve V_başka hava yoğunluğu göstergeleri p_R ve P_v (kg/m³) ısıtılan havanın sıcaklığı dikkate alınarak hesaplanır t_R ve oda sıcaklığı t_v.

Besleme odası sıcaklığı t_R t'den yüksek olmalı_v. Bu, sağlanan hava miktarını azaltacak ve doğal hava hareketi olan sistemlerin kanallarının boyutunu azaltacak veya ısıtılmış hava kütlesini sirküle etmek için mekanik uyarım kullanılıyorsa elektrik maliyetlerini azaltacaktır.

Geleneksel olarak, 3,5 m'yi aşan bir yükseklikte beslendiğinde odaya giren havanın maksimum sıcaklığı 70 °C olmalıdır. Hava 3,5 m'den daha az bir yüksekliğe verilirse sıcaklığı genellikle 45 ° C'ye eşittir.

2,5 m yüksekliğindeki konutlar için izin verilen sıcaklık sınırı 60 °C'dir. Sıcaklık daha yükseğe ayarlandığında atmosfer özelliklerini kaybeder ve solunmaya uygun olmaz.

Hava-termal perdeler dış kapılarda ve dışarıya bakan açıklıklarda bulunuyorsa, giriş hava sıcaklığının 70 °C olmasına, dış kapılarda bulunan perdelerde ise 50 °C'ye kadar izin verilir.

Sağlanan sıcaklık, hava besleme yöntemlerinden, jetin yönünden (dikey, eğimli, yatay vb.) etkilenir. Odada her zaman insan varsa, besleme havası sıcaklığı 25 °C'ye düşürülmelidir.

Ön hesaplamaları yaptıktan sonra havayı ısıtmak için gerekli ısı girdisini belirleyebilirsiniz.

RSVO ısı maliyetleri için Q₁ şu ifadeyle hesaplanır:

Q₁ = E_başka × (T_R -T_v) × c

PSVO hesaplaması için Q₂ formüle göre üretilir:

Q₂ = E_{havalandırma} × (T_R -T_v) × c

Isı tüketimi Q₃ FER için aşağıdaki denklemle bulunur:

Q₃ = [E_başka ×(t_R -T_v) + E_{havalandırma} × (T_R -T_v)]×c

Her üç ifadede de:

• e_başka ve E_{havalandırma} - ısıtma için kg/s cinsinden hava akışı (E_başka) ve havalandırma (E_{havalandırma});
• T_N - °C cinsinden dış hava sıcaklığı.

Değişkenlerin geri kalan özellikleri aynıdır.

CHRSVO'da devridaim edilen hava miktarı aşağıdaki formülle belirlenir:

e_kayıt = E_başka — E_{havalandırma}

Değişken E_başka t sıcaklığına ısıtılan karışım hava miktarını ifade eder_R.

PSVO'nun doğal dürtü ile ilgili bir özelliği vardır - hareket eden havanın miktarı dışarıdaki sıcaklığa bağlı olarak değişir. Dış sıcaklık düşerse sistem basıncı artar. Bu, evin içine hava akışında bir artışa yol açar. Sıcaklık yükselirse ters işlem gerçekleşir.

Ayrıca hava soğutucularda hava, havalandırma sistemlerinden farklı olarak, hava kanallarını çevreleyen havanın yoğunluğuna göre daha düşük ve değişen yoğunlukta hareket eder.

Bu fenomen nedeniyle aşağıdaki süreçler meydana gelir:

1. Jeneratörden gelen hava kanallarından geçen hava hareket halindeyken hissedilir derecede soğutulur.
2. Doğal hareketle odaya giren hava miktarı ısıtma mevsimi boyunca değişir.

Hava sirkülasyon sistemi havayı sirküle etmek için fanlar kullanıyorsa yukarıdaki işlemler dikkate alınmaz; aynı zamanda sınırlı bir uzunluk ve yüksekliğe sahiptir.

Sistemin çok sayıda şubesi varsa, oldukça kapsamlıysa ve bina büyük ve uzunsa, hava kanallarında hava soğutma sürecini azaltmak, doğal sirkülasyon basıncının etkisi altında giren havanın yeniden dağıtımını azaltmak gerekir.

Uzatılmış ve dallanmış hava ısıtma sistemlerinin gerekli gücünü hesaplarken, yalnızca hava kanalı boyunca hareket ederken hava kütlesinin soğutulmasının doğal sürecini değil, aynı zamanda hava kütlesinin doğal basıncının etkisini de hesaba katmak gerekir. kanaldan geçerken

Hava soğutma işlemini kontrol etmek için hava kanallarının termal hesaplamaları yapılır. Bunu yapmak için, ilk hava sıcaklığını ayarlamanız ve formülleri kullanarak akışını netleştirmeniz gerekir.

Isı akısını hesaplamak için Q_ah uzunluğu l olan hava kanalının duvarları boyunca aşağıdaki formülü kullanın:

Q_ah = q₁ × ben

İfadede q değeri₁ 1 m uzunluğunda bir hava kanalının duvarlarından geçen ısı akışını belirtir.Parametre şu ifadeyle hesaplanır:

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

Denklem D'de₁ - ortalama sıcaklık t ile ısıtılmış havadan ısı transfer direnci_efendim S alanı boyunca₁ t sıcaklığındaki bir odada 1 m uzunluğunda bir hava kanalının duvarları_v.

Isı dengesi denklemi şöyle görünür:

Q₁ben = E_başka × c × (t_hayır -T_R)

Formülde:

• e_başka - odayı ısıtmak için gereken hava miktarı, kg/saat;
• c havanın özgül ısı kapasitesidir, kJ/(kg °C);
• T_hayır - Hava kanalının başlangıcındaki hava sıcaklığı, °C;
• T_R - odaya verilen havanın sıcaklığı, °C.

Isı dengesi denklemi, hava kanalındaki havanın başlangıç ​​​​sıcaklığını belirli bir son sıcaklıkta ayarlamanıza ve bunun tersine, belirli bir başlangıç ​​sıcaklığında son sıcaklığı bulmanıza ve hava akışını belirlemenize olanak tanır.

Sıcaklık t_hayır aşağıdaki formül kullanılarak da bulunabilir:

T_hayır = t_v + ((Q + (1 - η) × Q_ah)) × (t_R -T_v)

Burada η Q’nun bir parçasıdır_ahOdaya giren kişi hesaplamalarda sıfıra eşit alınır. Geriye kalan değişkenlerin özelliklerine yukarıda değinildi.

Sıcak hava tüketimine yönelik rafine formül şu şekilde görünecektir:

Eot = (Q + (1 - η) × Q_ah)/(c × (t_efendim -T_v))

İfadedeki tüm harf değerleri yukarıda tanımlanmıştır. Belirli bir ev için hava ısıtmanın hesaplanmasına ilişkin bir örneği ele alalım.

Evde ısı kaybını hesaplamaya bir örnek

Söz konusu ev, en soğuk beş günlük dönemde dışarıdaki sıcaklığın -31 dereceye ulaştığı, yer sıcaklığının ise +5 °C olduğu Kostroma şehrinde yer alıyor. İstenilen oda sıcaklığı +22 °C'dir.

Aşağıdaki boyutlara sahip bir ev ele alacağız:

• genişlik - 6,78 m;
• uzunluk - 8,04 m;
• yükseklik - 2,8 m.

Değerler, çevre elemanların alanını hesaplamak için kullanılacaktır.

Hesaplamalar için, binanın genişliğini, uzunluğunu, yüksekliğini, pencere ve kapıların yerini, boyutlarını gösteren bir ev planını kağıt üzerine çizmek en uygunudur.

Binanın duvarları şunlardan oluşur:

• B=0,21 m kalınlığında, ısıl iletkenlik katsayısı k=2,87 olan gazbeton;
• köpük plastik B=0,05 m, k=1,678;
• cephe tuğlası B=0,09 m, k=2,26.

K'yı belirlerken, farklı üreticilerin malzemelerinin bileşimi farklı olabileceğinden ve dolayısıyla farklı özelliklere sahip olabileceğinden, tablolardan veya daha iyisi teknik veri sayfasındaki bilgilerden yararlanmalısınız.

Betonarme en yüksek ısı iletkenliğine sahiptir, mineral yün levhalar en düşük olanıdır, bu nedenle sıcak evlerin yapımında en etkili şekilde kullanılırlar.

Evin zemini aşağıdaki katmanlardan oluşur:

• kum, B=0,10 m, k=0,58;
• kırma taş, B=0,10 m, k=0,13;
• beton, B=0,20 m, k=1,1;
• ecowool yalıtım, B=0,20 m, k=0,043;
• güçlendirilmiş şap, B=0,30 m k=0,93.

Yukarıdaki ev planında zemin tüm alan boyunca aynı yapıya sahiptir; bodrum katı yoktur.

Tavan şunlardan oluşur:

• mineral yün, B=0,10 m, k=0,05;
• alçıpan, B=0,025 m, k= 0,21;
• Çam paneller, B=0,05 m, k=0,35.

Tavanın çatı katına erişimi yoktur.

Evde sadece 8 pencere var, hepsi çift odacıklı, K-camlı, argonlu, D=0,6. Altı adet pencere 1,2x1,5 m, bir adet 1,2x2 m, bir adet 0,3x0,5 m boyutlarında olup, kapılar 1x2,2 m boyutlarında olup pasaporta göre D değeri 0,36'dır.

Duvarların ısı kayıplarının hesaplanması

Isı kayıplarını her duvar için ayrı ayrı hesaplayacağız.

Öncelikle kuzey duvarının alanını bulalım:

S_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

Duvarda herhangi bir kapı veya pencere açıklığı bulunmadığından hesaplamalarda bu S değerini kullanacağız.

OK'nin ana yönlerden birine yönelik termal maliyetlerini hesaplamak için, açıklayıcı katsayıların dikkate alınması gerekir.

Duvarın bileşimine bağlı olarak toplam termal direncini şuna eşit buluyoruz:

D_s.sten =D_GB +D_pn +D_kr

D'yi bulmak için şu formülü kullanırız:

D = B/k

Daha sonra orijinal değerleri değiştirerek şunu elde ederiz:

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

Hesaplamalar için şu formülü kullanırız:

Q_st = S × (t_v -T_N) × D × l

Kuzey duvarı için l katsayısının 1,1 olduğunu düşünürsek şunu elde ederiz:

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

Güney duvarında şu alanı gösteren bir pencere vardır:

S_tamam3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Bu nedenle hesaplamalarda en doğru sonuçların alınabilmesi için S penceresinin güney duvarının S penceresinden çıkarılması gerekmektedir.

S_yuj.s = 22.51 — 0.15 = 22.36

Güney yönü için l parametresi 1'e eşittir. O halde:

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

Doğu ve batı duvarları için netleştirme katsayısı l=1,05 olduğundan, S pencere ve kapıları hesaba katmadan OK yüzey alanını hesaplamak yeterlidir.

S_tamam1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8

S_tamam2 = 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

Daha sonra:

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

Sonuçta duvarların toplam Q'su tüm duvarların Q'sunun toplamına eşittir, yani:

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

Toplamda 526 W miktarında ısı duvarlardan kaçıyor.

Pencere ve kapılardan ısı kaybı

Ev planı kapı ve 7 pencerenin doğuya ve batıya baktığını göstermektedir, dolayısıyla parametre l=1.05'tir. Yukarıdaki hesaplamalar dikkate alındığında 7 pencerenin toplam alanı şuna eşittir:

S_tamam = 10.8 + 2.4 = 13.2

Onlara göre Q, D = 0,6 olduğu dikkate alınarak şu şekilde hesaplanacaktır:

Q_tamam4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

Güney penceresinin Q'sunu hesaplayalım (l=1).

Q_tamam5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

D=0,36 ve S=2,2 kapıları için l=1,05, o zaman:

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

Ortaya çıkan ısı kayıplarını toplayalım ve şunu elde edelim:

Q_tamam+dv = 630 + 43 + 5 = 678

Daha sonra tavan ve zemin için Q'yu belirliyoruz.

Tavan ve zeminden ısı kaybının hesaplanması

Tavan ve zemin için l=1. Alanlarını hesaplayalım.

S_pol = S_tencere = 6.78 × 8.04 = 54.51

Zeminin bileşimini dikkate alarak genel D'yi belirleriz.

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

Daha sonra dünyanın sıcaklığının +5 olduğu dikkate alındığında zeminin ısı kayıpları şuna eşittir:

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

Tavanın toplam D'sini hesaplayalım:

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

O zaman tavanın Q'su şuna eşit olacaktır:

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

OK üzerinden toplam ısı kaybı şuna eşit olacaktır:

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

Toplamda evin ısı kaybı 13054 W veya neredeyse 13 kW olacaktır.

Isı ve havalandırma kayıplarının hesaplanması

Oda, 3 m'lik spesifik hava değişim oranıyla havalandırılır.³/h, giriş bir hava-termal kanopi ile donatılmıştır, bu nedenle hesaplamalar için aşağıdaki formülü kullanmak yeterlidir:

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

+22 derecelik belirli bir sıcaklıkta odadaki hava yoğunluğunu hesaplayalım:

P_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Parametre L_N taban alanına göre spesifik tüketimin ürününe eşittir, yani:

L_N = 3 × 54.51 = 163.53

Hava c'nin ısı kapasitesi 1,005 kJ/(kg× °C)'dir.

Tüm bilgileri dikkate alarak Q havalandırmasını buluyoruz:

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

Havalandırma için toplam ısı tüketimi 3000 W veya 3 kW olacaktır.

Ev ısı kazanımları

Hanehalkı geliri aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır.

Q_T = 10 × S_pol

Yani, bilinen değerleri değiştirerek şunu elde ederiz:

Q_T = 54.51 × 10 = 545

Özetlemek gerekirse evin toplam ısı kaybı Q'nun şuna eşit olacağını görebiliriz:

S = 13054 + 3000 – 545 = 15509

Çalışma değeri olarak Q=16000 W veya 16 kW alalım.

SVO için hesaplama örnekleri

Besleme havası sıcaklığının (t_R) - 55 °C, istenilen oda sıcaklığı (t_v) - 22 °C, evin ısı kaybı (Q) - 16000 W.

RSVO için hava miktarının belirlenmesi

T sıcaklığında sağlanan havanın kütlesini belirlemek için_R Kullanılan formül şöyledir:

e_başka = Q/(c × (t_R -T_v)) 

Parametre değerlerini formülde değiştirerek şunu elde ederiz:

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

Verilen havanın hacimsel miktarı aşağıdaki formülle hesaplanır:

V_başka = E_başka /P_R,

Nerede:

P_R = 353/(273 + t_R)

Öncelikle p yoğunluğunu hesaplayalım:

P_R = 353/(273 + 55) = 1.07

Daha sonra:

V_başka = 483/1.07 = 451.

Odadaki hava değişimi aşağıdaki formülle belirlenir:

Vp = e_başka /P_v

Odadaki hava yoğunluğunu belirleyelim:

P_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Değerleri formülde değiştirerek şunu elde ederiz:

V_P = 483/1.19 = 405

Böylece odadaki hava değişimi 405 m'dir.³ saatte ve sağlanan havanın hacmi 451 m3'e eşit olmalıdır³ bir saat içinde.

CHRSVO için hava miktarının hesaplanması

FER için hava miktarını hesaplamak için önceki örnekten elde edilen bilgilerin yanı sıra t'yi de alıyoruz._R = 55 °С, t_v = 22 °C; Q=16000 W.Havalandırma için gerekli hava miktarı, E_{havalandırma}=110 m³/H. Tahmini dış sıcaklık t_N=-31 °C.

NER'yi hesaplamak için şu formülü kullanırız:

Q₃ = [E_başka ×(t_R -T_v) + E_{havalandırma} × p_v × (T_R -T_v)] × c

Değerleri yerine koyarsak şunu elde ederiz:

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

Devridaim edilen havanın hacmi 405-110=296 m2 olacaktır.³ Ek ısı tüketimi 27000-16000=11000 W'dur.

Başlangıç ​​hava sıcaklığının belirlenmesi

Mekanik hava kanalının direnci D=0,27 olup teknik özelliklerinden alınmıştır. Isıtılan odanın dışındaki hava kanalının uzunluğu l=15 m olup, Q=16 kW, iç hava sıcaklığının 22 derece, odanın ısıtılması için gerekli sıcaklığın ise 55 derece olduğu tespit edilmiştir.

E'yi tanımlayalım_başka yukarıdaki formüllere göre. Şunu elde ederiz:

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

Isı akış değeri q₁ olacak:

Q₁ = (55 — 22)/0.27 = 122

Sapma η = 0 olan başlangıç ​​sıcaklığı şöyle olacaktır:

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

Ortalama sıcaklığı açıklığa kavuşturalım:

T_efendim = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Daha sonra:

Q_{çok güzel} = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Alınan bilgileri dikkate alarak şunu buluyoruz:

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

Bundan, hava hareket ettiğinde 4 derecelik ısı kaybının olduğu sonucu çıkar. Isı kaybını azaltmak için boruların yalıtılması gerekir. Düzenleme sürecini detaylı bir şekilde anlatan diğer yazımızı da okumanızı öneririz. hava ısıtma sistemleri.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı video

Ecxel programını kullanarak enerji maliyetlerini hesaplamaya ilişkin bilgilendirici video:

CBO hesaplamalarını profesyonellere emanet etmek gerekir, çünkü yalnızca uzmanlar deneyime, ilgili bilgiye sahiptir ve hesaplamalar yaparken tüm nüansları dikkate alacaktır.

Herhangi bir sorunuz var mı, verilen hesaplamalarda herhangi bir yanlışlık mı buldunuz veya materyali değerli bilgilerle desteklemek mi istiyorsunuz? Lütfen yorumlarınızı aşağıdaki blokta bırakın.