Izračun ogrevanja zraka: osnovni principi + primer izračuna

Vgradnja ogrevalnega sistema je nemogoča brez predhodnih izračunov.Pridobljene informacije morajo biti čim natančnejše, zato izračune ogrevanja zraka izvajajo strokovnjaki s pomočjo specializiranih programov ob upoštevanju odtenkov zasnove.

Sistem ogrevanja zraka (v nadaljevanju sistem ogrevanja zraka) lahko izračunate sami, če imate osnovno znanje matematike in fizike.

V tem gradivu vam bomo povedali, kako izračunati stopnjo toplotne izgube doma in sistem toplotne izgube. Da bi bilo vse čim bolj jasno, bodo podani konkretni primeri izračunov.

Izračun toplotne izgube doma

Za izbiro ogrevalnega sistema je potrebno določiti količino zraka za sistem, začetno temperaturo zraka v zračnem kanalu za optimalno ogrevanje prostora. Če želite izvedeti te podatke, morate izračunati toplotne izgube hiše in kasneje začeti z osnovnimi izračuni.

Vsaka zgradba v hladnem vremenu izgubi toplotno energijo. Največja količina ga zapusti prostor skozi stene, streho, okna, vrata in druge ograjene elemente (v nadaljevanju OK), obrnjene na eno stran proti ulici.

Da bi zagotovili določeno temperaturo v hiši, morate izračunati toplotno moč, ki lahko nadomesti stroške toplote in vzdržuje želeno temperaturo.

Obstaja zmotno prepričanje, da so toplotne izgube za vsak dom enake.Nekateri viri trdijo, da je 10 kW dovolj za ogrevanje majhne hiše katere koli konfiguracije, drugi pa so omejeni na 7-8 kW na kvadratni meter. meter.

Po poenostavljeni shemi izračuna vsakih 10 m² izkoriščenega območja v severnih regijah in območjih srednjega pasu je treba zagotoviti dobavo 1 kW toplotne moči. Ta številka, individualna za vsako stavbo, se pomnoži s faktorjem 1,15, s čimer se ustvari rezerva toplotne moči v primeru nepričakovanih izgub.

Vendar so takšne ocene precej grobe, poleg tega ne upoštevajo kakovosti, značilnosti materialov, uporabljenih pri gradnji hiše, podnebnih razmer in drugih dejavnikov, ki vplivajo na stroške toplote.

Količina izgubljene toplote je odvisna od površine obdajnega elementa in toplotne prevodnosti vsake od njegovih plasti. Največja količina toplotne energije zapusti prostor skozi stene, tla, streho, okna

Če bi pri gradnji hiše uporabljali sodobne gradbene materiale toplotna prevodnost materialov ki so nizke, bodo toplotne izgube konstrukcije manjše, kar pomeni, da bo potrebna manjša toplotna moč.

Če vzamete ogrevalno opremo, ki proizvaja več energije, kot je potrebno, se pojavi odvečna toplota, ki se običajno kompenzira s prezračevanjem. V tem primeru nastanejo dodatni finančni stroški.

Če je za HVAC izbrana oprema z nizko porabo energije, bo v prostoru primanjkovalo toplote, saj naprava ne bo mogla proizvesti potrebne količine energije, kar bo zahtevalo nakup dodatnih grelnih enot.

Uporaba poliuretanske pene, steklenih vlaken in drugih sodobnih izolacijskih materialov omogoča doseganje maksimalne toplotne izolacije prostora.

Toplotni stroški stavbe so odvisni od:

• struktura ograjenih elementov (stene, stropi itd.), Njihova debelina;
• ogrevana površina;
• orientacija glede na kardinalne smeri;
• minimalna temperatura zunaj okna v regiji ali mestu za 5 zimskih dni;
• trajanje ogrevalne sezone;
• procesi infiltracije, prezračevanje;
• domači toplotni dobitki;
• poraba toplote za domače potrebe.

Nemogoče je pravilno izračunati toplotne izgube brez upoštevanja infiltracije in prezračevanja, ki pomembno vplivata na kvantitativno komponento. Infiltracija je naravni proces gibanja zračnih mas, ki se pojavi med gibanjem ljudi po prostoru, odpiranjem oken za prezračevanje in drugimi gospodinjskimi procesi.

Prezračevanje je posebej nameščen sistem, skozi katerega se dovaja zrak, zrak pa lahko vstopa v prostor pri nižji temperaturi.

Prezračevanje odstrani 9-krat več toplote kot naravna infiltracija

Toplota ne vstopa v prostor samo skozi ogrevalni sistem, ampak tudi preko ogrevalnih električnih naprav, žarnic z žarilno nitko in ljudi. Pomembno je upoštevati tudi porabo toplote za ogrevanje hladnih predmetov, prinesenih z ulice, in oblačil.

Preden izberete opremo za SVO, projektiranje ogrevalnega sistema Pomembno je, da toplotne izgube doma izračunate z visoko natančnostjo. To lahko storite z brezplačnim programom Valtec. Da se ne poglobite v zapletenost aplikacije, lahko uporabite matematične formule, ki zagotavljajo visoko natančnost izračunov.

Za izračun skupnih toplotnih izgub Q stanovanja je potrebno izračunati stroške toplote ograjenih konstrukcij Q_org.k, poraba energije za prezračevanje in infiltracijo Q_v, upoštevajte stroške gospodinjstva Q_t. Izgube se merijo in beležijo v vatih.

Za izračun skupne porabe toplote Q uporabite formulo:

Q = Q_org.k +Q_v —V_t

Nato razmislite o formulah za določanje stroškov toplote:

Q_org.k ,Q_v,Q_t.

Določitev toplotne izgube iz ograjenih konstrukcij

Največja količina toplote uide skozi ograjene elemente hiše (stene, vrata, okna, strop in tla). Za določitev Q_org.k potrebno je ločeno izračunati toplotne izgube, ki jih povzroči vsak strukturni element.

To je Q_org.k izračunano po formuli:

Q_org.k =Q_pol +Q_st +Q_{v redu} +Q_točka +Q_dv

Za določitev Q vsakega elementa hiše morate poznati njegovo strukturo in koeficient toplotne prevodnosti ali koeficient toplotne odpornosti, ki je naveden v potnem listu materiala.

Za izračun stroškov toplote se upoštevajo plasti, ki vplivajo na toplotno izolacijo. Na primer izolacija, zidanje, obloge itd.

Izračun toplotnih izgub se izvede za vsako homogeno plast ograjenega elementa. Na primer, če je stena sestavljena iz dveh različnih plasti (izolacije in zidakov), se izračun izvede ločeno za izolacijo in za zidake.

Toplotna poraba plasti se izračuna ob upoštevanju želene temperature v prostoru z uporabo izraza:

Q_st = S × (t_v -t_n) × B × l/k

V izrazu imajo spremenljivke naslednji pomen:

• S - površina plasti, m²;
• t_v – želena temperatura v hiši, °C; za kotne sobe se temperatura dvigne za 2 stopinji;
• t_n — povprečna temperatura najhladnejšega 5-dnevnega obdobja v regiji, °C;
• k je koeficient toplotne prevodnosti materiala;
• B - debelina vsakega sloja ograjenega elementa, m;
• l - tabelarni parameter, upošteva posebnosti porabe toplote za OK, ki se nahajajo v različnih smereh sveta.

Če so okna ali vrata vgrajena v steno, za katero se izvaja izračun, je treba pri izračunu Q od skupne površine OK odšteti površino okna ali vrat, saj bo njihova poraba toplote drugačna.

V tehničnem listu za okna ali vrata je včasih naveden koeficient toplotne prehodnosti D, zahvaljujoč kateremu je mogoče poenostaviti izračune

Koeficient toplotne upornosti se izračuna po formuli:

D = B/k

Formula za toplotne izgube za eno plast je lahko predstavljena kot:

Q_st = S × (t_v -t_n) × D × l

V praksi se za izračun Q tal, sten ali stropov D-koeficienti vsake plasti OK izračunajo ločeno, seštejejo in nadomestijo v splošno formulo, kar poenostavi postopek izračuna.

Računovodstvo stroškov infiltracije in prezračevanja

Iz prezračevalnega sistema lahko v prostor vstopa zrak nizke temperature, kar bistveno vpliva na toplotne izgube. Splošna formula za ta postopek je:

Q_v = 0,28 × L_n × str_v × c × (t_v -t_n)

V izrazu imajo abecedni znaki pomen:

• L_n – pretok dovodnega zraka, m³/h;
• str_v — gostota zraka v prostoru pri dani temperaturi, kg/m³;
• t_v – temperatura v hiši, °C;
• t_n — povprečna temperatura najhladnejšega 5-dnevnega obdobja v regiji, °C;
• c je toplotna kapaciteta zraka, kJ/(kg*°C).

Parameter L_n vzeto iz tehničnih karakteristik prezračevalnega sistema. V večini primerov ima izmenjava dovodnega zraka specifični pretok 3 m³/h, na podlagi česar L_n izračunano po formuli:

L_n = 3 × S_pol

V formuli S_pol - tlorisna površina, m².

Gostota zraka v zaprtih prostorih str_v je določen z izrazom:

str_v = 353/273+t_v

Tukaj t_v – nastavljena temperatura v hiški, merjena v °C.

Toplotna kapaciteta c je konstantna fizikalna količina in je enaka 1,005 kJ/(kg × °C).

Pri naravnem prezračevanju skozi okna in vrata vstopa hladen zrak, ki izpodriva toploto skozi dimnik

Neorganizirano prezračevanje ali infiltracija se določi po formuli:

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

V enačbi:

• G_h — pretok zraka skozi vsako ograjo je tabelna vrednost, kg/h;
• k_t — koeficient vpliva toplotnega pretoka zraka, vzet iz tabele;
• t_v ,t_n — nastavljene temperature v zaprtih prostorih in na prostem, °C.

Pri odpiranju vrat pride do največjih toplotnih izgub zraka, zato je treba upoštevati tudi vhod, če je vhod opremljen z zračno-toplotnimi zavesami.

Toplotna zavesa je podolgovat ventilatorski grelec, ki ustvarja močan tok znotraj okna ali vrat. Zmanjša ali skoraj odpravi izgubo toplote in prodor zraka z ulice, tudi ko so vrata ali okna odprta

Za izračun toplotne izgube vrat se uporablja formula:

Q_ot.d =Q_dv × j × H

V izrazu:

• Q_dv — izračunane toplotne izgube zunanjih vrat;
• H - višina stavbe, m;
• j je tabelarični koeficient, odvisen od vrste vrat in njihove lokacije.

Če ima hiša organizirano prezračevanje ali infiltracijo, se izračuni izvedejo po prvi formuli.

Površina ograjenih konstrukcijskih elementov je lahko heterogena - lahko pride do razpok in puščanj, skozi katere prehaja zrak. Te toplotne izgube veljajo za nepomembne, vendar jih je mogoče tudi določiti.To je mogoče storiti izključno z uporabo programskih metod, saj je nemogoče izračunati nekatere funkcije brez uporabe aplikacij.

Najbolj natančno sliko dejanskih toplotnih izgub dobi termovizijski pregled doma. Ta diagnostična metoda vam omogoča odkrivanje skritih konstrukcijskih napak, lukenj v toplotni izolaciji, puščanja v vodovodnem sistemu, ki zmanjšujejo toplotno učinkovitost stavbe in drugih napak.

Domači toplotni dobitki

Dodatna toplota pride v prostor preko električnih naprav, človeškega telesa in svetilk, kar se upošteva tudi pri izračunu toplotnih izgub.

Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da taki vhodi ne smejo preseči 10 W na 1 m². Zato lahko formula za izračun izgleda takole:

Q_t = 10 × S_pol

V izrazu S_pol - tlorisna površina, m².

Osnovna metodologija za izračun SVO

Osnovni princip delovanja vsakega hladilnika zraka je prenos toplotne energije skozi zrak s hlajenjem hladilne tekočine. Njegova glavna elementa sta generator toplote in toplotna cev.

Zrak dovajamo v prostor že ogret na temperaturo t_rza vzdrževanje želene temperature t_v. Zato mora biti količina akumulirane energije enaka celotni toplotni izgubi stavbe, to je Q. Velja enakost:

Q = E_ot × c×(t_v -t_n)

V formuli E je pretok segretega zraka kg/s za ogrevanje prostora. Iz enakosti lahko izrazimo E_ot:

E_ot = Q/ (c × (t_v -t_n))

Naj spomnimo, da je toplotna kapaciteta zraka c=1005 J/(kg×K).

Formula določa izključno količino dovedenega zraka, ki se porabi le za ogrevanje v obtočnih sistemih (v nadaljevanju RSVO).

V dovodnih in recirkulacijskih sistemih se del zraka vzame z ulice, drugi del pa iz prostora. Oba dela se zmešata in po segrevanju na zahtevano temperaturo dostavita v prostor

Če se hladilnik zraka uporablja kot prezračevanje, se količina dovedenega zraka izračuna na naslednji način:

• Če je količina zraka za ogrevanje večja od količine zraka za prezračevanje ali ji je enaka, se upošteva količina zraka za ogrevanje in izberemo sistem direktno pretok (v nadaljevanju PCVO) oz. delna recirkulacija (v nadaljevanju CHRSVO).
• Če je količina zraka za ogrevanje manjša od količine zraka, potrebnega za prezračevanje, se upošteva samo količina zraka, potrebna za prezračevanje, uvede se PSVO (včasih - PRVO) in temperatura dovedenega zraka. se izračuna po formuli: t_r = t_v + Q/c × E_zračnik.

Če indikator t presega_r dopustnih parametrov je treba povečati količino zraka, ki se dovaja skozi prezračevanje.

Če so v prostoru viri stalne toplote, se temperatura dovodnega zraka zniža.

Vklopljene električne naprave ustvarijo približno 1% toplote v prostoru. Če bo ena ali več naprav stalno delovalo, je treba pri izračunih upoštevati njihovo toplotno moč

Za enoposteljno sobo je indikator t_r se lahko izkaže, da je drugačen. Tehnično je možno izvesti idejo o dovajanju različnih temperatur v posamezne prostore, veliko lažje pa je v vse prostore dovajati zrak enake temperature.

V tem primeru je skupna temperatura t_r vzemite tistega, ki se izkaže za najmanjšega. Nato se količina dovedenega zraka izračuna po formuli, ki določa E_ot.

Nato določimo formulo za izračun prostornine vstopnega zraka V_ot pri temperaturi segrevanja t_r:

V_ot = E_ot/str_r

Odgovor je zapisan v m³/h

Vendar pa je izmenjava zraka v prostoru V_str se bo razlikovala od vrednosti V_ot, saj jo je treba določiti na podlagi notranje temperature t_v:

V_ot =E_ot/str_v

V formuli za določanje V_str in V_ot indikatorji gostote zraka str_r in str_v (kg/m³) se izračunajo ob upoštevanju temperature segretega zraka t_r in sobna temperatura t_v.

Dovodna sobna temperatura t_r mora biti višja od t_v. To bo zmanjšalo količino dovedenega zraka in zmanjšalo velikost kanalov sistemov z naravnim gibanjem zraka ali zmanjšalo stroške električne energije, če se za kroženje segrete zračne mase uporablja mehanska stimulacija.

Običajno mora biti najvišja temperatura zraka, ki vstopa v prostor, ko je doveden na višini nad 3,5 m, 70 °C. Če se zrak dovaja na višini manj kot 3,5 m, je njegova temperatura običajno enaka 45 ° C.

Za stanovanjske prostore z višino 2,5 m je dovoljena temperaturna meja 60 °C. Z višjo temperaturo atmosfera izgubi svoje lastnosti in je neprimerna za vdihavanje.

Če so zračno-toplotne zavese nameščene na zunanjih vratih in odprtinah, ki gledajo navzven, je dovoljena temperatura vhodnega zraka 70 °C, za zavese, nameščene v zunanjih vratih, do 50 °C.

Na dovedeno temperaturo vplivajo načini dovajanja zraka, smer curka (navpično, nagnjeno, vodoravno itd.). Če so v prostoru vedno ljudje, je treba temperaturo dovodnega zraka znižati na 25 °C.

Po predhodnih izračunih lahko določite potrebno toplotno porabo za ogrevanje zraka.

Za stroške ogrevanja RSVO Q₁ se izračunajo z izrazom:

Q₁ =E_ot × (t_r -t_v) × c

Za izračun PSVO Q₂ proizvedeno po formuli:

Q₂ =E_zračnik × (t_r -t_v) × c

Poraba toplote Q₃ za FER se ugotovi z enačbo:

Q₃ = [E_ot ×(t_r -t_v) + E_zračnik × (t_r -t_v)]×c

V vseh treh izrazih:

• E_ot in E_zračnik — pretok zraka v kg/s za ogrevanje (E_ot) in prezračevanje (E_zračnik);
• t_n — zunanja temperatura zraka v °C.

Preostale lastnosti spremenljivk so enake.

V CHRSVO je količina krožečega zraka določena s formulo:

E_rec =E_ot — E_zračnik

Spremenljivka E_ot izraža količino mešanega zraka, segretega na temperaturo t_r.

V PSVO z naravnim impulzom je posebnost - količina gibljivega zraka se spreminja glede na zunanjo temperaturo. Če zunanja temperatura pade, se tlak v sistemu poveča. To vodi do povečanja pretoka zraka v hišo. Če se temperatura dvigne, pride do obratnega procesa.

Poleg tega se v hladilnikih zraka, za razliko od prezračevalnih sistemov, zrak premika z nižjo in spremenljivo gostoto v primerjavi z gostoto zraka, ki obdaja zračne kanale.

Zaradi tega pojava se pojavijo naslednji procesi:

1. Prihaja iz generatorja, zrak, ki gre skozi zračne kanale, se med premikanjem opazno ohladi
2. Pri naravnem gibanju se količina zraka, ki vstopa v prostor, spreminja tekom kurilne sezone.

Zgornji procesi se ne upoštevajo, če sistem za kroženje zraka uporablja ventilatorje za kroženje zraka; ima tudi omejeno dolžino in višino.

Če ima sistem veliko vej, je precej obsežen in je zgradba velika in visoka, je treba zmanjšati proces hlajenja zraka v zračnih kanalih, zmanjšati prerazporeditev zraka, ki vstopa pod vplivom naravnega cirkulacijskega tlaka.

Pri izračunu potrebne moči razširjenih in razvejanih sistemov ogrevanja zraka je treba upoštevati ne le naravni proces hlajenja zračne mase med premikanjem skozi zračni kanal, temveč tudi učinek naravnega tlaka zračne mase pri ki poteka skozi kanal

Za nadzor procesa hlajenja zraka se izvajajo toplotni izračuni zračnih kanalov. Če želite to narediti, morate nastaviti začetno temperaturo zraka in razjasniti njen pretok z uporabo formul.

Za izračun toplotnega toka Q_ohl skozi stene zračnega kanala, katerega dolžina je l, uporabite formulo:

Q_ohl = q₁ × l

V izrazu je vrednost q₁ označuje toplotni tok, ki poteka skozi stene zračnega kanala dolžine 1 m Parameter se izračuna z izrazom:

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

V enačbi D₁ - odpornost na prenos toplote iz segretega zraka s povprečno temperaturo t_sr skozi območje S₁ stene zračnega kanala dolžine 1 m v prostoru pri temperaturi t_v.

Enačba toplotne bilance izgleda takole:

q₁l = E_ot × c × (t_nach -t_r)

V formuli:

• E_ot — količina zraka, potrebna za ogrevanje prostora, kg/h;
• c je specifična toplotna kapaciteta zraka, kJ/(kg °C);
• t_nac — temperatura zraka na začetku zračnega kanala, °C;
• t_r — temperatura zraka, izpuščenega v prostor, °C.

Enačba toplotne bilance vam omogoča, da nastavite začetno temperaturo zraka v zračnem kanalu pri dani končni temperaturi in, nasprotno, ugotovite končno temperaturo pri dani začetni temperaturi ter določite pretok zraka.

Temperatura t_nach lahko najdete tudi s formulo:

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

Tukaj je η del Q_ohl, ki vstopa v sobo, je v izračunih enaka nič. Značilnosti preostalih spremenljivk so bile omenjene zgoraj.

Prečiščena formula za porabo toplega zraka bo izgledala takole:

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

Vse vrednosti črk v izrazu so bile definirane zgoraj. Oglejmo si primer izračuna ogrevanja zraka za določeno hišo.

Primer izračuna toplotne izgube doma

Zadevna hiša se nahaja v mestu Kostroma, kjer zunanja temperatura v najhladnejšem petdnevnem obdobju doseže -31 stopinj, temperatura tal je +5 °C. Želena temperatura prostora je +22 °C.

Upoštevali bomo hišo z naslednjimi dimenzijami:

• širina - 6,78 m;
• dolžina - 8,04 m;
• višina - 2,8 m.

Vrednosti bodo uporabljene za izračun površine ograjenih elementov.

Za izračune je najprimerneje narisati načrt hiše na papirju in na njem navesti širino, dolžino, višino stavbe, lokacijo oken in vrat, njihove dimenzije

Stene stavbe so sestavljene iz:

• porobeton debeline B=0,21 m, koeficient toplotne prevodnosti k=2,87;
• penasta plastika B=0,05 m, k=1,678;
• fasadna opeka B=0,09 m, k=2,26.

Pri določanju k je treba uporabiti podatke iz tabel ali še bolje podatke iz tehničnega lista, saj se lahko sestava materialov različnih proizvajalcev razlikuje in imajo zato različne lastnosti.

Armirani beton ima največjo toplotno prevodnost, plošče iz mineralne volne pa najmanjšo, zato se najučinkoviteje uporabljajo pri gradnji toplih hiš

Tla hiše so sestavljena iz naslednjih plasti:

• pesek, B=0,10 m, k=0,58;
• lomljenec, B=0,10 m, k=0,13;
• beton, B=0,20 m, k=1,1;
• izolacija iz ekovune, B=0,20 m, k=0,043;
• armirani estrih, B=0,30 m k=0,93.

V zgornjem načrtu hiše je etaža po vsej površini enaka, kleti ni.

Strop je sestavljen iz:

• mineralna volna, B=0,10 m, k=0,05;
• mavčnokartonske plošče, B=0,025 m, k= 0,21;
• borove plošče, B=0,05 m, k=0,35.

Strop nima dostopa do podstrešja.

V hiši je samo 8 oken, vsa so dvoprekatna s K-steklom, argon, D=0,6. Šest oken ima dimenzije 1,2x1,5 m, eno - 1,2x2 m, eno - 0,3x0,5 m, vrata imajo dimenzije 1x2,2 m, vrednost D po potnem listu je 0,36.

Izračun toplotnih izgub sten

Toplotne izgube bomo izračunali za vsako steno posebej.

Najprej poiščimo območje severne stene:

S_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

Na steni ni vrat ali okenskih odprtin, zato bomo pri izračunih uporabili to vrednost S.

Za izračun toplotnih stroškov OK, usmerjenega v eno od kardinalnih smeri, je treba upoštevati razjasnitvene koeficiente

Glede na sestavo stene ugotovimo, da je njena skupna toplotna odpornost enaka:

D_s.sten =D_gb +D_pn +D_kr

Za iskanje D uporabimo formulo:

D = B/k

Nato z zamenjavo prvotnih vrednosti dobimo:

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

Za izračun uporabljamo formulo:

Q_st = S × (t_v -t_n) × D × l

Če upoštevamo, da je koeficient l za severno steno 1,1, dobimo:

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

V južni steni je eno okno s površino:

S_ok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Zato je treba pri izračunih od S južne stene odšteti S okno, da dobimo čim natančnejše rezultate.

S_juj.s = 22.51 — 0.15 = 22.36

Parameter l za južno smer je enak 1. Potem:

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

Za vzhodno in zahodno steno je čistilni koeficient l=1,05, tako da zadostuje izračun površine OK brez upoštevanja S oken in vrat.

S_ok1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8

S_ok2 = 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

Nato:

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

Končno je skupni Q sten enak vsoti Q vseh sten, to je:

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

Skozi stene skupaj odhaja toplota 526 W.

Izguba toplote skozi okna in vrata

Iz načrta hiše je razvidno, da so vrata in 7 oken obrnjeni proti vzhodu in zahodu, torej parameter l=1,05. Skupna površina 7 oken, ob upoštevanju zgornjih izračunov, je enaka:

S_{v redu} = 10.8 + 2.4 = 13.2

Za njih bo Q, ob upoštevanju dejstva, da je D = 0,6, izračunan na naslednji način:

Q_ok4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

Izračunajmo Q južnega okna (l=1).

Q_ok5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

Za vrata D=0,36 in S=2,2, l=1,05, potem:

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

Seštejmo nastale toplotne izgube in dobimo:

Q_ok+dv = 630 + 43 + 5 = 678

Nato določimo Q za strop in tla.

Izračun toplotne izgube s stropa in tal

Za strop in tla l=1. Izračunajmo njihovo ploščino.

S_pol = S_lonec = 6.78 × 8.04 = 54.51

Ob upoštevanju sestave tal določimo splošno D.

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

Potem so toplotne izgube tal, ob upoštevanju dejstva, da je temperatura zemlje +5, enake:

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

Izračunajmo skupni D stropa:

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

Potem bo Q zgornje meje enak:

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

Skupna toplotna izguba skozi OK bo enaka:

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

Skupna toplotna izguba hiše bo enaka 13054 W ali skoraj 13 kW.

Izračun toplotnih in prezračevalnih izgub

Prostor prezračujemo s specifično stopnjo izmenjave zraka 3 m³/h, vhod je opremljen z zračno-toplotnim nadstreškom, zato za izračun zadostuje uporaba formule:

Q_v = 0,28 × L_n × str_v × c × (t_v -t_n)

Izračunajmo gostoto zraka v prostoru pri določeni temperaturi +22 stopinj:

str_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Parameter L_n enak zmnožku specifične porabe na tlorisno površino, to je:

L_n = 3 × 54.51 = 163.53

Toplotna kapaciteta zraka c je 1,005 kJ/(kg× °C).

Ob upoštevanju vseh informacij najdemo prezračevanje Q:

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

Skupna poraba toplote za prezračevanje bo 3000 W ali 3 kW.

Dobički toplote v gospodinjstvu

Dohodek gospodinjstva se izračuna po formuli.

Q_t = 10 × S_pol

To pomeni, da nadomestimo znane vrednosti, dobimo:

Q_t = 54.51 × 10 = 545

Če povzamemo, lahko vidimo, da bo skupna toplotna izguba Q hiše enaka:

Q = 13054 + 3000 – 545 = 15509

Kot delovno vrednost vzemimo Q=16000 W ali 16 kW.

Primeri izračunov za SVO

Naj temperatura dovodnega zraka (t_r) - 55 °C, želena sobna temperatura (t_v) - 22 °C, toplotne izgube hiše (Q) - 16000 W.

Določitev količine zraka za RSVO

Za določitev mase dovedenega zraka pri temperaturi t_r Uporabljena formula je:

E_ot = Q/(c × (t_r -t_v)) 

Če zamenjamo vrednosti parametrov v formulo, dobimo:

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

Volumetrična količina dovedenega zraka se izračuna po formuli:

V_ot =E_ot /str_r,

Kje:

str_r = 353/(273 + t_r)

Najprej izračunajmo gostoto p:

str_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Nato:

V_ot = 483/1.07 = 451.

Izmenjava zraka v prostoru je določena s formulo:

Vp = E_ot /str_v

Določimo gostoto zraka v prostoru:

str_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Če nadomestimo vrednosti v formulo, dobimo:

V_str = 483/1.19 = 405

Tako je izmenjava zraka v prostoru 405 m³ na uro, prostornina dovedenega zraka pa mora biti enaka 451 m3³ v eni uri.

Izračun količine zraka za CHRSVO

Za izračun količine zraka za FER vzamemo podatke, pridobljene iz prejšnjega primera, ter t_r = 55 °С, t_v = 22 °C; Q=16000 W.Količina zraka, potrebna za prezračevanje, E_zračnik=110 m³/h Ocenjena zunanja temperatura t_n=-31 °C.

Za izračun NER uporabimo formulo:

Q₃ = [E_ot ×(t_r -t_v) + E_zračnik × str_v × (t_r -t_v)] × c

Če nadomestimo vrednosti, dobimo:

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

Prostornina krožečega zraka bo 405-110=296 m³ na uro Dodatna poraba toplote je 27000-16000=11000 W.

Določitev začetne temperature zraka

Upor mehanskega zračnega kanala je D=0,27 in je vzet iz njegovih tehničnih karakteristik. Dolžina zračnega kanala izven ogrevanega prostora je l=15 m Ugotovljeno je Q=16 kW, notranja temperatura zraka 22 stopinj, potrebna temperatura za ogrevanje prostora pa 55 stopinj.

Opredelimo E_ot po zgornjih formulah. Dobimo:

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

Vrednost toplotnega toka q₁ bo:

q₁ = (55 — 22)/0.27 = 122

Začetna temperatura z odstopanjem η = 0 bo:

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

Pojasnimo povprečno temperaturo:

t_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Nato:

Q_odkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Ob upoštevanju prejetih informacij ugotavljamo:

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

Iz tega sledi, da se pri gibanju zraka izgubijo 4 stopinje toplote. Za zmanjšanje toplotnih izgub je potrebna izolacija cevi. Priporočamo tudi, da preberete naš drugi članek, ki podrobno opisuje postopek dogovora sistemi za ogrevanje zraka.

Zaključki in uporaben video na to temo

Informativni video o izračunu stroškov energije s programom Ecxel:

Izračune CBO je treba zaupati strokovnjakom, saj imajo le strokovnjaki izkušnje, ustrezno znanje in bodo pri izračunih upoštevali vse nianse.

Imate kakršna koli vprašanja, ste našli netočnosti v navedenih izračunih ali želite gradivo dopolniti z dragocenimi informacijami? Prosimo, pustite svoje komentarje v spodnjem bloku.