Cálculo do aquecimento do ar: princípios básicos + exemplo de cálculo

A instalação do sistema de aquecimento não é possível sem cálculos preliminares. As informações obtidas devem ser o mais precisas possíveis, portanto, o cálculo do aquecimento do ar é feito por especialistas, utilizando programas especializados, levando em consideração as nuances do projeto.

É possível calcular o sistema de aquecimento do ar (doravante - NWO) de forma independente, possuindo conhecimentos elementares em matemática e física.

Neste artigo, mostraremos como calcular o nível de perda de calor em casa e o tratamento térmico da água. Para que tudo fique o mais claro possível, serão fornecidos exemplos específicos de cálculos.

Cálculo da perda de calor em casa

Para selecionar o CBO, é necessário determinar a quantidade de ar para o sistema, a temperatura inicial do ar no duto para o aquecimento ideal da sala. Para descobrir essas informações, você precisa calcular a perda de calor em casa e iniciar os cálculos básicos mais tarde.

Qualquer edifício durante o tempo frio perde energia térmica. Seu número máximo sai da sala através das paredes, teto, janelas, portas e outros elementos envolventes (daqui em diante - OK), de frente para um lado na rua.

Para garantir uma certa temperatura na casa, é necessário calcular a energia térmica, capaz de compensar os custos de calor e manter na casa temperatura desejada.

Há um equívoco de que as perdas de calor são iguais para todas as casas. Algumas fontes afirmam que 10 kW são suficientes para aquecer uma casa pequena de qualquer configuração, outras são limitadas a 7-8 kW por metro quadrado. medidor

De acordo com o esquema de cálculo simplificado a cada 10 m² a área explorada nas regiões norte e nas áreas de banda média deve receber 1 kW de energia térmica. Este número, individual para cada edifício, é multiplicado por um fator de 1,15, criando assim uma reserva de energia térmica em caso de perdas inesperadas.

No entanto, essas estimativas são bastante aproximadas, além disso, não levam em consideração a qualidade, as características dos materiais utilizados na construção da casa, as condições climáticas e outros fatores que afetam os custos com o calor.

A quantidade de calor residual depende da área do elemento envolvente, da condutividade térmica de cada uma de suas camadas. A maior quantidade de energia térmica sai da sala através de paredes, piso, teto, janelas

Se a construção da casa usou construção moderna materiais de condutividade térmica que são baixos, a perda de calor da estrutura será menor, o que significa que a energia térmica precisará de menos.

Se você usar equipamentos térmicos que geram mais energia do que o necessário, o excesso de calor aparecerá, o que geralmente é compensado pela ventilação. Nesse caso, despesas financeiras adicionais são exibidas.

Se o equipamento de baixa energia for selecionado para a CBO, será sentida uma falta de calor na sala, pois o dispositivo não poderá gerar a quantidade necessária de energia, o que exigirá a compra de unidades de aquecimento adicionais.

O uso de espuma de poliuretano, fibra de vidro e outros isolamentos modernos permite alcançar o máximo isolamento térmico da sala

Os custos térmicos de um edifício dependem de:

• a estrutura dos elementos envolventes (paredes, tetos, etc.), sua espessura;
• área de superfície aquecida;
• orientação relativa aos pontos cardeais;
• temperatura mínima fora da janela na região ou cidade durante 5 dias de inverno;
• A duração da estação de aquecimento;
• processos de infiltração, ventilação;
• fornecimento de calor doméstico;
• consumo de calor para necessidades domésticas.

É impossível calcular corretamente a perda de calor sem levar em consideração a infiltração e a ventilação, que afetam significativamente o componente quantitativo. A infiltração é um processo natural de movimentação de massas de ar que ocorre durante o movimento de pessoas em uma sala, abrindo janelas para ventilação e outros processos domésticos.

A ventilação é um sistema especialmente instalado através do qual o ar é fornecido e o ar pode entrar em uma sala com uma temperatura mais baixa.

9 vezes mais calor é expelido pela ventilação do que durante a infiltração natural

O calor entra na sala não apenas através do sistema de aquecimento, mas também através de aparelhos de aquecimento, lâmpadas incandescentes e pessoas. Também é importante levar em consideração o consumo de calor para aquecer itens frios trazidos da rua, roupas.

Antes de escolher o equipamento para sistemas de refrigeração a água, projeto do sistema de aquecimento É importante calcular a perda de calor em casa com alta precisão. Isso pode ser feito usando o programa gratuito Valtec. Para não se aprofundar nos meandros do aplicativo, você pode usar fórmulas matemáticas que fornecem alta precisão nos cálculos.

Para calcular a perda total de calor Q da casa, é necessário calcular o consumo de calor da envolvente do edifício Q_org.k, consumo de energia para ventilação e infiltração Q_v, leve em consideração as despesas domésticas Q_t. As perdas são medidas e registradas em watts.

Para calcular o consumo total de calor Q, use a fórmula:

Q = Q_org.k + Q_v - Q_t

Em seguida, consideramos as fórmulas para determinar os custos de aquecimento:

Q_org.k , Q_v, Q_t.

Determinação de perdas de calor em envelopes de construção

Através dos elementos envolventes da casa (paredes, portas, janelas, teto e piso), a maior quantidade de calor é liberada. Para determinar Q_org.k é necessário calcular separadamente a perda de calor que cada elemento estrutural suporta.

Aquele é Q_org.k calculado pela fórmula:

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

Para determinar o Q de cada elemento da casa, é necessário descobrir sua estrutura e coeficiente de condutividade térmica ou coeficiente de resistência térmica, o que é indicado no passaporte do material.

Para calcular o consumo de calor, são consideradas as camadas que afetam o isolamento térmico. Por exemplo, isolamento, alvenaria, revestimento, etc.

O cálculo da perda de calor ocorre para cada camada homogênea do elemento envolvente. Por exemplo, se uma parede consiste em duas camadas diferentes (isolamento e alvenaria), o cálculo é feito separadamente para isolamento e alvenaria.

Calcule o consumo de calor da camada, levando em consideração a temperatura desejada na sala pela expressão:

Q_st = S × (t_v - t_n) × B × l / k

Variáveis ​​têm os seguintes significados em uma expressão:

• S - área da camada, m²;
• t_v - a temperatura desejada na casa, ° C; para salas de canto, a temperatura é medida 2 graus mais alta;
• t_n - a temperatura média dos 5 dias mais frios da região, ° С;
• k é o coeficiente de condutividade térmica do material;
• B é a espessura de cada camada do elemento envolvente, m;
• l– parâmetro tabular, leva em consideração as características do consumo de calor do OK localizadas em diferentes partes do mundo.

Se janelas ou portas estiverem embutidas na parede para cálculo, ao calcular Q da área total de OK, é necessário subtrair a área da janela ou porta, pois o consumo de calor será diferente.

No passaporte técnico, o coeficiente de transferência de calor D é às vezes indicado em janelas ou portas, devido às quais é possível simplificar os cálculos

O coeficiente de resistência térmica é calculado pela fórmula:

D = B / k

A fórmula de perda de calor para uma única camada pode ser representada como:

Q_st = S × (t_v - t_n) × D × l

Na prática, para calcular o Q do piso, paredes ou tetos, os coeficientes D de cada camada OK são calculados separadamente, somados e substituídos na fórmula geral, que simplifica o processo de cálculo.

Contabilização dos custos de infiltração e ventilação

O ar a baixa temperatura pode entrar na sala pelo sistema de ventilação, o que afeta significativamente a perda de calor. A fórmula geral para esse processo é a seguinte:

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

Em uma expressão, caracteres alfabéticos têm o significado:

• L_n - fluxo de ar de admissão, m³/ h;
• p_v - densidade do ar na sala a uma determinada temperatura, kg / m³;
• t_v - temperatura na casa, ° С;
• t_n - a temperatura média dos 5 dias mais frios da região, ° С;
• c é a capacidade térmica do ar, kJ / (kg * ° C).

Parâmetro L_n retirado das características técnicas do sistema de ventilação. Na maioria dos casos, o ar de suprimento possui uma vazão específica de 3 m³/ h, com base no qual L_n calculado pela fórmula:

L_n = 3 × S_pol

Na fórmula S_pol - área útil, m².

Densidade do ar interiorp_v definido pela expressão:

p_v = 353/273 + t_v

Aqui t_v - a temperatura definida na casa, medida em ° C.

A capacidade térmica c é uma quantidade física constante e é igual a 1,005 kJ / (kg × ° C).

Com ventilação natural, o ar frio entra através de janelas, portas, deslocando o calor através de uma chaminé

A ventilação não organizada, ou infiltração, é determinada pela fórmula:

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

Na equação:

• G_h - o fluxo de ar através de cada cerca é um valor tabular, kg / h;
• k_t - coeficiente de influência do fluxo de ar térmico, retirado da tabela;
• t_v t_n - definir temperaturas em ambientes internos e externos, ° C.

Quando as portas são abertas, ocorre a perda de calor mais significativa; portanto, se a entrada estiver equipada com cortinas de ar, elas também deverão ser levadas em consideração.

A cortina térmica é um aquecedor de ventilador alongado, formando um fluxo poderoso dentro de uma janela ou porta. Minimiza ou praticamente elimina a perda de calor e o ar da rua, mesmo com a porta ou janela aberta

Para calcular a perda de calor das portas, a fórmula é usada:

Q_ot.d = Q_dv × j × H

Na expressão:

• Q_dv - perda de calor calculada das portas externas;
• H - altura do edifício, m;
• j é um coeficiente tabular, dependendo do tipo de portas e sua localização.

Se a casa tiver organizado ventilação ou infiltração, os cálculos serão feitos de acordo com a primeira fórmula.

A superfície dos elementos estruturais anexos pode ser heterogênea - pode haver lacunas ou vazamentos nela, através das quais o ar passa. Essas perdas de calor são consideradas insignificantes, mas também podem ser determinadas. Isso pode ser feito exclusivamente por métodos de software, pois é impossível calcular algumas funções sem o uso de aplicativos.

A imagem mais precisa da perda real de calor é fornecida por uma pesquisa de imagem térmica em casa. Este método de diagnóstico permite identificar erros ocultos de construção, falhas no isolamento térmico, vazamentos no sistema de abastecimento de água, reduzindo o desempenho térmico do edifício e outros defeitos

Calor doméstico

Através de aparelhos elétricos, o corpo humano, as lâmpadas, o calor adicional entra na sala, o que também é levado em consideração no cálculo das perdas de calor.

Foi experimentalmente estabelecido que essas receitas não podem exceder a marca de 10 W por 1 m². Portanto, a fórmula de cálculo pode ter a forma:

Q_t = 10 × S_pol

Na expressão S_pol - área útil, m².

O principal método de cálculo

O principal princípio de operação de qualquer NWO é transferir energia térmica através do ar, resfriando o líquido de refrigeração. Seus principais elementos são um gerador de calor e um tubo de calor.

O ar é fornecido para a sala já aquecida a uma temperatura t_rpara manter a temperatura desejada t_v. Portanto, a quantidade de energia acumulada deve ser igual à perda total de calor do edifício, ou seja, Q. Há igualdade:

Q = E_ot × c × (t_v - t_n)

Na fórmula E - vazão do ar aquecido kg / s para aquecimento do ambiente. Da igualdade podemos expressar E_ot:

E_ot = Q / (c × (t_v - t_n))

Lembre-se de que a capacidade térmica do ar é c = 1005 J / (kg × K).

A fórmula determina apenas a quantidade de ar fornecida, usada apenas para aquecimento somente em sistemas de recirculação (doravante - RSVO).

Nos sistemas de suprimento e recirculação, parte do ar é retirada da rua, para a outra parte - da sala. Ambas as peças são misturadas e, após aquecimento até a temperatura necessária, são entregues na sala

Se o CBO for usado como ventilação, a quantidade de ar fornecida será calculada da seguinte forma:

• Se a quantidade de ar para aquecimento exceder a quantidade de ar para ventilação ou for igual a ela, a quantidade de ar para aquecimento é levada em consideração e o sistema é selecionado como fluxo direto (doravante - PSVO) ou com recirculação parcial (doravante - HRWS).
• Se a quantidade de ar para aquecimento for menor que a quantidade de ar necessária para ventilação, apenas a quantidade de ar necessária para ventilação é levada em consideração, o HVAC é introduzido (às vezes - HVAC) e a temperatura do ar fornecido é calculada pela fórmula: t_r = t_v + Q / c × E_desabafar.

Em caso de exceder por t_r parâmetros admissíveis, a quantidade de ar introduzida pela ventilação deve ser aumentada.

Se a sala tiver fontes de calor constante, a temperatura do ar fornecido é reduzida.

Os aparelhos elétricos incluídos geram cerca de 1% do calor na sala. Se um ou mais dispositivos funcionarem continuamente, sua energia térmica deverá ser levada em consideração nos cálculos

Para um quarto individual, o indicador t_r pode ser diferente. Tecnicamente, é possível realizar a idéia de fornecer diferentes temperaturas para salas individuais, mas é muito mais fácil fornecer ar da mesma temperatura para todas as salas.

Nesse caso, a temperatura total t_r pegue o que acabou sendo o menor. Então a quantidade de ar fornecida é calculada pela fórmula que define E_ot.

A seguir, determinamos a fórmula para calcular o volume de ar recebido V_ot na sua temperatura de aquecimento t_r:

V_ot = E_ot/ p_r

A resposta está escrita em m³/ h

No entanto, a troca aérea interna V_p será diferente do valor de V_ot, pois é necessário determiná-lo com base na temperatura interna t_v:

V_ot = E_ot/ p_v

Na fórmula para determinar V_p e v_ot indicadores de densidade do ar p_r e p_v (kg / m³) são calculados levando em consideração a temperatura do ar aquecido t_r e temperatura ambiente t_v.

Temperatura ambiente indicada t_r deve ser maior que t_v. Isso reduzirá a quantidade de ar fornecido e reduzirá as dimensões dos canais dos sistemas com movimento natural do ar ou reduzirá o consumo de eletricidade se a motivação mecânica for usada para circular a massa de ar aquecida.

Tradicionalmente, a temperatura máxima do ar que entra na sala quando é fornecida a uma altura superior a 3,5 m deve ser de 70 ° C. Se o ar é fornecido a uma altitude inferior a 3,5 m, sua temperatura é geralmente igual a 45 ° C.

Para instalações residenciais com 2,5 m de altura, o limite de temperatura permitido é de 60 ° C. Quando a temperatura é ajustada, a atmosfera perde suas propriedades e não é adequada para inalação.

Se as cortinas termotérmicas estiverem localizadas nos portões e aberturas externas voltadas para fora, a temperatura do ar recebido é permitida em 70 ° C, para cortinas localizadas nas portas externas, até 50 ° C.

A temperatura fornecida é afetada pelos métodos de suprimento de ar, pela direção do jato (verticalmente, ao longo da inclinação, horizontalmente, etc.). Se houver pessoas constantemente na sala, a temperatura do ar fornecido deve ser reduzida para 25 ° C.

Após realizar cálculos preliminares, é possível determinar o consumo de calor necessário para aquecer o ar.

Para custos de aquecimento RSVO Q₁ calculado pela expressão:

Q₁ = E_ot × (t_r - t_v) × c

Para cálculo PSVO Q₂ produzido pela fórmula:

Q₂ = E_desabafar × (t_r - t_v) × c

Consumo de calor Q₃ para HRW é encontrado pela equação:

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

Nas três expressões:

• E_ot e E_desabafar - consumo de ar em kg / s para aquecimento (E_ot) e ventilação (E_desabafar);
• t_n - temperatura exterior em ° C.

As demais características das variáveis ​​são as mesmas.

No CHRSVO, a quantidade de ar recirculado é determinada pela fórmula:

E_rec = E_ot - E_desabafar

Variável e_ot expressa a quantidade de ar misturado aquecido à temperatura t_r.

Existe uma peculiaridade no PSVO com motivação natural - a quantidade de ar em movimento varia dependendo da temperatura externa. Se a temperatura externa cair, a pressão do sistema aumentará. Isso leva a um aumento no ar que entra na casa. Se a temperatura subir, ocorre o processo inverso.

Também no sistema de ar condicionado, diferentemente dos sistemas de ventilação, o ar se move com uma densidade menor e variável em comparação com a densidade do ar que circunda os dutos de ar.

Devido a esse fenômeno, ocorrem os seguintes processos:

1. Vindo do gerador, o ar, passando através dos dutos, é visivelmente resfriado durante o movimento
2. Durante o movimento natural, a quantidade de ar que entra na sala muda durante a estação de aquecimento.

Os processos acima não são levados em consideração se os ventiladores forem usados ​​no sistema de ar condicionado para circulação de ar, e ele também possui comprimento e altura limitados.

Se o sistema possui muitos galhos, bastante longos, e o edifício é grande e alto, é necessário reduzir o processo de resfriamento do ar nos dutos, reduzir a redistribuição do ar sob a influência da pressão de circulação natural.

Ao calcular a potência necessária de sistemas de aquecimento de ar estendidos e ramificados, é necessário levar em conta não apenas o processo natural de resfriamento da massa de ar durante o movimento pelo duto, mas também o efeito da pressão natural da massa de ar ao passar pelo canal

Para controlar o processo de resfriamento do ar, execute o cálculo térmico dos dutos. Para isso, é necessário estabelecer a temperatura inicial do ar e especificar sua vazão usando fórmulas.

Para calcular o fluxo de calor Q_ohl através das paredes do duto, cujo comprimento é igual a l, use a fórmula:

Q_ohl = q₁ × l

Na expressão, q₁ denota o fluxo de calor que passa pelas paredes do duto com 1 m de comprimento. O parâmetro é calculado pela expressão:

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

Na equação D₁ - resistência à transferência de calor do ar aquecido a uma temperatura média t_sr através do quadrado S₁ paredes do duto com 1 m de comprimento em ambientes fechados à temperatura t_v.

A equação do balanço de calor é assim:

q₁l = E_ot × c × (t_nada - t_r)

Na fórmula:

• E_ot - a quantidade de ar necessária para aquecer a sala, kg / h;
• c é o calor específico do ar, kJ / (kg ° C);
• t_nac - temperatura do ar no início do duto, ° C;
• t_r - temperatura do ar descarregado na sala, ° С.

A equação do balanço de calor permite definir a temperatura inicial do ar no duto em uma determinada temperatura final e, inversamente, descobrir a temperatura final em uma determinada temperatura inicial, bem como determinar o fluxo de ar.

Temperatura t_nada também pode ser encontrado pela fórmula:

t_nada = t_v + ((Q + (1 - η) × Q)_ohl)) × (t_r - t_v)

Aqui η faz parte de Q_ohlentrar na sala nos cálculos é considerado igual a zero. As características das demais variáveis ​​foram nomeadas acima.

A fórmula refinada de fluxo de ar quente terá a seguinte aparência:

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

Todos os valores literais na expressão são definidos acima. Vamos seguir para um exemplo de cálculo do aquecimento do ar para uma casa específica.

Exemplo de cálculo da perda de calor em casa

A casa considerada está localizada na cidade de Kostroma, onde a temperatura do lado de fora da janela no dia mais frio de cinco dias chega a -31 graus, a temperatura do solo - +5 ° C. Temperatura ambiente desejada - +22 ° C.

Vamos considerar uma casa com as seguintes dimensões:

• largura - 6,78 m;
• comprimento - 8,04 m;
• altura - 2,8 m.

Os valores serão usados ​​para calcular a área dos elementos anexos.

Para os cálculos, é mais conveniente desenhar uma planta da casa em papel, indicando a largura, comprimento, altura do edifício, a localização das janelas e portas, suas dimensões

As paredes do edifício consistem em:

• concreto aerado com espessura B = 0,21 m, coeficiente de condutividade térmica k = 2,87;
• poliespuma B = 0,05 m, k = 1,678;
• tijolo aparente B = 0,09 m, k = 2,26.

Na determinação de k, as informações das tabelas devem ser usadas e, melhor, as informações do passaporte técnico, uma vez que a composição de materiais de diferentes fabricantes pode diferir, portanto, têm características diferentes.

O concreto armado possui a mais alta condutividade térmica, as lajes de lã mineral as mais baixas e, portanto, são mais efetivamente utilizadas na construção de casas quentes

O piso da casa é composto pelas seguintes camadas:

• areia, B = 0,10 m, k = 0,58;
• pedra britada, B = 0,10 m, k = 0,13;
• concreto, B = 0,20 m, k = 1,1;
• isolamento de ecowool, B = 0,20 m, k = 0,043;
• betonilha reforçada, B = 0,30 m k = 0,93.

No plano acima da casa, o piso tem a mesma estrutura em toda a área, não há porão.

O teto consiste em:

• lã mineral, B = 0,10 m, k = 0,05;
• drywall, B = 0,025 m, k = 0,21;
• escudos de pinho, B = 0,05 m, k = 0,35.

O teto não tem acesso ao sótão.

Existem apenas 8 janelas na casa, todas elas com câmara dupla com vidro K, argônio, indicador D = 0,6. Seis janelas medem 1,2 × 1,5 m, uma mede 1,2 × 2 m e uma mede 0,3 × 0,5 m.As portas têm 1 × 2,2 m e o passaporte D é 0,36.

Cálculo da perda de calor na parede

Vamos calcular a perda de calor para cada parede individualmente.

Primeiro, encontre a área da parede norte:

S_set = 8.04 × 2.8 = 22.51

Como não há portas e aberturas de janelas na parede, usaremos esse valor S.

Para calcular os custos de aquecimento de OK, orientados para um dos pontos principais, é necessário levar em consideração os coeficientes de refinamento

Com base na composição da parede, encontramos sua resistência total ao calor igual a:

D_s.sten = D_gb + D_pn + D_kr

Para encontrar D, usamos a fórmula:

D = B / k

Em seguida, substituindo os valores iniciais, obtemos:

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

Para cálculos, usamos a fórmula:

Q_st = S × (t_v - t_n) × D × l

Dado que o coeficiente l para o muro norte é 1,1, obtemos:

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

Na parede sul, há uma janela com uma área de:

S_ok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Portanto, nos cálculos da parede sul S, é necessário subtrair janelas S para obter os resultados mais precisos.

S_yuj.s = 22.51 – 0.15 = 22.36

O parâmetro l para a direção sul é 1. Então:

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

Para as paredes leste e oeste, o coeficiente de refinamento é l = 1,05; portanto, basta calcular a área de superfície do OK sem levar em consideração as janelas e portas S.

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

Então:

Q_{zap + vost} = 22.56 × (22 + 31) × 0.14 × 1.05 = 176

Por fim, o Q total das paredes é igual à soma de Q de todas as paredes, ou seja:

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

Total, o calor sai através das paredes na quantidade de 526 watts.

Perda de calor através de janelas e portas

A planta da casa mostra que as portas e 7 janelas estão voltadas para leste e oeste, portanto, o parâmetro l = 1,05. A área total de 7 janelas, considerando os cálculos acima, é igual a:

S_okn = 10.8 + 2.4 = 13.2

Para eles, Q, considerando que D = 0,6, será calculado da seguinte forma:

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

Calculamos Q da janela sul (l = 1).

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

Para portas, D = 0,36 e S = 2,2, l = 1,05, então:

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

Resumimos a perda de calor resultante e obtemos:

Q_{ok + dv} = 630 + 43 + 5 = 678

Em seguida, definimos Q para o teto e o piso.

Cálculo das perdas de calor do teto e do piso

Para teto e piso l = 1. Calcule sua área.

S_pol = S_pote = 6.78 × 8.04 = 54.51

Dada a composição do piso, definimos o total de D.

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

Então a perda de calor do piso, levando em conta o fato de que a temperatura da Terra é +5, é igual a:

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

Calcule o teto D total:

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

Então Q do teto será igual a:

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

A perda total de calor através de OK será igual a:

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

Total, a perda de calor da casa será igual a 13054 W ou quase 13 kW.

Cálculo das perdas de calor da ventilação

A sala opera ventilação com uma troca de ar específica de 3 m³/ h, a entrada está equipada com uma cobertura de ar-térmica, portanto, para cálculos, basta usar a fórmula:

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

Calculamos a densidade do ar na sala a uma temperatura dada de +22 graus:

p_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Parâmetro L_n igual ao produto do consumo específico por área útil, ou seja:

L_n = 3 × 54.51 = 163.53

A capacidade térmica do ar c é de 1,005 kJ / (kg × ° C).

Dadas todas as informações, encontramos a ventilação Q:

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

Os custos totais de calor para ventilação serão de 3000 watts ou 3 kW.

Calor doméstico

A renda familiar é calculada pela fórmula.

Q_t = 10 × S_pol

Ou seja, substituindo os valores conhecidos, obtemos:

Q_t = 54.51 × 10 = 545

Resumindo, podemos ver que a perda total de calor Q em casa será igual a:

Q = 13054 + 3000 - 545 = 15509

Tomamos Q = 16000 W ou 16 kW como o valor operacional.

Exemplos de cálculos para o CBO

Deixe a temperatura do ar fornecido (t_r) - 55 ° С, a temperatura ambiente desejada (t_v) - 22 ° C, perda de calor em casa (Q) - 16.000 watts.

Determinando a quantidade de ar para o RSVO

Para determinar a massa do ar fornecido na temperatura t_r a fórmula é usada:

E_ot = Q / (c × (t_r - t_v)) 

Substituindo os valores dos parâmetros na fórmula, obtemos:

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

A quantidade volumétrica de ar fornecida é calculada pela fórmula:

V_ot = E_ot / p_r

onde:

p_r = 353 / (273 + t_r)

Primeiro, calculamos a densidade p:

p_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Então:

V_ot = 483/1.07 = 451.

A troca de ar na sala é determinada pela fórmula:

Vp = E_ot / p_v

Determine a densidade do ar na sala:

p_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Substituindo os valores na fórmula, obtemos:

V_p = 483/1.19 = 405

Assim, a troca de ar na sala é de 405 m³ por hora, e o volume de ar fornecido deve ser igual a 451 m³ daqui a uma hora.

Cálculo da quantidade de ar para HWAC

Para calcular a quantidade de ar para o HWRS, tomamos as informações obtidas no exemplo anterior, bem como t_r = 55 ° C, t_v = 22; Q = 16000 watts. A quantidade de ar necessária para a ventilação, E_desabafar= 110 m³/ h Temperatura externa estimada t_n= -31 ° C.

Para o cálculo do HFRS, usamos a fórmula:

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

Substituindo os valores, obtemos:

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

O volume de ar recirculado será 405-110 = 296 m³ incluindo o consumo adicional de calor é igual a 27000-16000 = 11000 watts.

Determinação da temperatura inicial do ar

A resistência do duto mecânico é D = 0,27 e é retirada de suas características técnicas. O comprimento do duto fora da sala aquecida é de l = 15 m. Determinado que Q = 16 kW, a temperatura do ar interno é de 22 graus e a temperatura necessária para aquecer a sala é de 55 graus.

Definir E_ot de acordo com as fórmulas acima. Temos:

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

Fluxo de calor q₁ será:

q₁ = (55 – 22)/0.27 = 122

A temperatura inicial com um desvio de η = 0 será:

t_nada = 22 + (16 × 1000 + 137 × 15) × (55 – 22)/ 1000 × 16 = 60

Especifique a temperatura média:

t_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Então:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Dadas as informações que encontramos:

t_nada = 22 + (16 × 1000 + 1972) × (55 – 22)/(1000 × 16) = 59

Daqui resulta que quando o ar se move, 4 graus de calor são perdidos. Para reduzir a perda de calor, é necessário isolar os tubos. Também recomendamos que você se familiarize com nosso outro artigo, que descreve em detalhes o processo de organização. sistemas de aquecimento de ar.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Um vídeo informativo sobre os cálculos de CB usando o programa Ecxel:

Confiar nos cálculos da NWO é necessário para os profissionais, porque apenas especialistas têm experiência, conhecimento relevante, levarão em consideração todas as nuances dos cálculos.

Tem dúvidas, encontra imprecisões nos cálculos acima ou deseja complementar o material com informações valiosas? Por favor, deixe seus comentários no bloco abaixo.