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

A instalação de um sistema de aquecimento é impossível sem cálculos preliminares.As informações obtidas devem ser tão precisas quanto possível, por isso os cálculos do aquecimento do ar são realizados por especialistas por meio de programas especializados, levando em consideração as nuances do projeto.

Você mesmo pode calcular o sistema de aquecimento de ar (doravante denominado sistema de aquecimento de ar), tendo conhecimentos básicos de matemática e física.

Neste material iremos ensinar-lhe como calcular o nível de perda de calor em casa e no sistema de perda de calor. Para deixar tudo o mais claro possível, serão dados exemplos específicos de cálculos.

Cálculo da perda de calor em casa

Para selecionar um sistema de aquecimento, é necessário determinar a quantidade de ar para o sistema, a temperatura inicial do ar na conduta de ar para um aquecimento ideal da divisão. Para descobrir essas informações, você precisa calcular a perda de calor da casa e iniciar os cálculos básicos posteriormente.

Qualquer edifício perde energia térmica durante o tempo frio. A sua quantidade máxima sai da divisão através das paredes, telhado, janelas, portas e outros elementos de fechamento (doravante designados por OK), voltados de um lado para a rua.

Para garantir uma determinada temperatura na casa, é necessário calcular a energia térmica que pode compensar os custos de aquecimento e manter temperatura desejada.

Existe 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 pequena casa de qualquer configuração, outras são limitadas a 7-8 kW por metro quadrado. metro.

De acordo com um esquema de cálculo simplificado, a cada 10 m² da área explorada nas regiões norte e áreas da zona média deverá ser abastecida com 1 kW de energia térmica. Este valor, individual para cada edifício, é multiplicado por um factor de 1,15, criando assim uma reserva de energia térmica em caso de perdas inesperadas.

No entanto, tais estimativas são bastante aproximadas e, além disso, não levam em consideração as qualidades, características dos materiais utilizados na construção da casa, as condições climáticas e outros fatores que afetam os custos de aquecimento.

A quantidade de calor perdida depende da área do elemento envolvente e da condutividade térmica de cada uma de suas camadas. A maior quantidade de energia térmica sai da sala pelas paredes, piso, telhado, janelas

Se materiais de construção modernos fossem utilizados na construção da casa condutividade térmica de materiais que são baixos, então a perda de calor da estrutura será menor, o que significa que será necessária menos energia térmica.

Se você pegar um equipamento de aquecimento que gere mais energia do que o necessário, aparecerá um excesso de calor, que geralmente é compensado pela ventilação. Neste caso, surgem custos financeiros adicionais.

Se for selecionado equipamento de baixa potência para o HVAC, haverá falta de calor no ambiente, pois o aparelho não será capaz de gerar a quantidade necessária de energia, o que exigirá a aquisição de unidades de aquecimento adicionais.

A utilização de espuma de poliuretano, fibra de vidro e outros materiais isolantes modernos permite-nos obter o máximo isolamento térmico da divisão

Os custos térmicos de um edifício dependem de:

• estrutura dos elementos envolventes (paredes, tectos, etc.), sua espessura;
• área de superfície aquecida;
• orientação em relação às direções cardeais;
• temperatura mínima fora da janela da região ou cidade durante 5 dias de inverno;
• duração da estação de aquecimento;
• processos de infiltração, ventilação;
• ganhos de calor doméstico;
• consumo de calor para necessidades domésticas.

É impossível calcular corretamente as perdas de calor sem levar em conta a infiltração e a ventilação, que afetam significativamente a componente quantitativa. A infiltração é um processo natural de movimentação de massas de ar que ocorre durante a movimentação de pessoas pela sala, abertura de 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 na sala a uma temperatura mais baixa.

A ventilação remove 9 vezes mais calor que a infiltração natural

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

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

Para calcular as perdas totais de calor Q de uma habitação, é necessário calcular os custos de calor das estruturas envolventes 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

A seguir, consideraremos as fórmulas para determinar os custos de aquecimento:

P_org.k ,Q_v,Q_t.

Determinação da perda de calor de estruturas envolventes

A maior quantidade de calor escapa pelos elementos envolventes da casa (paredes, portas, janelas, tecto e chão). Para determinar Q_org.k é necessário calcular separadamente a perda de calor incorrida por cada elemento estrutural.

Ou seja, Q_org.k calculado pela fórmula:

P_org.k =Q_polaco +Q_st +Q_ok +Q_ponto +Q_dv

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

Para calcular os custos térmicos, são levadas em consideração as camadas que afetam o isolamento térmico. Por exemplo, isolamento, alvenaria, revestimento, etc.

O cálculo das perdas 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 o isolamento e para a alvenaria.

O consumo térmico da camada é calculado levando em consideração a temperatura desejada no ambiente através da expressão:

P_st = S × (t_v -t_n) × B × l/k

Em uma expressão, variáveis ​​têm o seguinte significado:

• S—área da camada, m²;
• t_v – temperatura desejada na casa, °C; para salas de canto, a temperatura é 2 graus mais alta;
• t_n — temperatura média do período de 5 dias mais frio da região, °C;
• k é o coeficiente de condutividade térmica do material;
• B – espessura de cada camada do elemento envolvente, m;
• l – parâmetro tabular, leva em consideração as peculiaridades do consumo de calor para OKs localizados em diferentes direções do mundo.

Se janelas ou portas estiverem embutidas na parede para a qual o cálculo está sendo feito, então no cálculo de Q é necessário subtrair a área da janela ou porta da área total OK, pois seu consumo de calor será diferente.

Na ficha técnica de janelas ou portas, por vezes é indicado o coeficiente de transferência de calor D, graças ao qual os cálculos podem ser simplificados

O coeficiente de resistência térmica é calculado usando a fórmula:

D = B/k

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

P_st = S × (t_v -t_n) × D × eu

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

Contabilização de custos de infiltração e ventilação

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

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

Em uma expressão, os caracteres alfabéticos têm significado:

• eu_n – fluxo de ar de entrada, m³/h;
• p_v — densidade do ar na sala a uma determinada temperatura, kg/m³;
• t_v – temperatura na casa, °C;
• t_n — temperatura média do período de 5 dias mais frio da região, °C;
• c é a capacidade calorífica do ar, kJ/(kg*°C).

Parâmetro L_n retirado das características técnicas do sistema de ventilação. Na maioria dos casos, a troca de ar fornecido tem uma vazão específica de 3 m³/h, com base em que L_n calculado pela fórmula:

eu_n = 3 × S_polaco

Na fórmula S_polaco — área útil, m².

Densidade do ar interno p_v é determinado pela expressão:

p_v = 353/273+t_v

Aqui está_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 pelas janelas e portas, deslocando o calor pela chaminé

A ventilação desorganizada, ou infiltração, é determinada pela fórmula:

P_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 tabelado, kg/h;
• k_t — coeficiente de influência do fluxo térmico de ar, retirado da tabela;
• t_v ,t_n — definir temperaturas interiores e exteriores, °C.

Ao abrir as portas, ocorre a perda de calor do ar mais significativa, portanto, se a entrada for equipada com cortinas térmicas de ar, elas também devem ser levadas em consideração.

Uma cortina térmica é um aquecedor com ventilador alongado que gera um fluxo poderoso dentro de uma janela ou porta. Minimiza ou praticamente elimina a perda de calor e a penetração de ar da rua, mesmo quando a porta ou janela está aberta

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

P_fora.d =Q_dv × j × H

Na expressão:

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

Se a casa possui ventilação ou infiltração organizada, os cálculos são feitos pela primeira fórmula.

A superfície dos elementos estruturais envolventes pode ser heterogênea - pode haver rachaduras e vazamentos através dos quais o ar passa. Estas 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 usar aplicativos.

A imagem mais precisa da perda real de calor é fornecida por uma inspeção de imagens térmicas de uma casa. Este método de diagnóstico permite identificar erros de construção ocultos, buracos no isolamento térmico, fugas no sistema de canalização que reduzem o desempenho térmico do edifício e outros defeitos.

Ganhos de calor doméstico

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

Foi estabelecido experimentalmente que tais entradas não podem exceder 10 W por 1 m². Portanto, a fórmula de cálculo pode ser semelhante a:

P_t = 10 × S_polaco

Na expressão S_polaco — área útil, m².

Metodologia básica para cálculo do SVO

O princípio básico de funcionamento de qualquer refrigerador de ar é a transferência de energia térmica através do ar, resfriando o líquido refrigerante. Seus principais elementos são um gerador de calor e um tubo de calor.

O ar é fornecido à sala já aquecido 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. A igualdade é válida:

Q = E_não × c×(t_v -t_n)

Na fórmula E é a vazão de ar aquecido kg/s para aquecimento do ambiente. Da igualdade podemos expressar E_não:

E_não = Q/ (c × (t_v -t_n))

Lembremos que a capacidade calorífica do ar é c=1005 J/(kg×K).

A fórmula determina exclusivamente a quantidade de ar fornecido utilizado apenas para aquecimento apenas em sistemas de recirculação (doravante denominado RSVO).

Nos sistemas de abastecimento e recirculação, parte do ar é retirada da rua e outra parte da sala. Ambas as partes são misturadas e, após aquecimento até a temperatura desejada, entregues na sala

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

• Se a quantidade de ar para aquecimento exceder a quantidade de ar para ventilação ou for igual a ela, então a quantidade de ar para aquecimento é levada em consideração e o sistema é selecionado como fluxo direto (doravante denominado PCVO) ou com recirculação parcial (doravante denominada CHRSVO).
• Se a quantidade de ar para aquecimento for menor que a quantidade de ar necessária para ventilação, então apenas a quantidade de ar necessária para ventilação é levada em consideração, um PSVO é introduzido (às vezes - um PRVO) e a temperatura do ar fornecido é calculado usando a fórmula: t_R = t_v + Q/c × E_ventilação.

Se o indicador t exceder_R parâmetros permitidos, a quantidade de ar introduzida através da ventilação deve ser aumentada.

Se houver fontes de geração constante de calor na sala, a temperatura do ar fornecido será reduzida.

Aparelhos elétricos ligados geram cerca de 1% do calor de uma sala. Se um ou mais dispositivos funcionarem constantemente, sua potência térmica deverá ser levada em consideração nos cálculos

Para um quarto individual, o indicador t_R pode acabar sendo diferente. Tecnicamente, é possível implementar a ideia de fornecer temperaturas diferentes para ambientes individuais, mas é muito mais fácil fornecer ar com a mesma temperatura para todos os ambientes.

Neste caso, a temperatura total t_R pegue aquele que for o menor. Em seguida, a quantidade de ar fornecido é calculada usando a fórmula que determina E_não.

A seguir, determinamos a fórmula para calcular o volume de ar que entra V_não em sua temperatura de aquecimento t_R:

V_não =E_não/p_R

A resposta está escrita em m³/h.

Porém, a troca de ar na sala V_p será diferente do valor V_não, pois deve ser determinado com base na temperatura interna t_v:

V_não =E_não/p_v

Na fórmula para determinar V_p e V_não 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.

Fornecer temperatura ambiente t_R deve ser maior que t_v. Isso reduzirá a quantidade de ar fornecido e reduzirá o tamanho dos canais dos sistemas com movimento natural do ar ou reduzirá os custos de eletricidade se for usada estimulação mecânica para circular a massa de ar aquecida.

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

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

Se as cortinas térmicas de ar estiverem localizadas em portões externos e aberturas voltadas para o exterior, a temperatura do ar de entrada poderá ser de 70 °C, para cortinas localizadas em portas externas até 50 °C.

A temperatura fornecida é influenciada pelos métodos de fornecimento de ar, pela direção do jato (vertical, inclinado, horizontal, etc.). Se houver sempre pessoas na sala, a temperatura do ar fornecido deve ser reduzida para 25 °C.

Depois de fazer cálculos preliminares, você pode determinar a quantidade de calor necessária para aquecer o ar.

Para custos de calor RSVO Q₁ são calculados pela expressão:

P₁ =E_não × (t_R -t_v) ×c

Para cálculo PSVO Q₂ produzido de acordo com a fórmula:

P₂ =E_ventilação × (t_R -t_v) ×c

Consumo de calor Q₃ para FER é encontrado pela equação:

P₃ = [E_não ×(t_R -t_v) + E_ventilação × (t_R -t_v)]×c

Nas três expressões:

• E_não e E_ventilação — fluxo de ar em kg/s para aquecimento (E_não) e ventilação (E_ventilação);
• t_n — temperatura do ar exterior em °C.

As demais características das variáveis ​​são as mesmas.

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

E_gravando =E_não -E_ventilação

Variável E_não expressa a quantidade de ar misturado aquecido à temperatura t_R.

Há uma peculiaridade no PSVO com impulso natural - a quantidade de ar em movimento muda dependendo da temperatura externa. Se a temperatura externa cair, a pressão do sistema aumenta. Isso leva a um aumento no fluxo de ar para dentro da casa. Se a temperatura subir, ocorre o processo inverso.

Além disso, em refrigeradores de ar, ao contrário dos sistemas de ventilação, o ar se move com uma densidade menor e variável em comparação com a densidade do ar ao redor dos dutos de ar.

Devido a esse fenômeno, ocorrem os seguintes processos:

1. Vindo do gerador, o ar que passa pelos dutos de ar é visivelmente resfriado durante o movimento
2. Com o movimento natural, a quantidade de ar que entra na sala muda ao longo da estação de aquecimento.

Os processos acima não são levados em consideração se o sistema de circulação de ar utilizar ventiladores para circular o ar; também tem comprimento e altura limitados.

Se o sistema tiver muitas ramificações, for bastante extenso e o edifício for grande e alto, então é necessário reduzir o processo de resfriamento do ar nos dutos de ar, reduzir a redistribuição do ar que entra 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 consideração não apenas o processo natural de resfriamento da massa de ar durante o movimento através do duto de ar, mas também o efeito da pressão natural da massa de ar quando passando pelo duto

Para controlar o processo de resfriamento do ar, são realizados cálculos térmicos dos dutos de ar. Para fazer isso, você precisa definir a temperatura inicial do ar e esclarecer seu fluxo por meio de fórmulas.

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

P_ah = q₁ × eu

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

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

Na equação D₁ - resistência à transferência de calor do ar aquecido com temperatura média t_senhor pela área S₁ paredes de um duto de ar com 1 m de comprimento em uma sala a uma temperatura t_v.

A equação do balanço de calor é assim:

q₁eu = E_não × c × (t_nada -t_R)

Na fórmula:

• E_não — a quantidade de ar necessária para aquecer a divisão, kg/h;
• c é a capacidade calorífica específica do ar, kJ/(kg °C);
• t_nac — temperatura do ar no início do duto de ar, °C;
• t_R — temperatura do ar liberado na sala, °C.

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

Temperatura t_nada também pode ser encontrado usando a fórmula:

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

Aqui η faz parte de Q_ah, entrando na sala, é considerado igual a zero nos cálculos. As características das demais variáveis ​​foram mencionadas acima.

A fórmula refinada para o consumo de ar quente ficará assim:

Eot = (Q + (1 - η) × Q_ah)/(c × (t_senhor -t_v))

Todos os valores das letras na expressão foram definidos acima. Vamos considerar um exemplo de cálculo do aquecimento do ar para uma casa específica.

Um exemplo de cálculo da perda de calor em casa

A casa em questão está localizada na cidade de Kostroma, onde a temperatura externa durante os cinco dias mais frios chega a -31 graus, a temperatura do solo é de +5 °C. A temperatura ambiente desejada é de +22 °C.

Consideraremos uma casa com as seguintes dimensões:

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

Os valores serão utilizados para calcular a área dos elementos envolventes.

Para os cálculos, é mais conveniente desenhar no papel a planta da casa, indicando nela 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;
• espuma plástica B=0,05 m, k=1,678;
• tijolo de frente B=0,09 m, k=2,26.

Na determinação de k, deve-se utilizar informações de tabelas, ou melhor, informações de ficha técnica, pois a composição de materiais de diferentes fabricantes pode ser diferente e, portanto, ter características diferentes.

O concreto armado tem a maior condutividade térmica, as lajes de lã mineral têm a mais baixa, por isso são utilizadas de forma mais eficaz na construção de casas quentes.

O piso da casa consiste nas seguintes camadas:

• areia, B=0,10 m, k=0,58;
• brita, B=0,10 m, k=0,13;
• concreto, B=0,20 m, k=1,1;
• isolamento ecowool, B=0,20 m, k=0,043;
• betonilha armada, B=0,30 m k=0,93.

Na planta da casa acima, o piso tem a mesma estrutura em toda a área, não existindo cave.

O teto consiste em:

• lã mineral, B=0,10m, k=0,05;
• gesso cartonado, B=0,025 m, k= 0,21;
• painéis de pinho, B=0,05 m, k=0,35.

O teto não dá acesso ao sótão.

Existem apenas 8 janelas na casa, todas elas de câmara dupla com vidro K, argônio, D = 0,6. Seis janelas têm dimensões de 1,2x1,5 m, uma - 1,2x2 m, uma - 0,3x0,5 m As portas têm dimensões de 1x2,2 m, o valor D de acordo com o passaporte é 0,36.

Cálculo das perdas de calor das paredes

Calcularemos as perdas de calor para cada parede separadamente.

Primeiro, vamos encontrar a área da parede norte:

S_sete = 8.04 × 2.8 = 22.51

Não há portas ou janelas na parede, então usaremos esse valor S nos cálculos.

Para calcular os custos térmicos do OK, orientados para uma das direções cardeais, é necessário levar em consideração coeficientes esclarecedores

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

D_s.sten =D_GB +D_pn +D_kr

Para encontrar D usamos a fórmula:

D = B/k

Então, substituindo os valores originais, obtemos:

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

Para cálculos usamos a fórmula:

P_st = S × (t_v -t_n) × D × eu

Considerando que o coeficiente l para a parede norte é 1,1, obtemos:

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

Na parede sul existe uma janela com a área:

S_ok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Portanto, nos cálculos, é necessário subtrair a janela S do S da parede sul para obter resultados mais precisos.

S_yuj.s = 22.51 — 0.15 = 22.36

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

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

Para as paredes leste e oeste, o coeficiente de clarificação é l=1,05, portanto é suficiente calcular a área da superfície OK sem levar em conta S janelas e portas.

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:

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

Em última análise, o Q total das paredes é igual à soma do Q de todas as paredes, ou seja:

P_estêncil = 184 + 166 + 176 = 526

No total, o calor escapa pelas paredes na quantidade de 526 W.

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, parâmetro l=1,05. A área total de 7 janelas, tendo em conta os cálculos anteriores, é igual a:

S_ok = 10.8 + 2.4 = 13.2

Para eles, Q, levando em consideração o fato de D = 0,6, será calculado da seguinte forma:

P_ok4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

Vamos calcular Q da janela sul (l=1).

P_ok5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

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

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

Vamos resumir as perdas de calor resultantes e obter:

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

A seguir, determinamos Q para o teto e o piso.

Cálculo da perda de calor do teto e do piso

Para teto e piso l=1. Vamos calcular sua área.

S_polaco =S_Panela = 6.78 × 8.04 = 54.51

Tendo em conta a composição do piso, determinamos o D geral.

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

Então as perdas de calor do piso, levando em consideração que a temperatura da terra é +5, são iguais a:

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

Vamos calcular o D total do teto:

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

Então Q do teto será igual a:

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

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

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

No total, a perda de calor da casa será igual a 13.054 W ou quase 13 kW.

Cálculo das perdas de calor e ventilação

A sala é ventilada com uma taxa de troca de ar específica de 3 m³/h, a entrada está equipada com uma cobertura ar-térmica, portanto para os cálculos basta utilizar a fórmula:

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

Vamos calcular a densidade do ar na sala a uma determinada temperatura de +22 graus:

p_v = 353/(272 + 22) = 1.2

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

eu_n = 3 × 54.51 = 163.53

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

Levando em consideração todas as informações, encontramos ventilação Q:

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

O consumo total de calor para ventilação será de 3.000 W ou 3 kW.

Ganhos de calor doméstico

A renda familiar é calculada usando a fórmula.

P_t = 10 × S_polaco

Ou seja, substituindo os valores conhecidos, obtemos:

P_t = 54.51 × 10 = 545

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

Q = 13.054 + 3.000 – 545 = 15.509

Vamos considerar Q=16000 W ou 16 kW como valor operacional.

Exemplos de cálculos para SVO

Deixe a temperatura do ar fornecido (t_R) - 55 °C, temperatura ambiente desejada (t_v) - 22 °C, perda de calor da casa (Q) - 16000 W.

Determinação da quantidade de ar para RSVO

Para determinar a massa de ar fornecido à temperatura t_R A fórmula usada é:

E_não = Q/(c × (t_R -t_v)) 

Substituindo os valores dos parâmetros na fórmula, obtemos:

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

A quantidade volumétrica de ar fornecido é calculada pela fórmula:

V_não =E_não /p_R,

Onde:

p_R = 353/(273 + t_R)

Primeiro, vamos calcular a densidade p:

p_R = 353/(273 + 55) = 1.07

Então:

V_não = 483/1.07 = 451.

A troca de ar na sala é determinada pela fórmula:

Vp = E_não /p_v

Vamos determinar 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 m3³ em uma hora.

Cálculo da quantidade de ar para CHRSVO

Para calcular a quantidade de ar para o FER, pegamos as informações obtidas no exemplo anterior, bem como t_R = 55 °С, t_v = 22°C; Q = 16.000 W.Quantidade de ar necessária para ventilação, E_ventilação=110m³/h. Temperatura externa estimada t_n=-31ºC.

Para calcular o NER usamos a fórmula:

P₃ = [E_não ×(t_R -t_v) + E_ventilação ×p_v × (t_R -t_v)] × c

Substituindo os valores, obtemos:

P₃ = [483 × (55 — 22) + 110 × 1.19 × (55 — 31)] × 1.005 = 27000

O volume de ar recirculado será 405-110=296 m³ por hora. O consumo de calor adicional é 27.000-16.000 = 11.000 W.

Determinação da temperatura inicial do ar

A resistência de um duto de ar mecânico é D=0,27 e é obtida a partir de suas características técnicas. O comprimento do duto de ar fora da sala aquecida é eu=15 M. É determinado que Q=16 kW, a temperatura interna do ar é de 22 graus e a temperatura necessária para aquecer a sala é de 55 graus.

Vamos definir E_não de acordo com as fórmulas acima. Nós temos:

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

Valor do fluxo de calor q₁ vai ser:

q₁ = (55 — 22)/0.27 = 122

A temperatura inicial com desvio η = 0 será:

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

Vamos esclarecer a temperatura média:

t_senhor = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Então:

P_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Tendo em conta as informações recebidas, encontramos:

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

Segue-se disso que quando o ar se move, 4 graus de calor são perdidos. Para reduzir a perda de calor, é necessário isolar as tubulações. Também recomendamos que você leia nosso outro artigo, que descreve detalhadamente o processo de arranjo sistemas de aquecimento de ar.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo informativo sobre cálculo de custos de energia usando o programa Ecxel:

É necessário confiar os cálculos do CBO a profissionais, pois somente os especialistas têm experiência, conhecimentos relevantes e levarão em consideração todas as nuances na hora de fazer os cálculos.

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