La instalación del sistema de calefacción es imposible sin cálculos preliminares. La información obtenida debe ser lo más precisa posible, por lo tanto, el cálculo del calentamiento del aire lo realizan expertos que utilizan programas especializados, teniendo en cuenta los matices del diseño.
Es posible calcular el sistema de calefacción de aire (en adelante, ITS) de manera independiente, que posee conocimientos elementales en matemáticas y física.
En este material explicaremos cómo calcular el nivel de pérdida de calor en el hogar y en ITS. Para que todo sea lo más claro posible, se darán ejemplos concretos de cálculos.
Cálculo de la pérdida de calor en el hogar.
Para seleccionar el sistema de aire acondicionado, es necesario determinar la cantidad de aire para el sistema, la temperatura inicial del aire en el conducto para un calentamiento óptimo de la habitación. Para obtener esta información, debe calcular la pérdida de calor en el hogar y comenzar los cálculos principales más adelante.
Cualquier edificio en el período de clima frío pierde energía térmica. Su número máximo sale de la habitación a través de paredes, techo, ventanas, puertas y otros elementos de cerramiento (en adelante, OK), un lado que da a la calle.
Para garantizar una cierta temperatura en la casa, es necesario calcular la salida de calor, que es capaz de compensar los costos de calor y mantener la temperatura deseada en la casa.
Los cálculos para el calentamiento de aire de una casa de campo se realizan para la selección adecuada de una unidad de calefacción capaz de generar la cantidad necesaria de energía térmica. 
El generador de calor, que utiliza principalmente chimeneas y estufas rusas en las casas de campo, debe cubrir la pérdida de calor de la casa a través de estructuras de edificios. 
En los sistemas de calentamiento de aire, la preparación de portadores de calor se realiza por todo tipo de calderas. Primero calientan el agua o el vapor, que a su vez transfiere calor a las corrientes de aire. 
Los calentadores de gas, agua y eléctricos suministran aire caliente a la habitación sin utilizar conductos. 
Cuando se usan unidades que suministran masa de aire caliente directamente a la habitación, se instalan en una cantidad de al menos 2 piezas por habitación. En caso de avería de un dispositivo, el segundo podría proporcionar una temperatura de +5 grados 
Al combinar los sistemas de calefacción de aire con ventilación y aire acondicionado, es necesario tener en cuenta la pérdida de energía debida al calentamiento del aire fresco mezclado desde el exterior. 
En las versiones de canal de los sistemas de calefacción de aire, el aire caliente se desplaza a través de tuberías, cuya superficie transfiere calor a la habitación 
En los sistemas de conductos de aire, la función de los dispositivos de calefacción se realiza por la tubería. Su área se tiene en cuenta al determinar la transferencia de calor.
Hay una idea errónea de que las pérdidas de calor son las mismas para cada hogar. Algunas fuentes afirman que 10 kW son suficientes para calentar una casa pequeña de cualquier configuración, otras están limitadas a 7-8 kW por metro cuadrado. metro
De acuerdo con el esquema simplificado de cálculos, cada 10 m 2 del área explotada en las regiones del norte y áreas centrales debe recibir un suministro de 1 kW de potencia térmica. Esta cifra, individual para cada edificio, se multiplica por un factor de 1.15, creando así una reserva de energía térmica en caso de pérdidas imprevistas.
Sin embargo, tales estimaciones son bastante aproximadas, además, no tienen en cuenta la calidad, las características de los materiales utilizados en la construcción de la casa, las condiciones climáticas y otros factores que afectan el consumo de calor.
La cantidad de calor saliente depende del área del elemento envolvente, la conductividad térmica de cada una de sus capas. La mayor cantidad de energía térmica sale de la habitación a través de las paredes, el piso, el techo y las ventanas.
Si en la construcción de la casa se usaron materiales de construcción modernos, cuya conductividad térmica es baja, entonces la pérdida de calor de la estructura será menor, lo que significa que se requerirá menos energía térmica.
Si toma equipos térmicos que generan más energía de la necesaria, habrá un exceso de calor, que generalmente se compensa con la ventilación. En este caso, hay costos financieros adicionales.
Si se seleccionó equipo de bajo consumo para el NWO, entonces habrá una escasez de calor en la habitación, ya que el dispositivo no podrá generar la cantidad necesaria de energía, por lo que será necesario adquirir instalaciones térmicas adicionales.
El uso de espuma de poliuretano, fibra de vidrio y otros aislamientos modernos permite el máximo aislamiento térmico de la habitación
Los costos de construcción térmica dependen de:
- la estructura de los elementos de cerramiento (paredes, techos, etc.), su espesor;
- área de superficie calentada;
- orientación relativa a los puntos cardinales;
- la temperatura mínima fuera de la ventana en la región, la ciudad durante 5 días de invierno;
- la duración de la temporada de calefacción;
- procesos de infiltración y ventilación;
- ganancias de calor doméstico;
- Consumo de calor para las necesidades domésticas.
Calcular de forma adecuada la pérdida de calor es imposible sin tener en cuenta la infiltración y la ventilación, lo que afecta significativamente al componente cuantitativo. La infiltración es un proceso natural de movimiento de masas de aire que se produce durante el movimiento de personas en la sala, abriendo ventanas para la ventilación y otros procesos domésticos.
La ventilación es un sistema especialmente instalado a través del cual se suministra aire, y el aire puede ingresar a una habitación con una temperatura más baja.
A través de la ventilación deja 9 veces más calor que durante la infiltración natural.
El calor ingresa a la habitación no solo a través del sistema de calefacción, sino también a través de aparatos eléctricos de calefacción, lámparas incandescentes y personas. Es importante tener en cuenta el costo del calor para calentar los artículos fríos traídos de la calle, la ropa.
Antes de elegir el equipo para ITS, diseñar el sistema de calefacción, es importante calcular la pérdida de calor en el hogar con alta precisión. Puedes hacer esto con el programa gratuito Valtec. Para no profundizar en las sutilezas de la aplicación, puede utilizar fórmulas matemáticas que proporcionen una gran precisión en los cálculos.
Para calcular la pérdida de calor total Q de la vivienda, es necesario calcular la entrada de calor de las estructuras de cerramiento Q org.k, el consumo de energía para ventilación e infiltración Q v, tener en cuenta los gastos del hogar Q t . Las pérdidas se miden y se registran en vatios.
Para calcular la entrada de calor total Q, use la fórmula:
Q = Q org.k + Q v - Q t
A continuación, consideramos las fórmulas para determinar la entrada de calor:
Q org.k, Q v, Q t .
Determinación de estructuras de cerramiento de pérdida de calor.
A través de los elementos de la casa (paredes, puertas, ventanas, techo y piso) se libera la mayor cantidad de calor. Para determinar Q org.k, es necesario calcular por separado las pérdidas de calor que conlleva cada elemento estructural.
Es decir, Q org.k se calcula por la fórmula:
Q org.k = Q pol + Q st + Q okn + Q pt + Q dv
Para determinar la Q de cada elemento de la casa, debe conocer su estructura y el coeficiente de conductividad térmica o el coeficiente de resistencia térmica, que se indica en el pasaporte del material.
Para calcular el flujo de calor tome en cuenta las capas que afectan el aislamiento. Por ejemplo, aislamiento, albañilería, revestimiento, etc.
El cálculo de la pérdida de calor se produce para cada capa homogénea del elemento envolvente. Por ejemplo, si una pared consta de dos capas diferentes (aislamiento y ladrillo), el cálculo se realiza por separado para el aislamiento y para el ladrillo.
Calcule los costos térmicos de la capa, teniendo en cuenta la temperatura deseada en la habitación por la expresión:
Q st = S × (t v - t n ) × B × l / k
En la expresión, las variables tienen el siguiente significado:
- S es el área de la capa, m 2 ;
- t v - La temperatura deseada en la casa, ° C; Para habitaciones de esquina, la temperatura se toma 2 grados más arriba;
- t n - la temperatura promedio de los 5 días más fríos en la región, ° С;
- k es el coeficiente de conductividad térmica del material;
- B es el espesor de cada capa del elemento envolvente, m;
- l– parámetro tabular, tiene en cuenta las características del consumo de calor para OK ubicadas en diferentes direcciones del mundo.
Si se construyen ventanas o puertas en la pared para la cual se realiza el cálculo, entonces al calcular Q, el área de la ventana o puerta se debe restar del área total del OC, ya que su consumo de calor será diferente.
En el pasaporte técnico a las ventanas o puertas, a veces indican el coeficiente de transferencia de calor D, por lo que es posible simplificar los cálculos.
El coeficiente de resistencia al calor se calcula mediante la fórmula:
D = b / k
La fórmula de pérdida de calor para una sola capa se puede representar como:
Q st = S × (t v - t n ) × D × l
En la práctica, para calcular la Q del piso, paredes o techos, los coeficientes D de cada capa se calculan por separado, se resumen y se sustituyen en la fórmula general, lo que simplifica el proceso de cálculo.
Contabilización de los costes de infiltración y ventilación.
El aire a baja temperatura, que afecta significativamente la pérdida de calor, puede ingresar a la habitación desde el sistema de ventilación. La fórmula general para este proceso es:
Q v = 0.28 × L n × p v × c × (t v - t n )
En la expresión, los caracteres literales tienen el significado:
- L n - caudal del aire entrante, m 3 / h;
- p v es la densidad del aire en la habitación a una temperatura dada, kg / m 3 ;
- t v - La temperatura en la casa, ° C;
- t n - la temperatura promedio de los 5 días más fríos en la región, ° С;
- c es la capacidad calorífica del aire, kJ / (kg * ° C).
El parámetro L n se toma de las características técnicas del sistema de ventilación. En la mayoría de los casos, el intercambio de aire fresco tiene un caudal específico de 3 m 3 / h, según el cual L n se calcula mediante la fórmula:
L n = 3 × S pol
En la fórmula S pol - superficie del suelo, m 2 .
La densidad del aire en la sala p v está determinada por la expresión:
p v = 353/273 + t v
Aquí t v es la temperatura establecida en la casa, medida en ° C.
La capacidad calorífica es una cantidad física constante y es igual a 1.005 kJ / (kg × ° С).
Con ventilación natural, el aire frío ingresa a través de ventanas y puertas, desplazando el calor a través de la chimenea.
La ventilación no organizada, o la infiltración, está determinada por la fórmula:
Q i = 0.28 × ∑G h × c × (t v - t n ) × k t
En la ecuación:
- G h : el flujo de aire a través de cada cerca, es un valor tabular, kg / h;
- k t - coeficiente de influencia del flujo de aire de calor, tomado de la tabla;
- t v, t n - establece temperaturas dentro y fuera, ° С.
Cuando las puertas se abren, la pérdida de aire por calor más significativa ocurre, por lo tanto, si la entrada está equipada con cortinas térmicas de aire, también deben tenerse en cuenta.
La cortina térmica es un calentador de ventilador alargado que forma un flujo poderoso dentro de una ventana o abertura de puerta. Minimiza o prácticamente elimina la pérdida de calor y la penetración de aire desde la calle, incluso con la puerta o la ventana abiertas.
Para calcular la pérdida de calor de las puertas, se utiliza la fórmula:
Q ot.d = Q dv × j × H
En términos de:
- Q dv - pérdida de calor calculada de puertas externas;
- H - altura del edificio, m;
- j es un coeficiente tabular según el tipo de puertas y su ubicación.
Si la casa tiene ventilación organizada o infiltración, los cálculos se realizan utilizando la primera fórmula.
La superficie de los elementos circundantes de la estructura puede ser heterogénea: en ella pueden existir huecos, fugas a través de las cuales pasa el aire. Estas pérdidas de calor se consideran insignificantes, pero también pueden determinarse. Esto se puede hacer solo por métodos de software, ya que es imposible calcular algunas funciones sin usar aplicaciones.
La imagen más precisa de la pérdida de calor real proporciona un hogar de imagen térmica. Este método de diagnóstico revela errores de construcción ocultos, agujeros en el aislamiento térmico, fugas en el sistema de tuberías, lo que reduce la calidad térmica de un edificio y otros defectos.
Calor del hogar
A través de dispositivos eléctricos, el cuerpo humano, las lámparas, el calor adicional llega a la habitación, que también se tiene en cuenta al calcular las pérdidas de calor.
Se ha establecido experimentalmente que dichos recibos no pueden superar los 10 W por 1 m 2 . Por lo tanto, la fórmula de cálculo puede ser:
Q t = 10 × S pol
En términos de S pol - superficie del suelo, m 2 .
El método básico de cálculo de CBO.
El principio fundamental de funcionamiento de cualquier SWO es transferir la energía térmica a través del aire al enfriar el refrigerante. Sus elementos principales son el generador de calor y la tubería de calor.
El aire se suministra a la habitación ya calentada a una temperatura t r para mantener la temperatura deseada t v . Por lo tanto, la cantidad de energía acumulada debe ser igual a la pérdida de calor total del edificio, es decir, Q. La igualdad tiene lugar:
Q = E ot × c × (t v - t n )
En la fórmula E, el caudal de aire caliente es de kg / s para calentar la habitación. De la igualdad podemos expresar E ot :
E ot = Q / (c × (t v - t n ))
Recuerde que la capacidad calorífica del aire con = 1005 J / (kg × K).
De acuerdo con la fórmula, se determina únicamente la cantidad de aire suministrado, que se utiliza solo para calentar solo en sistemas de recirculación (en adelante, RSVO).
En los sistemas de suministro y recirculación, parte del aire se toma de la calle y en la otra parte de la habitación. Ambas partes se mezclan y, después de calentar a la temperatura requerida, se envían a la habitación.
Si se usa CBO como ventilación, la cantidad de aire suministrado se calcula de la siguiente manera:
- Si la cantidad de aire para calentar excede la cantidad de aire para ventilación o es igual a ella, entonces tenga en cuenta la cantidad de aire para calentar y elija un sistema de flujo directo (en lo sucesivo, EDP) o con recirculación parcial (en lo sucesivo, HRMSO).
- Si la cantidad de aire para calentar es menor que la cantidad de aire requerida para la ventilación, entonces solo se toma en cuenta la cantidad de aire requerida para la ventilación, se introducen los PED (a veces, el RRMS) y la temperatura del aire de admisión se calcula mediante la fórmula: t r = t v + Q / c × E vent .
En caso de que el indicador r r exceda los parámetros permisibles, se debe aumentar la cantidad de aire introducido a través de la ventilación.
Si hay fuentes de generación de calor constante en la habitación, la temperatura del aire suministrado se reduce.
Los aparatos eléctricos incluidos generan aproximadamente el 1% del calor en la habitación. Si uno o más dispositivos funcionarán continuamente, su salida de calor debe tenerse en cuenta en los cálculos.
Para una habitación individual, el indicador t r puede ser diferente. Es posible implementar técnicamente la idea de suministrar diferentes temperaturas a las habitaciones tomadas por separado, pero es mucho más fácil suministrar aire a todas las habitaciones a la misma temperatura.
En este caso, la temperatura total t r es la que resultó ser la más baja. Luego, la cantidad de aire suministrado se calcula mediante la fórmula que define E ot .
A continuación, definimos la fórmula para calcular la cantidad de aire entrante V o a la temperatura de su calefacción t r :
V ot = E ot / p r
La respuesta se registra en m 3 / h.
Sin embargo, el intercambio de aire en la sala V p será diferente del valor de V o, ya que debe determinarse sobre la base de la temperatura interna t v :
V ot = E ot / p v
En la fórmula para determinar V p y V ot, los indicadores de la densidad del aire p r y p v (kg / m 3 ) se calculan teniendo en cuenta la temperatura del aire calentado t r y la temperatura en la habitación t v .
La temperatura ambiente suministrada t r debe ser mayor que t v . Esto reducirá la cantidad de aire suministrado y reducirá el tamaño de los canales de los sistemas con movimiento de aire natural o reducirá el costo de la electricidad si utiliza un impulso mecánico para hacer circular la masa de aire caliente.
Tradicionalmente, la temperatura máxima del aire que ingresa a la habitación cuando se suministra a una altura superior a 3.5 m debe ser de 70 ° C. Si el aire se suministra a una altura inferior a 3, 5 m, su temperatura suele ser igual a 45 ° C.
Para locales residenciales con una altura de 2, 5 m, el límite de temperatura permitido es de 60 ° C. Cuando la temperatura se establece más alta, la atmósfera pierde sus propiedades y no es adecuada para la inhalación.
Si las cortinas térmicas de aire están ubicadas en la puerta externa y las aberturas que salen, la temperatura del aire entrante es de 70 ° C, para las cortinas ubicadas en las puertas externas, hasta 50 ° С.
La temperatura del flujo está influenciada por los métodos de suministro de aire, la dirección del chorro (verticalmente, por pendiente, horizontalmente, etc.). Si siempre hay personas en la habitación, la temperatura del aire suministrado debe reducirse a 25 ° C.
Después de los cálculos preliminares, es posible determinar la entrada de calor requerida para calentar el aire.
Para RSVO, la entrada de calor Q 1 se calcula mediante la expresión:
Q 1 = E ot × (t r - t v ) × c
Para PSCO, Q 2 se calcula utilizando la fórmula:
Q 2 = E ventilación × (t r - t v ) × c
El consumo de calor Q 3 para el HRMSO se encuentra mediante la ecuación:
Q 3 = [E ot × (t r - t v ) + E ventilación × (t r - t v )] × c
En las tres expresiones:
- E ot y E vent - flujo de aire en kg / s para calefacción (E ot ) y ventilación (E vent );
- t n es la temperatura del aire exterior en ° C.
Las características restantes de las variables son las mismas.
En HRVM, la cantidad de aire recirculado se determina mediante la fórmula:
E rec = E ot - E vent
La variable E o expresa la cantidad de aire mezclado calentado a una temperatura t r .
En la TSPO con un impulso natural hay una peculiaridad: la cantidad de aire en movimiento varía según la temperatura exterior. Si la temperatura exterior desciende, la presión del sistema aumenta. Esto conduce a un aumento en el aire entrante en la casa. Si la temperatura sube, entonces ocurre lo contrario.
También en SVO, a diferencia de los sistemas de ventilación, el aire se mueve con una densidad más pequeña y cambiante en comparación con la densidad del aire que rodea los conductos de aire.
Debido a este fenómeno, ocurren los siguientes procesos:
- Al llegar desde el generador, el aire, que pasa a través de los conductos de aire, se enfría notablemente durante el movimiento.
- Con el movimiento natural, la cantidad de aire que ingresa a la habitación varía durante la temporada de calefacción.
Los procesos anteriores no se tienen en cuenta si los ventiladores se utilizan para la circulación de aire en el ITS, también tiene una longitud y altura limitadas.
Si el sistema tiene muchas sucursales, es lo suficientemente largo y el edificio es grande y alto, entonces es necesario reducir el proceso de enfriamiento del aire en los conductos de aire, para reducir la redistribución del aire que ingresa bajo la influencia de la presión natural de circulación.
Al calcular la potencia requerida de los sistemas de calefacción de aire extendidos y ramificados, es necesario tener en cuenta no solo el proceso natural de enfriamiento de la masa de aire mientras se mueve a través del conducto, sino también el efecto de la presión natural de la masa de aire que pasa a través del canal.
Para controlar el proceso de enfriamiento por aire, realice un cálculo térmico de los conductos de aire. Para hacer esto, es necesario establecer la temperatura inicial del aire y especificar su caudal con fórmulas.
Para calcular el flujo de calor Q ohl a través de las paredes del conducto, cuya longitud es igual a l, use la fórmula:
Q ohl = q 1 × l
En la expresión, q 1 denota el flujo de calor que pasa a través de las paredes del conducto con una longitud de 1 m. El parámetro se calcula mediante la expresión:
q 1 = k × S 1 × (t sr - t v ) = (t sr - t v ) / D 1
En la ecuación D 1 : resistencia a la transferencia de calor del aire caliente con una temperatura promedio t sr a través del área S 1 de la pared del conducto con una longitud de 1 m en interiores a una temperatura t v .
La ecuación del balance de calor se ve así:
q 1 l = E ot × c × (t nach - t r )
En la fórmula:
- E ot - la cantidad de aire necesaria para la calefacción de espacios, en kg / h;
- c es la capacidad calorífica específica del aire, kJ / (kg ° C);
- t nac es la temperatura del aire al comienzo del conducto, ° С;
- t r es la temperatura del aire descargado en la habitación, ° C.
La ecuación de balance de calor le permite establecer la temperatura inicial del aire en el conducto a una temperatura final determinada y, a la inversa, averiguar la temperatura final a una temperatura inicial determinada, así como determinar el flujo de aire.
La temperatura t nach también se puede encontrar por la fórmula:
t nach = t v + ((Q + (1 - η) × Q ohl )) × (t r - t v )
Aquí η es la parte de Q ohl que ingresa a la sala, en los cálculos se toma igual a cero. Las características de las variables restantes fueron nombradas arriba.
La fórmula refinada para el consumo de aire caliente se verá así:
Eot = (Q + (1 - η) × Q ohl ) / (c × (t sr - t v ))
Todos los valores de las letras en la expresión se definen arriba. Pasamos a considerar el ejemplo de cálculo del calentamiento de aire para una casa en particular.
Un ejemplo de cálculo de la pérdida de calor en el hogar.
La casa en cuestión está ubicada en la ciudad de Kostroma, donde la temperatura fuera de la ventana en los cinco días más fríos alcanza los -31 grados, la temperatura del suelo es de +5 ° C. La temperatura ambiente deseada es de +22 ° C.
Consideraremos una casa con las siguientes dimensiones:
- ancho - 6, 78 m;
- longitud - 8, 04 m;
- Altura - 2, 8 m.
Los valores se utilizarán para calcular el área de los elementos delimitadores.
Para los cálculos, es más conveniente dibujar un plano de la casa en papel, que indique el ancho, la longitud, la altura del edificio, la ubicación de las ventanas y puertas, sus dimensiones.
Las paredes del edificio constan de:
- concreto aireado con un espesor de B = 0.21 m, un coeficiente de conductividad térmica k = 2.87;
- Espuma B = 0, 05 m, k = 1, 678;
- Ladrillo de revestimiento В = 0.09 m, k = 2.26.
Al determinar k, se debe utilizar la información de las tablas y, mejor, la información del pasaporte técnico, ya que la composición de los materiales de diferentes fabricantes puede diferir, por lo tanto, tienen características diferentes.
El concreto reforzado tiene la conductividad térmica más alta, las placas de lana mineral, las más pequeñas, por lo que se utilizan de manera más eficiente en la construcción de casas cálidas
El piso de la casa consta de las siguientes capas:
- arena, B = 0, 10 m, k = 0, 58;
- piedra triturada, B = 0, 10 m, k = 0, 13;
- hormigón, B = 0.20 m, k = 1.1;
- aislamiento ecowool, B = 0.20 m, k = 0.043;
- solera reforzada B = 0, 30 m k = 0, 93.
En el plano anterior de la casa, el piso tiene la misma estructura en toda el área, falta el sótano.
El techo consta de:
- lana mineral, B = 0, 10 m, k = 0, 05;
- paneles de yeso, B = 0.025 m, k = 0.21;
- Escudos de pino, B = 0.05 m, k = 0.35.
No hay acceso al ático en el techo.
Solo hay 8 ventanas en la casa, todas son de doble cámara con vidrio K, argón, el índice es D = 0.6. Seis ventanas tienen dimensiones de 1.2 × 1.5 m, una es 1.2 × 2 m, una es 0.3 × 0.5 m, las puertas tienen dimensiones de 1 × 2.2 m, el valor del pasaporte D es 0.36.
Cálculo de la pérdida de calor de la pared
Calcularemos las pérdidas de calor para cada pared por separado.
Primero, encuentra el área de la pared norte:
S sev = 8.04 × 2.8 = 22.51
No hay aberturas de puertas y ventanas en la pared, por lo que en los cálculos usaremos este valor S.
Para calcular bien los costos de calefacción, orientados a uno de los lados del mundo, es necesario considerar los factores de refinamiento.
Sobre la base de la composición de la pared, encontramos que su resistencia térmica total es igual a:
D s.sten = D gb + D pn + D kr
Para encontrar D, usamos la fórmula:
D = b / k
Luego, sustituyendo los valores originales, obtenemos:
D s.sten = 0.21 / 2.87 + 0.05 / 1.678 + 0.09 / 2.26 = 0.14
Para los cálculos, utilizamos la fórmula:
Q st = S × (t v - t n ) × D × l
Dado que el coeficiente l para la pared norte es 1.1, obtenemos:
Q sev.st = 22.51 × (22 + 31) × 0.14 × 1.1 = 184
En la pared sur hay una ventana con la siguiente área:
S ok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15
Por lo tanto, en los cálculos de S del muro sur, debe restar S ventanas para obtener los resultados más precisos.
S yuj.s = 22.51 - 0.15 = 22.36
El parámetro l para la dirección sur es igual a 1. Entonces:
Q sev.st = 22.36 × (22 + 31) × 0.14 × 1 = 166
Para el muro este y oeste, el coeficiente de refinamiento es l = 1.05, por lo tanto, es suficiente para calcular el área de superficie OK sin tener en cuenta las ventanas S y la puerta.
S ok1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8
S ok2 = 1.2 × 2 = 2.4
S d = 1 × 2.2 = 2.2
Szap + vost = 2 × 6.78 × 2.8 - 2.2 - 2.4 - 10.8 = 22.56
Entonces
Q zap + vost = 22.56 × (22 + 31) × 0.14 × 1.05 = 176
En última instancia, el total de Q de las paredes es igual a la suma de Q de todas las paredes, es decir:
Q sten = 184 + 166 + 176 = 526
El calor total sale a través de las paredes en una cantidad de 526 vatios.
Pérdida de calor por ventanas y puertas.
El plano de la casa muestra que las puertas y 7 ventanas miran al este y al oeste, por lo tanto, el parámetro l = 1.05. El área total de 7 ventanas, teniendo en cuenta los cálculos anteriores, es igual a:
S okn = 10.8 + 2.4 = 13.2
Para ellos, Q, dado que D = 0.6, se calculará de la siguiente manera:
Q ok4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630
Calcula el q de la ventana sur (l = 1).
Q ok5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5
Para las puertas D = 0.36, y S = 2.2, l = 1.05, entonces:
Q dv = 2.2 × (22 + 31) × 0.36 × 1.05 = 43
Resumimos la pérdida de calor resultante y obtenemos:
Q ok + dv = 630 + 43 + 5 = 678
A continuación, definimos Q para el techo y el piso.
Cálculo de la pérdida de calor del techo y del suelo.
Para techo y suelo l = 1. Calcula su área.
S pol = S pot = 6.78 × 8.04 = 54.51
Dada la composición del piso, definimos la D total.
D pol = 0.10 / 0.58 + 0.10 / 0.13 + 0.2 / 1.1 + 0.2 / 0.043 + 0.3 / 0.93 = 61
Entonces, la pérdida de calor del piso, teniendo en cuenta el hecho de que la temperatura de la tierra es +5, es igual a:
Q pol = 54.51 × (21 - 5) × 6.1 × 1 = 5320
Calcule el techo total D:
D pot = 0.10 / 0.05 + 0.025 / 0.21 + 0.05 / 0.35 = 2.26
Entonces Q techo será igual a:
Q pot = 54.51 × (22 + 31) × 2.26 = 6530
La pérdida total de calor a través de OK será igual a:
Q ogr.k = 526 + 678 +6530 + 5320 = 13054
La pérdida de calor total de la casa será igual a 13054 W o casi 13 kW.
Cálculo de la ventilación por pérdida de calor.
La ventilación con un intercambio de aire específico de 3 m 3 / h funciona en la habitación, la entrada está equipada con un cobertizo térmico de aire, por lo tanto, para los cálculos es suficiente usar la fórmula:
Q v = 0.28 × L n × p v × c × (t v - t n )
Calcule la densidad del aire en la habitación a una temperatura dada de +22 grados:
p v = 353 / (272 + 22) = 1.2
El parámetro L n es igual al producto de consumo específico para el área del piso, es decir:
L n = 3 × 54.51 = 163.53
La capacidad calorífica del aire con es igual a 1.005 kJ / (kg × ° С).
Considerando toda la información, encontramos la ventilación Q:
Q v = 0.28 × 163.53 × 1.2 × 1.005 × (22 + 31) = 3000
Los costos totales de calefacción para la ventilación serán de 3000 W o 3 kW.
Flujo de calor del hogar
Los ingresos de carácter doméstico se calculan mediante la fórmula.
Q t = 10 × S pol
Es decir, sustituyendo los valores conocidos, obtenemos:
Q t = 54.51 × 10 = 545
Resumiendo, puede ver que la pérdida total de calor Q en el hogar será igual:
Q = 13054 + 3000 - 545 = 15509
Tómelo como valor de trabajo Q = 16000 W o 16 kW.
Ejemplos de cálculo para CBO
Deje que la temperatura del aire suministrado (t r ) sea de 55 ° C, la temperatura deseada en la habitación (t v ) sea de 22 ° C, la pérdida de calor de la casa (Q) sea de 16000 W.
Determinación de la cantidad de aire para RSVO
Para determinar la masa de aire suministrada a la temperatura t r, se utiliza la fórmula:
E ot = Q / (c × (t r - t v ))
Sustituyendo los valores de los parámetros en la fórmula, obtenemos:
E ot = 16000 / (1.005 × (55 - 22)) = 483
La cantidad volumétrica de aire suministrado se calcula mediante la fórmula:
V ot = E ot / p r,
donde:
p r = 353 / (273 + t r )
Primero, calculemos la densidad p:
p r = 353 / (273 + 55) = 1.07
Entonces
V ot = 483 / 1.07 = 451.
El intercambio de aire en la habitación está determinado por la fórmula:
Vp = E ot / p v
Determine la densidad del aire en la habitación:
p v = 353 / (273 + 22) = 1.19
Sustituyendo los valores en la fórmula, obtenemos:
V p = 483 / 1.19 = 405
Por lo tanto, el intercambio de aire en la habitación es de 405 m 3 por hora, y el volumen de aire suministrado debe ser igual a 451 m 3 por hora.
Cálculo de la cantidad de aire para el HRMSO
Para calcular la cantidad de aire para el HRMST, tomamos la información del ejemplo anterior, así como t r = 55 ° C, t v = 22 ° C; Q = 16000 vatios. La cantidad de aire necesaria para la ventilación, ventilación E = 110 m 3 / h. Temperatura exterior calculada t n = -31 ° С.
Para calcular el HRVM, utilizamos la fórmula:
Q 3 = [E ot × (t r - t v ) + E vent × p v × (t r - t v )] × c
Sustituyendo los valores, obtenemos:
Q 3 = [483 × (55 - 22) + 110 × 1.19 × (55 - 31)] × 1.005 = 27000
El volumen de aire recirculado será de 405-110 = 296 m 3 por hora. El consumo de calor adicional es de 27000-16000 = 11000 W.
Determinación de la temperatura inicial del aire.
La resistencia del conducto de aire mecánico es D = 0.27 y se toma de sus características técnicas. Длина воздуховода вне отапливаемого помещения l=15 м. Определено, что Q=16 кВт, температура внутреннего воздуха равна 22 градуса, а необходимая температура для отопления помещения равна 55 градусам.
Определим E ot по вышеизложенным формулам. Получим:
E ot = 10 × 3.6 × 1000/ (1.005 × (55 – 22)) = 1085
Величина теплового потока q 1 составит:
q 1 = (55 – 22)/0.27 = 122
Начальная температура при отклонении η = 0 составит:
t nach = 22 + (16 × 1000 + 137 × 15) × (55 – 22)/ 1000 × 16 = 60
Уточним среднюю температуру:
t sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5
Тогда:
Q otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972
С учетом полученных сведений найдем:
t nach = 22 + (16 × 1000 + 1972) × (55 – 22)/(1000 × 16) = 59
Из этого следует вывод, что при движении воздуха теряется 4 градуса тепла. Чтобы уменьшить потери тепла, необходимо теплоизолировать трубы. Также рекомендуем вам ознакомиться с другой нашей статьей, в которой подробно описывается процесс обустройства системы воздушного отопления.
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Информативное видео о расчетах СВ средствами программы Ecxel:
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