Proračun grijanja zraka: osnovni principi + primjer proračuna

Ugradnja sustava grijanja je nemoguća bez preliminarnih proračuna.Dobivene informacije moraju biti što točnije, tako da izračune grijanja zraka provode stručnjaci pomoću specijaliziranih programa, uzimajući u obzir nijanse dizajna.

Sustav grijanja zraka (u daljnjem tekstu sustav grijanja zraka) možete sami izračunati, imajući osnovna znanja iz matematike i fizike.

U ovom materijalu ćemo vam reći kako izračunati razinu gubitka topline kod kuće i sustav gubitka topline. Da bi sve bilo što jasnije, dat će se konkretni primjeri izračuna.

Izračun gubitka topline kod kuće

Za odabir sustava grijanja potrebno je odrediti količinu zraka za sustav, početnu temperaturu zraka u zračnom kanalu za optimalno zagrijavanje prostorije. Da biste saznali ove podatke, morate izračunati gubitak topline kuće, a osnovne izračune započeti kasnije.

Svaka zgrada gubi toplinsku energiju tijekom hladnog vremena. Maksimalna količina napušta prostoriju kroz zidove, krov, prozore, vrata i druge elemente za ogradu (u daljnjem tekstu OK), okrenute jednom stranom prema ulici.

Da biste osigurali određenu temperaturu u kući, morate izračunati toplinsku snagu koja može nadoknaditi troškove topline i održavati željenu temperaturu.

Postoji zabluda da su gubici topline isti za svaki dom.Neki izvori tvrde da je 10 kW dovoljno za grijanje male kuće bilo koje konfiguracije, drugi su ograničeni na 7-8 kW po kvadratnom metru. metar.

Prema pojednostavljenoj shemi izračuna, svakih 10 m² eksploatisanog prostora u sjevernim krajevima i područjima srednjeg pojasa treba osigurati opskrbu od 1 kW toplinske snage. Ova brojka, individualna za svaku zgradu, množi se s faktorom 1,15, čime se stvara rezerva toplinske snage u slučaju neočekivanih gubitaka.

Međutim, takve su procjene prilično grube, štoviše, ne uzimaju u obzir kvalitete, značajke materijala koji se koriste u izgradnji kuće, klimatske uvjete i druge čimbenike koji utječu na troškove topline.

Količina izgubljene topline ovisi o površini elementa za pričvršćivanje i toplinskoj vodljivosti svakog od njegovih slojeva. Najveća količina toplinske energije napušta prostoriju kroz zidove, pod, krov, prozore

Ako su u izgradnji kuće korišteni suvremeni građevinski materijali toplinska vodljivost materijala koji su niski, tada će gubitak topline konstrukcije biti manji, što znači da će biti potrebna manja toplinska snaga.

Ako uzmete opremu za grijanje koja proizvodi više energije nego što je potrebno, tada će se pojaviti višak topline, koji se obično nadoknađuje ventilacijom. U tom slučaju nastaju dodatni financijski troškovi.

Ako je za HVAC odabrana oprema male snage, tada će doći do nedostatka topline u prostoriji, jer uređaj neće moći generirati potrebnu količinu energije, što će zahtijevati kupnju dodatnih jedinica za grijanje.

Korištenje poliuretanske pjene, stakloplastike i drugih modernih izolacijskih materijala omogućuje nam postizanje maksimalne toplinske izolacije prostorije

Toplinski troškovi zgrade ovise o:

• struktura zatvorenih elemenata (zidovi, stropovi, itd.), Njihova debljina;
• grijana površina;
• orijentacija u odnosu na kardinalne pravce;
• minimalna temperatura izvan prozora u regiji ili gradu za 5 zimskih dana;
• trajanje sezone grijanja;
• procesi infiltracije, ventilacije;
• toplinski dobici u kućanstvu;
• potrošnja topline za kućne potrebe.

Nemoguće je ispravno izračunati gubitke topline bez uzimanja u obzir infiltracije i ventilacije, koji značajno utječu na kvantitativnu komponentu. Infiltracija je prirodni proces kretanja zračnih masa koji se javlja tijekom kretanja ljudi po prostoriji, otvaranja prozora za ventilaciju i drugih kućnih procesa.

Ventilacija je posebno instaliran sustav kroz koji se dovodi zrak, a zrak može u prostoriju ulaziti na nižoj temperaturi.

Ventilacija uklanja 9 puta više topline od prirodne infiltracije

Toplina ulazi u prostoriju ne samo kroz sustav grijanja, već i kroz grijanje električnih uređaja, žarulja sa žarnom niti i ljudi. Također je važno uzeti u obzir potrošnju topline za zagrijavanje hladnih stvari donesenih s ulice i odjeće.

Prije odabira opreme za SVO, dizajn sustava grijanja Važno je izračunati gubitak topline kod kuće s visokom točnošću. To se može učiniti pomoću besplatnog programa Valtec. Kako ne biste ulazili u zamršenost aplikacije, možete koristiti matematičke formule koje pružaju visoku točnost izračuna.

Da bi se izračunali ukupni toplinski gubici Q stana, potrebno je izračunati troškove topline zatvorenih konstrukcija Q_org.k, potrošnja energije za ventilaciju i infiltraciju Q_v, uzeti u obzir troškove kućanstva Q_t. Gubici se mjere i bilježe u Wattima.

Za izračun ukupne potrošnje topline Q upotrijebite formulu:

Q = Q_org.k +Q_v —Q_t

Zatim razmotrite formule za određivanje troškova topline:

Q_org.k , Q_v,Q_t.

Određivanje gubitka topline iz zatvorenih konstrukcija

Najveća količina topline izlazi kroz ogradne elemente kuće (zidovi, vrata, prozori, strop i pod). Za određivanje Q_org.k potrebno je zasebno izračunati gubitak topline koji ima svaki element konstrukcije.

Odnosno, Q_org.k izračunava se formulom:

Q_org.k =Q_pol +Q_sv +Q_{u redu} +Q_točka +Q_dv

Da biste odredili Q svakog elementa kuće, morate znati njegovu strukturu i koeficijent toplinske vodljivosti ili koeficijent toplinske otpornosti, koji je naveden u putovnici materijala.

Za izračun troškova topline uzimaju se u obzir slojevi koji utječu na toplinsku izolaciju. Na primjer, izolacija, zidanje, oblaganje itd.

Izračun gubitaka topline događa se za svaki homogeni sloj elementa za pričvršćivanje. Na primjer, ako se zid sastoji od dva različita sloja (izolacije i opeke), tada se izračun vrši odvojeno za izolaciju i za zidanje od opeke.

Toplinska potrošnja sloja izračunava se uzimajući u obzir željenu temperaturu u prostoriji koristeći izraz:

Q_sv = S × (t_v -t_n) × B × l/k

U izrazu varijable imaju sljedeće značenje:

• S—površina sloja, m²;
• t_v – željena temperatura u objektu, °C; za kutne sobe temperatura se uzima 2 stupnja više;
• t_n — prosječna temperatura najhladnijeg 5-dnevnog razdoblja u regiji, °C;
• k je koeficijent toplinske vodljivosti materijala;
• B – debljina svakog sloja elementa za ograđivanje, m;
• l – tablični parametar, uzima u obzir osobitosti potrošnje topline za OK smještene u različitim smjerovima svijeta.

Ako su prozori ili vrata ugrađeni u zid za koji se vrši proračun, tada je prilikom izračuna Q potrebno oduzeti površinu prozora ili vrata od ukupne površine OK, jer će njihova potrošnja topline biti drugačija.

U tehničkom listu za prozore ili vrata ponekad je naznačen koeficijent prolaza topline D, zahvaljujući kojem se izračuni mogu pojednostaviti

Koeficijent toplinskog otpora izračunava se pomoću formule:

D = B/k

Formula za gubitak topline za jedan sloj može se prikazati kao:

Q_sv = S × (t_v -t_n) × D × l

U praksi, za izračun Q podova, zidova ili stropova, D koeficijenti svakog OK sloja se izračunavaju zasebno, zbrajaju i zamjenjuju u opću formulu, što pojednostavljuje proces izračuna.

Računovodstvo troškova infiltracije i ventilacije

Iz ventilacijskog sustava u prostoriju može ući zrak niske temperature, što značajno utječe na gubitak topline. Opća formula za ovaj proces je:

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

U izrazu, abecedni znakovi imaju značenje:

• L_n – dolazni protok zraka, m³/h;
• str_v — gustoća zraka u prostoriji pri određenoj temperaturi, kg/m³;
• t_v – temperatura u objektu, °C;
• t_n — prosječna temperatura najhladnijeg 5-dnevnog razdoblja u regiji, °C;
• c je toplinski kapacitet zraka, kJ/(kg*°C).

Parametar L_n preuzeto iz tehničkih karakteristika ventilacijskog sustava. U većini slučajeva izmjena dovodnog zraka ima specifičan protok od 3 m³/h, na temelju čega je L_n izračunava se formulom:

L_n = 3 × S_pol

U formuli S_pol - površina poda, m².

Gustoća zraka u zatvorenom prostoru str_v određuje se izrazom:

str_v = 353/273+t_v

Ovdje t_v – postavljena temperatura u objektu, mjerena u °C.

Toplinski kapacitet c je stalna fizikalna veličina i jednaka je 1,005 kJ/(kg × °C).

Kod prirodne ventilacije hladan zrak ulazi kroz prozore i vrata, istiskujući toplinu kroz dimnjak

Neorganizirana ventilacija ili infiltracija određuje se formulom:

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

U jednadžbi:

• G_h — protok zraka kroz svaku ogradu je tablična vrijednost, kg/h;
• k_t — koeficijent utjecaja toplinskog protoka zraka, uzet iz tablice;
• t_v ,t_n — podešene temperature unutarnje i vanjske, °C.

Kada se vrata otvore, dolazi do najznačajnijih gubitaka topline zraka, stoga, ako je ulaz opremljen zračno-toplinskim zavjesama, o njima također treba voditi računa.

Toplinska zavjesa je izduženi grijač s ventilatorom koji stvara snažan protok unutar prozora ili vrata. Minimizira ili gotovo eliminira gubitak topline i prodor zraka s ulice, čak i kada su vrata ili prozor otvoreni

Za izračun gubitka topline vrata koristi se formula:

Q_ot.d =Q_dv × j × H

U izrazu:

• Q_dv — proračunski gubitak topline vanjskih vrata;
• H—visina zgrade, m;
• j je tablični koeficijent koji ovisi o vrsti vrata i njihovom položaju.

Ako kuća ima organiziranu ventilaciju ili infiltraciju, izračuni se izvode prema prvoj formuli.

Površina ograđujućih konstrukcijskih elemenata može biti heterogena - mogu postojati pukotine i propuštanja kroz koje prolazi zrak. Ti se gubici topline smatraju beznačajnima, ali se također mogu odrediti.To se može učiniti isključivo pomoću softverskih metoda, budući da je nemoguće izračunati neke funkcije bez korištenja aplikacija.

Najtočniju sliku stvarnog gubitka topline daje termovizijski pregled kuće. Ova dijagnostička metoda omogućuje prepoznavanje skrivenih grešaka u konstrukciji, rupa u toplinskoj izolaciji, curenja u vodovodnom sustavu koja smanjuju toplinsku učinkovitost zgrade i drugih nedostataka.

Toplinski dobici u kućanstvu

Dodatna toplina ulazi u prostoriju preko električnih uređaja, ljudskog tijela i svjetiljki, što se također uzima u obzir pri proračunu toplinskih gubitaka.

Eksperimentalno je utvrđeno da takvi ulazi ne smiju prelaziti 10 W po 1 m². Stoga formula za izračun može izgledati ovako:

Q_t = 10 × S_pol

U izrazu S_pol - površina poda, m².

Osnovna metodologija za izračun SVO

Osnovni princip rada svakog hladnjaka zraka je prijenos toplinske energije kroz zrak hlađenjem rashladne tekućine. Njegovi glavni elementi su generator topline i toplinska cijev.

Zrak se u prostoriju dovodi već zagrijan na temperaturu t_rza održavanje željene temperature t_v. Dakle, količina akumulirane energije mora biti jednaka ukupnom toplinskom gubitku zgrade, odnosno Q. Jednakost vrijedi:

Q = E_ot × c×(t_v -t_n)

U formuli E je protok zagrijanog zraka kg/s za grijanje prostorije. Iz jednakosti možemo izraziti E_ot:

E_ot = Q/ (c × (t_v -t_n))

Podsjetimo, toplinski kapacitet zraka je c=1005 J/(kg×K).

Formula određuje isključivo količinu dovedenog zraka koja se koristi samo za grijanje samo u recirkulacijskim sustavima (u daljnjem tekstu RSVO).

U sustavima opskrbe i recirkulacije dio zraka uzima se s ulice, a drugi dio iz prostorije. Oba dijela se miješaju i nakon zagrijavanja na željenu temperaturu isporučuju u prostoriju

Ako se hladnjak zraka koristi kao ventilacija, tada se količina dovedenog zraka izračunava na sljedeći način:

• Ako je količina zraka za grijanje veća od količine zraka za ventilaciju ili joj je jednaka, tada se uzima u obzir količina zraka za grijanje, a sustav se bira kao direktnostrujni (u daljnjem tekstu PCVO) ili s djelomična recirkulacija (u daljnjem tekstu CHRSVO).
• Ako je količina zraka za grijanje manja od količine zraka potrebne za ventilaciju, tada se uzima u obzir samo količina zraka potrebna za ventilaciju, uvodi se PSVO (ponekad - PRVO), a temperatura dovedenog zraka izračunava se po formuli: t_r = t_v + Q/c × E_otvor.

Ako pokazatelj t prelazi_r dopuštenim parametrima, treba povećati količinu zraka koja se uvodi kroz ventilaciju.

Ako u prostoriji postoje izvori stalne topline, tada se temperatura dovedenog zraka smanjuje.

Uključeni električni uređaji stvaraju oko 1% topline u prostoriji. Ako će jedan ili više uređaja raditi stalno, njihova toplinska snaga mora se uzeti u obzir u izračunima

Za jednokrevetnu sobu indikator t_r može se pokazati drugačijim. Tehnički je moguće implementirati ideju opskrbe različitim temperaturama u pojedinim sobama, ali je puno lakše opskrbiti zrak iste temperature u sve prostorije.

U tom slučaju ukupna temperatura t_r uzmite onu koja se pokaže najmanjom. Zatim se količina dovedenog zraka izračunava pomoću formule koja određuje E_ot.

Zatim određujemo formulu za izračunavanje volumena ulaznog zraka V_ot pri njegovoj temperaturi zagrijavanja t_r:

V_ot =E_ot/str_r

Odgovor je napisan u m³/h.

Međutim, izmjena zraka u prostoriji V_str će se razlikovati od vrijednosti V_ot, budući da se mora odrediti na temelju unutarnje temperature t_v:

V_ot =E_ot/str_v

U formuli za određivanje V_str i V_ot indikatori gustoće zraka str_r i str_v (kg/m³) izračunavaju se uzimajući u obzir temperaturu zagrijanog zraka t_r i sobne temperature t_v.

Dovodna sobna temperatura t_r mora biti viši od t_v. To će smanjiti količinu dovedenog zraka i smanjiti veličinu kanala sustava s prirodnim kretanjem zraka ili smanjiti troškove električne energije ako se za kruženje zagrijane zračne mase koristi mehanička stimulacija.

Tradicionalno, maksimalna temperatura zraka koji ulazi u prostoriju kada se dovodi na visinu veću od 3,5 m trebala bi biti 70 °C. Ako se zrak dovodi na visinu manju od 3,5 m, tada je njegova temperatura obično jednaka 45 ° C.

Za stambene prostore visine 2,5 m dopuštena granica temperature je 60 °C. Kada se temperatura podesi na višu, atmosfera gubi svoja svojstva i neprikladna je za udisanje.

Ako se zračno-toplinske zavjese nalaze na vanjskim vratima i otvorima prema van, tada je dopuštena temperatura ulaznog zraka 70 °C, a za zavjese postavljene na vanjskim vratima do 50 °C.

Na dovedenu temperaturu utječu načini dovoda zraka, smjer mlaza (okomito, nagnuto, vodoravno itd.). Ako u prostoriji stalno ima ljudi, temperaturu dovodnog zraka treba smanjiti na 25 °C.

Nakon preliminarnih proračuna možete odrediti potreban unos topline za zagrijavanje zraka.

Za RSVO troškove topline Q₁ izračunavaju se izrazom:

Q₁ =E_ot × (t_r -t_v) × c

Za izračun PSVO Q₂ proizvedeno prema formuli:

Q₂ =E_otvor × (t_r -t_v) × c

Potrošnja topline Q₃ za FER nalazi se jednadžbom:

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

U sva tri izraza:

• E_ot i E_otvor — protok zraka u kg/s za grijanje (E_ot) i ventilacija (E_otvor);
• t_n — vanjska temperatura zraka u °C.

Preostale karakteristike varijabli su iste.

U CHRSVO, količina recirkuliranog zraka određena je formulom:

E_rec =E_ot — E_otvor

Varijabla E_ot izražava količinu miješanog zraka zagrijanog na temperaturu t_r.

Postoji osobitost u PSVO s prirodnim impulsom - količina pokretnog zraka mijenja se ovisno o vanjskoj temperaturi. Ako vanjska temperatura padne, tlak u sustavu se povećava. To dovodi do povećanja protoka zraka u kuću. Ako temperatura poraste, događa se obrnuti proces.

Također, u hladnjacima zraka, za razliku od ventilacijskih sustava, zrak se kreće s manjom i promjenjivom gustoćom u usporedbi s gustoćom zraka koji okružuje zračne kanale.

Zbog ove pojave dolazi do sljedećih procesa:

1. Dolazeći iz generatora, zrak koji prolazi kroz zračne kanale primjetno se hladi tijekom kretanja
2. S prirodnim kretanjem, količina zraka koja ulazi u prostoriju se mijenja tijekom sezone grijanja.

Gornji procesi se ne uzimaju u obzir ako sustav cirkulacije zraka koristi ventilatore za cirkulaciju zraka; također ima ograničenu duljinu i visinu.

Ako sustav ima mnogo grana, prilično je opsežan, a zgrada je velika i visoka, tada je potrebno smanjiti proces hlađenja zraka u zračnim kanalima, smanjiti preraspodjelu zraka koji ulazi pod utjecajem prirodnog cirkulacijskog tlaka.

Pri proračunu potrebne snage proširenih i razgranatih sustava grijanja zraka potrebno je uzeti u obzir ne samo prirodni proces hlađenja zračne mase tijekom kretanja kroz zračni kanal, već i učinak prirodnog tlaka zračne mase kada prolazeći kroz kanal

Za kontrolu procesa hlađenja zraka provode se toplinski proračuni zračnih kanala. Da biste to učinili, morate postaviti početnu temperaturu zraka i razjasniti njezin protok pomoću formula.

Za izračunavanje toplinskog toka Q_ohl kroz stijenke zračnog kanala, čija je duljina l, koristite formulu:

Q_ohl = q₁ × l

U izrazu vrijednost q₁ označava protok topline koji prolazi kroz stijenke zračnog kanala duljine 1 m. Parametar se izračunava izrazom:

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

U jednadžbi D₁ - otpor prijenosu topline iz zagrijanog zraka s prosječnom temperaturom t_sr kroz područje S₁ stijenke zračnog kanala duljine 1 m u prostoriji pri temperaturi t_v.

Jednadžba toplinske ravnoteže izgleda ovako:

q₁l = E_ot × c × (t_nach -t_r)

U formuli:

• E_ot — količina zraka potrebna za grijanje prostorije, kg/h;
• c je specifični toplinski kapacitet zraka, kJ/(kg °C);
• t_nac — temperatura zraka na početku zračnog kanala, °C;
• t_r — temperatura zraka koji se ispušta u prostoriju, °C.

Jednadžba toplinske ravnoteže omogućuje vam da postavite početnu temperaturu zraka u zračnom kanalu na danoj konačnoj temperaturi i, obrnuto, saznate konačnu temperaturu na danoj početnoj temperaturi, kao i da odredite protok zraka.

Temperatura t_nach također se može pronaći pomoću formule:

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

Ovdje je η dio Q_ohl, ulazeći u sobu, u izračunima se uzima jednak nuli. Karakteristike preostalih varijabli spomenute su gore.

Pročišćena formula za potrošnju toplog zraka izgledat će ovako:

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

Sve vrijednosti slova u izrazu definirane su gore. Prijeđimo na primjer izračuna grijanja zraka za određenu kuću.

Primjer izračuna gubitka topline kod kuće

Kuća o kojoj je riječ nalazi se u gradu Kostroma, gdje vanjska temperatura tijekom najhladnijeg petodnevnog razdoblja doseže -31 stupanj, temperatura tla je +5 °C. Željena sobna temperatura je +22 °C.

Razmotrit ćemo kuću sljedećih dimenzija:

• širina - 6,78 m;
• duljina - 8,04 m;
• visina - 2,8 m.

Vrijednosti će se koristiti za izračunavanje površine ograđujućih elemenata.

Za izračune je najprikladnije nacrtati plan kuće na papiru, navodeći na njemu širinu, duljinu, visinu zgrade, položaj prozora i vrata, njihove dimenzije

Zidovi zgrade se sastoje od:

• porobeton debljine B=0,21 m, koeficijent toplinske vodljivosti k=2,87;
• pjenasta plastika B=0,05 m, k=1,678;
• obložna opeka B=0,09 m, k=2,26.

Pri određivanju k treba koristiti podatke iz tablica, ili još bolje, podatke iz tehničkog lista, budući da se sastav materijala različitih proizvođača može razlikovati i stoga imati različite karakteristike.

Armirani beton ima najveću toplinsku vodljivost, ploče od mineralne vune imaju najmanju, pa se najučinkovitije koriste u izgradnji toplih kuća

Pod kuće se sastoji od sljedećih slojeva:

• pijesak, B=0,10 m, k=0,58;
• lomljeni kamen, B=0,10 m, k=0,13;
• beton, B=0,20 m, k=1,1;
• izolacija ecowool, B=0,20 m, k=0,043;
• armirani estrih, B=0,30 m k=0,93.

U gornjem planu kuće kat je iste strukture u cijelom prostoru, nema podruma.

Strop se sastoji od:

• mineralna vuna, B=0,10 m, k=0,05;
• gips ploča, B=0,025 m, k= 0,21;
• borove ploče, B=0,05 m, k=0,35.

Strop nema izlaz na tavan.

U kući ima samo 8 prozora, svi su dvokomorni sa K staklom, argon, D=0,6. Šest prozora ima dimenzije 1,2x1,5 m, jedan - 1,2x2 m, jedan - 0,3x0,5 m. Vrata imaju dimenzije 1x2,2 m, vrijednost D prema putovnici je 0,36.

Proračun toplinskih gubitaka zidova

Toplinske gubitke ćemo izračunati za svaki zid posebno.

Prvo, pronađimo područje sjevernog zida:

S_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

Na zidu nema vrata ili prozorskih otvora, pa ćemo u izračunima koristiti ovu S vrijednost.

Za izračun toplinskih troškova OK, orijentiranih na jedan od kardinalnih smjerova, potrebno je uzeti u obzir koeficijente razjašnjenja

Na temelju sastava zida nalazimo da je njegov ukupni toplinski otpor jednak:

D_s.sten = D_gb +D_pn +D_kr

Za pronalaženje D koristimo formulu:

D = B/k

Zatim, zamjenom izvornih vrijednosti, dobivamo:

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

Za izračun koristimo formulu:

Q_sv = S × (t_v -t_n) × D × l

S obzirom da je koeficijent l za sjeverni zid 1,1, dobivamo:

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

Na južnom zidu nalazi se jedan prozor površine:

S_ok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Stoga je u izračunima potrebno od S južnog zida oduzeti S prozor kako bi se dobili što točniji rezultati.

S_judž.s = 22.51 — 0.15 = 22.36

Parametar l za smjer juga je jednak 1. Tada je:

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

Za istočni i zapadni zid koeficijent pročišćavanja je l=1,05, pa je dovoljno izračunati površinu OK bez uzimanja u obzir S prozora i vrata.

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

Zatim:

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

U konačnici, ukupni Q zidova je jednak zbroju Q svih zidova, to jest:

Q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

Ukupno kroz zidove izlazi toplina u iznosu od 526 W.

Gubitak topline kroz prozore i vrata

Na tlocrtu kuće vidljivo je da vrata i 7 prozora gledaju na istok i zapad, dakle parametar l=1,05. Ukupna površina 7 prozora, uzimajući u obzir gornje izračune, jednaka je:

S_{u redu} = 10.8 + 2.4 = 13.2

Za njih će se Q, uzimajući u obzir činjenicu da je D = 0,6, izračunati na sljedeći način:

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

Izračunajmo Q južnog prozora (l=1).

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

Za vrata D=0,36 i S=2,2, l=1,05, tada:

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

Zbrojimo rezultirajuće gubitke topline i dobijemo:

Q_ok+dv = 630 + 43 + 5 = 678

Zatim određujemo Q za strop i pod.

Proračun gubitka topline sa stropa i poda

Za strop i pod l=1. Izračunajmo njihovu površinu.

S_pol = S_lonac = 6.78 × 8.04 = 54.51

Uzimajući u obzir sastav poda, određujemo opći D.

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

Tada su toplinski gubici poda, uzimajući u obzir činjenicu da je temperatura zemlje +5, jednaki:

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

Izračunajmo ukupni D stropa:

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

Tada će Q stropa biti jednak:

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

Ukupni gubitak topline kroz OK bit će jednak:

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

Ukupno će gubitak topline kuće biti jednak 13054 W ili gotovo 13 kW.

Proračun toplinskih i ventilacijskih gubitaka

Prostorija se ventilira sa specifičnom brzinom izmjene zraka od 3 m³/h, ulaz je opremljen zračno-toplinskom nadstrešnicom, pa je za izračune dovoljno koristiti formulu:

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

Izračunajmo gustoću zraka u prostoriji pri zadanoj temperaturi od +22 stupnja:

str_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Parametar L_n jednak umnošku specifične potrošnje po površini, odnosno:

L_n = 3 × 54.51 = 163.53

Toplinski kapacitet zraka c je 1,005 kJ/(kg× °C).

Uzimajući u obzir sve informacije, nalazimo Q ventilaciju:

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

Ukupna potrošnja topline za ventilaciju bit će 3000 W ili 3 kW.

Toplinski dobici u kućanstvu

Dohodak kućanstva izračunava se pomoću formule.

Q_t = 10 × S_pol

Odnosno, zamjenom poznatih vrijednosti dobivamo:

Q_t = 54.51 × 10 = 545

Ukratko, možemo vidjeti da će ukupni gubitak topline Q kuće biti jednak:

Q = 13054 + 3000 – 545 = 15509

Uzmimo Q=16000 W ili 16 kW kao radnu vrijednost.

Primjeri izračuna za SVO

Neka temperatura dovodnog zraka (t_r) - 55 °C, željena sobna temperatura (t_v) - 22 °C, toplinski gubitak kuće (Q) - 16000 W.

Određivanje količine zraka za RSVO

Za određivanje mase dovedenog zraka pri temperaturi t_r Korištena formula je:

E_ot = Q/(c × (t_r -t_v)) 

Zamjenom vrijednosti parametara u formulu, dobivamo:

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

Volumetrijska količina dovedenog zraka izračunava se formulom:

V_ot =E_ot /str_r,

Gdje:

str_r = 353/(273 + t_r)

Prvo izračunajmo gustoću p:

str_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Zatim:

V_ot = 483/1.07 = 451.

Razmjena zraka u prostoriji određena je formulom:

Vp = E_ot /str_v

Odredimo gustoću zraka u prostoriji:

str_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Zamjenom vrijednosti u formulu dobivamo:

V_str = 483/1.19 = 405

Dakle, izmjena zraka u prostoriji iznosi 405 m³ na sat, a volumen isporučenog zraka trebao bi biti jednak 451 m3³ za sat vremena.

Proračun količine zraka za CHRSVO

Za izračun količine zraka za FER uzimamo informacije dobivene iz prethodnog primjera, kao i t_r = 55 °S, t_v = 22 °C; Q=16000 W.Količina zraka potrebna za ventilaciju, E_otvor=110 m³/h. Procijenjena vanjska temperatura t_n= -31 °C.

Za izračun NER koristimo formulu:

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

Zamjenom vrijednosti dobivamo:

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

Volumen recirkuliranog zraka bit će 405-110=296 m³ na sat.Dodatni utrošak topline je 27000-16000=11000 W.

Određivanje početne temperature zraka

Otpor mehaničkog zračnog kanala je D=0,27 i uzima se iz njegovih tehničkih karakteristika. Duljina zračnog kanala izvan grijane prostorije je l=15 m. Utvrđeno je Q=16 kW, unutarnja temperatura zraka je 22 stupnja, a potrebna temperatura za zagrijavanje prostorije je 55 stupnjeva.

Definirajmo E_ot prema gornjim formulama. Dobivamo:

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

Vrijednost toplinskog protoka q₁ bit će:

q₁ = (55 — 22)/0.27 = 122

Početna temperatura s odstupanjem η = 0 bit će:

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

Razjasnimo prosječnu temperaturu:

t_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Zatim:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Uzimajući u obzir dobivene informacije, nalazimo:

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

Iz ovoga slijedi da se pri kretanju zraka gubi 4 stupnja topline. Kako bi se smanjio gubitak topline, potrebno je izolirati cijevi. Također preporučujemo da pročitate naš drugi članak, koji detaljno opisuje proces dogovora sustavi grijanja zraka.

Zaključci i koristan video na tu temu

Informativni video o izračunu troškova energije pomoću programa Ecxel:

CBO izračune potrebno je povjeriti profesionalcima, jer samo stručnjaci imaju iskustvo, relevantno znanje i uzet će u obzir sve nijanse prilikom izrade izračuna.

Imate li pitanja, jeste li pronašli netočnosti u danim izračunima ili želite dopuniti materijal vrijednim informacijama? Ostavite svoje komentare u bloku ispod.