Výpočet žebrovaného radiátoru jako prvku výměníku tepla s nucenou konvekcí.

Návrh a tepelný výpočet otopné soustavy je povinnou fází v uspořádání vytápění domu. Hlavním úkolem výpočetní činnosti je stanovení optimálních parametrů kotle a otopného systému.

Souhlasíte, na první pohled se může zdát, že výpočet tepla může provést pouze inženýr. Ne všechno je však tak komplikované. Znát algoritmus akcí, ukáže se, že bude samostatně provádět potřebné výpočty.

Článek podrobně popisuje postup výpočtu a poskytuje všechny potřebné vzorce. Pro lepší pochopení jsme připravili příklad tepelného výpočtu pro soukromý dům.

Normy teplotních režimů prostor

Před provedením jakýchkoli výpočtů parametrů systému je nutné znát minimálně pořadí očekávaných výsledků a mít k dispozici standardizované charakteristiky některých tabulkových hodnot, které musí být ve vzorcích nahrazeny nebo se jimi řídit.

Po provedení výpočtů parametrů s takovými konstantami si můžete být jisti spolehlivostí hledaného dynamického nebo konstantního parametru systému.

Pro prostory pro různé účely existují referenční normy pro teplotní režimy obytných a nebytových prostor. Tyto normy jsou zakotveny v takzvaných GOST.

U topného systému je jedním z těchto globálních parametrů teplota v místnosti, která musí být konstantní bez ohledu na roční období a okolní podmínky.

Podle nařízení o hygienických normách a pravidlech existují rozdíly v teplotě v porovnání s letní a zimní sezónou. Klimatizační systém je zodpovědný za teplotní režim místnosti v letní sezóně, princip jeho výpočtu je podrobně popsán v tomto článku.

Ale pokojovou teplotu v zimě zajišťuje topný systém. Zajímají nás proto teplotní rozsahy a jejich tolerance pro odchylky pro zimní období.

Většina regulačních dokumentů stanoví následující teplotní rozsahy, které umožňují člověku být v místnosti pohodlně.

Pro nebytové prostory kancelářského typu o rozloze do 100 m2:

• 22-24 ° C - optimální teplota vzduchu;
• 1 ° C - přípustná fluktuace.

V prostorách kancelářského typu o rozloze více než 100 m2 je teplota 21-23 ° C. U nebytových prostor průmyslového typu se teplotní rozsahy velmi liší v závislosti na účelu areálu a stanovených normách ochrany práce.

Každá osoba má svou vlastní pohodlnou pokojovou teplotu. Někdo má rád, když je v místnosti velmi teplo, někdo je v pohodě, když je pokoj v pohodě - to vše je zcela individuální

Pokud jde o obytné prostory: byty, soukromé domy, statky atd., Existují určité teplotní rozsahy, které lze upravit podle přání obyvatel.

A přesto pro konkrétní prostory bytu a domu máme:

• 20 až 22 ° C - obývací pokoj, včetně dětského pokoje, tolerance ± 2 ° С -
• 19-21 ° C - kuchyň, toaleta, tolerance ± 2 ° С;
• 24 až 26 ° C - koupelna, sprcha, bazén, tolerance ± 1 ° С;
• 16-18 ° C - chodby, chodby, schodiště, sklady, tolerance + 3 ° С.

Je důležité si uvědomit, že existuje několik dalších základních parametrů, které ovlivňují teplotu v místnosti a na které se musíte zaměřit při výpočtu topného systému: vlhkost (40-60%), koncentrace kyslíku a oxidu uhličitého ve vzduchu (250: 1), rychlost pohybu vzdušné hmoty (0,13-0,25 m / s) atd.

Mechanismy přenosu tepla při výpočtu výměníků tepla

Přenos tepla se provádí třemi hlavními typy přenosu tepla. Jedná se o konvekci, vedení tepla a záření.

V procesech výměny tepla, které probíhají podle principů mechanismu vedení tepla, dochází k přenosu tepla jako přenos energie elastických vibrací molekul a atomů. Tato energie se přenáší z jednoho atomu na druhý ve směru snižování.

Při výpočtu parametrů přenosu tepla podle principu tepelné vodivosti se používá Fourierův zákon:

Pro výpočet množství tepla se používají údaje o době průchodu toku, povrchové ploše, teplotním spádu a také o koeficientu tepelné vodivosti. Teplotním gradientem se rozumí jeho změna ve směru přenosu tepla na jednu jednotku délky.

Koeficient tepelné vodivosti je chápán jako rychlost přenosu tepla, tj. Množství tepla, které prochází jednou jednotkou povrchu za jednotku času.

Jakékoli tepelné výpočty berou v úvahu, že kovy mají nejvyšší koeficient tepelné vodivosti. Různé pevné látky mají mnohem nižší poměr. A pro kapaliny je tento údaj zpravidla nižší než u kterékoli z pevných látek.

Při výpočtu výměníků tepla, kde přenos tepla z jednoho média do druhého prochází zdí, se Fourierova rovnice také používá k získání údajů o množství přeneseného tepla. Vypočítává se jako množství tepla, které prochází rovinou s nekonečně malou tloušťkou :.

Pokud integrujeme ukazatele teplotních změn podél tloušťky stěny, dostaneme

Na základě toho se ukázalo, že teplota uvnitř stěny klesá podle zákona přímky.

Mechanismus konvekčního přenosu tepla: výpočty

Dalším mechanismem přenosu tepla je konvekce. Jedná se o přenos tepla o objemy média jejich vzájemným pohybem. V tomto případě se přenos tepla ze média na stěnu a naopak ze stěny na pracovní médium nazývá přenos tepla. K určení množství přenášeného tepla se používá Newtonův zákon

V tomto vzorci je a součinitel přestupu tepla. Při turbulentním pohybu pracovního média tento koeficient závisí na mnoha dalších veličinách:

• fyzikální parametry kapaliny, zejména tepelná kapacita, tepelná vodivost, hustota, viskozita;
• podmínky pro promývání teplosměnné plochy plynem nebo kapalinou, zejména rychlost kapaliny, její směr;
• prostorové podmínky, které omezují tok (délka, průměr, tvar povrchu, jeho drsnost).

V důsledku toho je součinitel přestupu tepla funkcí mnoha veličin, která je uvedena ve vzorci

Metoda rozměrové analýzy umožňuje odvodit funkční vztah mezi kritérii podobnosti, která charakterizují přenos tepla s turbulentním tokem v hladkých, přímých a dlouhých trubkách.

To se počítá podle vzorce.

Koeficient přenosu tepla při výpočtu výměníků tepla

V chemické technologii často existují případy výměny tepelné energie mezi dvěma tekutinami dělící stěnou. Proces výměny tepla prochází třemi fázemi. Tepelný tok pro ustálený stav zůstává nezměněn.

Provádí se výpočet tepelného toku procházejícího z prvního pracovního média do stěny, poté skrz stěnu teplosměnné plochy a poté ze stěny do druhého pracovního média.

Podle toho se pro výpočty používají tři vzorce:

Výsledkem společného řešení rovnic jsme získali

Množství

a existuje koeficient přenosu tepla.

Výpočet průměrného teplotního rozdílu

Když bylo pomocí tepelné bilance stanoveno požadované množství tepla, je nutné vypočítat teplosměnnou plochu (F).

Při výpočtu požadované teplosměnné plochy se použije stejná rovnice jako v předchozích výpočtech:

Ve většině případů se teplota pracovního média během procesu výměny tepla změní. To znamená, že teplotní rozdíl se bude měnit podél teplosměnné plochy. Proto se vypočítá průměrný teplotní rozdíl.A vzhledem k tomu, že změna teploty není lineární, je vypočítán logaritmický rozdíl. Na rozdíl od přímého toku s protiproudem pracovního média by měla být požadovaná plocha teplosměnné plochy menší. Pokud jsou ve stejném zdvihu tepelného výměníku použity jak přímé proudění, tak protiproudé proudy, je teplotní rozdíl určen na základě poměru.

Výpočet tepelných ztrát v domě

Podle druhého termodynamického zákona (školní fyzika) nedochází k spontánnímu přenosu energie z méně zahřátých na více zahřáté mini- nebo makroobjekty. Zvláštním případem tohoto zákona je „snaha“ vytvořit teplotní rovnováhu mezi dvěma termodynamickými systémy.

Například první systém je prostředí s teplotou -20 ° C, druhý systém je budova s ​​vnitřní teplotou +20 ° C. Podle výše uvedeného zákona se tyto dva systémy budou snažit o rovnováhu prostřednictvím výměny energie. K tomu dojde pomocí tepelných ztrát z druhého systému a chlazení v prvním systému.

Můžeme jednoznačně říci, že okolní teplota závisí na zeměpisné šířce, ve které se soukromý dům nachází. A teplotní rozdíl ovlivňuje množství úniků tepla z budovy (+)

Ztráta tepla znamená nedobrovolné uvolňování tepla (energie) z nějakého objektu (domu, bytu). U běžného bytu tento proces není tak „znatelný“ ve srovnání se soukromým domem, protože byt se nachází uvnitř budovy a „sousedí“ s ostatními byty.

V soukromém domě „uniká“ teplo do určité míry přes vnější stěny, podlahu, střechu, okna a dveře.

Při znalosti množství tepelných ztrát pro nejnepříznivější povětrnostní podmínky a charakteristik těchto podmínek je možné s vysokou přesností vypočítat výkon topného systému.

Takže objem úniku tepla z budovy se vypočítá pomocí následujícího vzorce:

Q = Qfloor + Qwall + Qwindow + Qroof + Qdoor +… + Qikde

Qi - objem tepelných ztrát z jednotného vzhledu obvodového pláště budovy.

Každá složka vzorce se počítá podle vzorce:

Q = S * ∆T / Rkde

• Q - tepelné úniky, V;
• S - plocha konkrétního typu stavby, čtv. m;
• .T - teplotní rozdíl mezi okolním a vnitřním vzduchem, ° C;
• R - tepelný odpor určitého typu konstrukce, m2 * ° C / W.

Samotná hodnota tepelného odporu pro skutečně existující materiály se doporučuje převzít z pomocných tabulek.

Kromě toho lze tepelný odpor získat pomocí následujícího poměru:

R = d / kkde

• R - tepelný odpor (m2 * K) / W;
• k - koeficient tepelné vodivosti materiálu, W / (m2 * K);
• d Je tloušťka tohoto materiálu, m.

U starších domů se vlhkou střešní konstrukcí dochází k úniku tepla přes horní část budovy, a to přes střechu a podkroví. Tento problém řeší provedení opatření pro oteplení stropu nebo tepelnou izolaci podkrovní střechy.

Pokud zateplíte půdní prostor a střechu, lze celkové tepelné ztráty z domu výrazně snížit.

V domě existuje několik dalších druhů tepelných ztrát prasklinami v konstrukcích, ventilačním systémem, kuchyňskou digestoří, otevíráním oken a dveří. Nemá však smysl brát v úvahu jejich objem, protože netvoří více než 5% z celkového počtu hlavních úniků tepla.

Termovizní kontrola topné sítě

Výpočet tepelných ztrát v topných sítích byl doplněn termovizním průzkumem.

Termovizní průzkum topné sítě pomáhá detekovat místní závady v potrubí a tepelné izolaci pro následnou opravu nebo výměnu.

Tepelná izolace potrubí s nosičem tepla je poškozena. Maximální teplota na otevřeném prostranství byla 59,3 ° C

Částečné zničení tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou. Maximální teplota v otevřených prostorách byla 54,5 ° C

Částečné zničení tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou. Maximální teplota v otevřených prostorách byla 56,2 ° C

Tepelná izolace potrubí s nosičem tepla je poškozena.Maximální teplota v otevřených prostorách byla 66,3 ° C

Otevřené části potrubí bez izolace.

Otevřené části potrubí bez izolace.

Částečné zničení tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou.

Částečné zničení tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou. Maximální teplota na otevřeném prostranství byla 62,5 ° C

Částečné zničení tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou. Maximální teplota na otevřeném prostranství byla 63,2 ° C

Částečné zničení tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou. Maximální teplota na otevřeném prostranství byla 63,8 ° C

Částečné zničení tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou. Maximální teplota v otevřených prostorách byla 66,5 ° C

Částečné zničení tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou. Maximální teplota na otevřeném prostranství byla 63,5 ° C

Částečné zničení tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou. Maximální teplota v otevřených prostorách byla 69,5 ° C

Částečné zničení tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou. Maximální teplota na otevřeném prostranství byla 62,2 ° C

Částečné zničení tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou. Maximální teplota v otevřených prostorách byla 52,0 ° C

Otevřené části potrubí bez izolace. Maximální teplota na otevřeném prostranství byla 62,4 ° C

Částečná destrukce tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou pod vlivem prostředí.

Zjistěte více o průzkumu systémů zásobování vodou.

Částečná destrukce tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou pod vlivem prostředí.

Částečné zničení tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou. Maximální teplota na otevřeném prostranství byla 67,6 ° C

Částečné zničení tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou. Maximální teplota na otevřeném prostranství byla 58,8 ° C

Částečná destrukce tepelné izolace potrubí chladicí kapalinou pod vlivem prostředí.

Stanovení výkonu kotle

K udržení teplotního rozdílu mezi prostředím a teplotou uvnitř domu je zapotřebí autonomní topný systém, který udržuje požadovanou teplotu v každé místnosti soukromého domu.

Základem topného systému jsou různé typy kotlů: kapalné nebo tuhé palivo, elektrické nebo plynové.

Kotel je centrální jednotka topného systému, která vyrábí teplo. Hlavní charakteristikou kotle je jeho výkon, konkrétně rychlost přeměny množství tepla za jednotku času.

Po provedení výpočtů tepelného zatížení pro vytápění získáme požadovaný jmenovitý výkon kotle.

U běžného vícepokojového bytu se výkon kotle počítá z plochy a měrného výkonu:

Rboiler = (Sroom * Rudelnaya) / 10kde

• S pokoje- celková plocha vytápěné místnosti;
• Rudellnaya- hustota výkonu ve vztahu ke klimatickým podmínkám.

Tento vzorec však nebere v úvahu tepelné ztráty, které jsou v soukromém domě dostatečné.

Existuje další vztah, který zohledňuje tento parametr:

Рboiler = (Qloss * S) / 100kde

• Rkotla- výkon kotle;
• Qloss- ztráta tepla;
• S - vyhřívaný prostor.

Jmenovitý výkon kotle musí být zvýšen. Zásoba je nezbytná, pokud plánujete používat kotel na ohřev vody pro koupelnu a kuchyň.

Ve většině systémů vytápění pro soukromé domy se doporučuje použít expanzní nádrž, ve které bude uložen přívod chladicí kapaliny. Každý soukromý dům potřebuje dodávku teplé vody

Aby byla zajištěna výkonová rezerva kotle, musí být do posledního vzorce přidán bezpečnostní faktor K:

Рboiler = (Qloss * S * K) / 100kde

NA - bude se rovnat 1,25, to znamená, že odhadovaný výkon kotle se zvýší o 25%.

Výkon kotle tak umožňuje udržovat standardní teplotu vzduchu v místnostech budovy a také mít počáteční a dodatečný objem teplé vody v domě.

Stručný popis topné sítě

K pokrytí tepelných zátěží se používá kotelna na výrobu a vytápění, jejímž hlavním palivem je zemní plyn.

Kotelna generuje

• pára pro technologické potřeby - celoročně
• teplá voda pro potřeby vytápění - během topné sezóny a
• zásobování teplou vodou - po celý rok.
• Projekt zajišťuje provoz topné sítě podle teplotního plánu 98/60 stupňů. S.

Schéma připojení topného systému je závislé.

Tepelné sítě zajišťující přenos tepla pro potřeby vytápění celé vesnice a zásobování teplou vodou její pravobřežní části jsou instalovány nad zemí a pod zemí.

Topná síť je rozvětvená, slepá.

Topné sítě byly uvedeny do provozu v roce 1958. Stavba pokračovala až do roku 2007.

Tepelná izolace hotová

• rohože ze skleněné vlny o tloušťce 50 mm, s krycí vrstvou svitkového materiálu,
• extrudovaná polystyrenová pěna typu TERMOPLEKS o tloušťce 40 mm, s krycí vrstvou z pozinkovaného plechu a expandovaného polyethylenu o tloušťce 50 mm.

Během provozu byly opraveny některé úseky topné sítě výměnou potrubí a tepelné izolace.

Vlastnosti výběru radiátorů

Standardní součástí dodávky tepla v místnosti jsou radiátory, panely, systémy podlahového vytápění, konvektory atd. Nejběžnější součástí topného systému jsou radiátory.

Chladič je speciální dutá modulární konstrukce vyrobená ze slitiny s vysokým rozptylem tepla. Je vyroben z oceli, hliníku, litiny, keramiky a jiných slitin. Princip činnosti topného tělesa se redukuje na vyzařování energie z chladicí kapaliny do prostoru místnosti prostřednictvím „okvětních lístků“.

Hliníkový a bimetalový radiátor nahradil masivní litinové radiátory. Snadná výroba, vysoký odvod tepla, dobrá konstrukce a design učinily tento výrobek oblíbeným a rozšířeným nástrojem pro vyzařování tepla uvnitř.

Existuje několik způsobů výpočtu topných těles v místnosti. Seznam níže uvedených metod je řazen podle zvýšení přesnosti výpočtu.

Možnosti výpočtu:

1. Podle oblasti... N = (S * 100) / C, kde N je počet sekcí, S je plocha místnosti (m2), C je přenos tepla jedné sekce radiátoru (W, převzato z těchto pasů nebo certifikát produktu), 100 W je množství tepelného toku, které je nezbytné pro vytápění 1 m2 (empirická hodnota). Vyvstává otázka: jak zohlednit výšku stropu místnosti?
2. Podle objemu... N = (S * H ​​* 41) / C, kde N, S, C - podobně. H je výška místnosti, 41 W je množství tepelného toku potřebného k vytápění 1 m3 (empirická hodnota).
3. Podle šance... N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C, kde N, S, C a 100 jsou podobné. k1 - s přihlédnutím k počtu komor ve skleněné jednotce okna místnosti, k2 - tepelná izolace stěn, k3 - poměr plochy oken k ploše místnosti, k4 - průměrná teplota pod bodem mrazu v nejchladnějším zimním týdnu, k5 - počet vnějších stěn místnosti (které „jdou ven“ na ulici), k6 - typ místnosti nahoře, k7 - výška stropu.

Toto je nejpřesnější způsob výpočtu počtu sekcí. Výsledky částečných výpočtů se přirozeně vždy zaokrouhlují na další celé číslo.

Obecná ustanovení

Každá jednoduchá metoda výpočtu má poměrně velkou chybu. Z praktického hlediska je však pro nás důležité zajistit zaručený dostatečný tepelný výkon. Pokud se ukáže, že je to nezbytnější i na vrcholu zimního chladu, tak co?

V bytě, kde se topení hradí podle oblasti, bolesti kostí nebolí; a regulační škrticí klapky a termostatické regulátory teploty nejsou něco velmi vzácného a nepřístupného.

V případě soukromého domu a soukromého kotle je nám cena kilowattu tepla dobře známa a zdálo by se, že nadměrné vytápění zasáhne vaši kapsu. V praxi tomu tak však není. Všechny moderní plynové a elektrické kotle pro vytápění soukromého domu jsou vybaveny termostaty, které regulují přenos tepla v závislosti na teplotě v místnosti.

Termostat zabrání tomu, aby kotel plýtval přebytečným teplem.

I když náš výpočet výkonu topných těles způsobí velkou chybu ve velké míře, riskujeme pouze náklady na několik dalších sekcí.

Mimochodem: kromě průměrných zimních teplot se každých pár let vyskytují extrémní mrazy.

Existuje podezření, že v důsledku globálních klimatických změn k nim bude docházet stále častěji, takže se při výpočtu radiátorů topení nebojte udělat velkou chybu.

Hydraulický výpočet přívodu vody

„Obrázek“ výpočtu tepla pro vytápění samozřejmě nemůže být úplný bez výpočtu takových charakteristik, jako je objem a rychlost nosiče tepla. Ve většině případů je chladicí kapalinou běžná voda v kapalném nebo plynném stavu agregace.

Doporučuje se vypočítat skutečný objem nosiče tepla součtem všech dutin v topném systému. Při použití jednookruhového kotle je to nejlepší volba. Při použití dvouokruhových kotlů v topném systému je třeba vzít v úvahu spotřebu teplé vody pro hygienické a jiné domácí účely.

Výpočet objemu vody ohřáté dvouokruhovým kotlem na zásobování obyvatel horkou vodou a ohřevem chladicí kapaliny se provádí součtem vnitřního objemu topného okruhu a skutečných potřeb uživatelů ohřáté vody.

Objem horké vody v otopném systému se vypočítá podle vzorce:

W = k * Pkde

• Ž - objem nosiče tepla;
• P - výkon topného kotle;
• k - účiník (počet litrů na jednotku výkonu je 13,5, rozsah - 10-15 litrů).

Výsledný vzorec tedy vypadá takto:

W = 13,5 * P

Průtok topného média je konečným dynamickým hodnocením topného systému, které charakterizuje rychlost cirkulace kapaliny v systému.

Tato hodnota pomáhá odhadnout typ a průměr potrubí:

V = (0,86 * P * μ) / ∆Tkde

• P - výkon kotle;
• μ - účinnost kotle;
• .T - teplotní rozdíl mezi přívodní a vratnou vodou.

Pomocí výše uvedených metod hydraulického výpočtu bude možné získat skutečné parametry, které jsou „základem“ budoucího topného systému.

O výběru a tepelném výpočtu topných zařízení

U kulatého stolu byla projednána řada otázek, například vytvoření ověřovacího systému pro inženýrské systémy budov a konstrukcí, dodržování požadavků na ochranu práv spotřebitelů ze strany výrobců, dodavatelů a maloobchodních řetězců, povinné testování topná zařízení s povinným uvedením podmínek pro zkoušení zařízení, vývoj konstrukčních pravidel a používání topných zařízení. V průběhu diskuse byl opět zaznamenán neuspokojivý provoz nástrojů.

V tomto ohledu bych chtěl poznamenat, že neuspokojivý provoz topného systému lze posoudit nejen podle topná zařízení... Důvod je možný také ve snížených tepelně technických údajích (ve srovnání s konstrukčními údaji) vnějších stěn, oken, nátěrů a v zásobování topným systémem vodou se sníženou teplotou. To vše by se mělo odrazit v materiálech pro komplexní posouzení technického stavu topného systému.

Skutečný přenos tepla topných zařízení může být z různých důvodů nižší než požadovaný. Za prvé, ve skutečnosti jsou topná zařízení oddělena od různých typů prostor dekorativními ploty, závěsy a nábytkem. Zadruhé, nedodržování požadavků pravidel pro technický provoz topných systémů [1].

Odvod tepla zařízení je ovlivněn například složením a barvou barvy. Snižuje přenos tepla a radiátory umístěné ve výklencích.

Metoda tepelného výpočtu topných zařízení uvedená v příručce známého projektanta [2] je v současnosti z řady důvodů neplatná.

V současné době se topná zařízení často vybírají podle hodnoty jeho jmenovitého tepelného toku, tj. Bez zohlednění komplexního koeficientu přivedení jmenovitého tepelného toku do reálných podmínek v závislosti na topném systému (jednootrubkový nebo dvoutrubkový ), teplota chladicí kapaliny a vzduchu v místnosti, jejichž hodnota je zpravidla menší než 1. Práce představuje doporučený tepelný výpočet moderních zařízení [3].

Výběr zařízení spočívá ve stanovení počtu sekcí skládacího radiátoru nebo typu neskládacího radiátoru nebo konvektoru, jehož vnější plocha pro přenos tepla musí zajišťovat přenos alespoň požadovaného tepelného toku do místnosti ( Obr. 1).

Výpočet se provádí při teplotě chladicí kapaliny před a po ohřívači (v obytných a veřejných budovách se zpravidla používá voda nebo nemrznoucí kapalina), spotřeba tepla v místnosti Qnom, odpovídající vypočítanému teplu deficit v něm, vztažený na jedno topné zařízení, při odhadované teplotě venkovního vzduchu [čtyři].

Odhadovaný počet sekcí skládacích radiátorů s dostatečnou přesností lze určit podle následujícího vzorce:

Typ a délka nerozebíratelných radiátorů a konvektorů by měly být stanoveny z podmínky, že jejich jmenovitý tepelný tok Qpom by neměl být menší než vypočítaný přenos tepla Qopr:

kde Qopr je odhadovaný tepelný výkon ohřívače, W; qsecr je vypočtená hustota tepelného toku jedné části zařízení, W; Qtr je celkový přenos tepla stoupacích trubek, přípojek položených otevřeně v areálu, vztahujících se k topnému zařízení, W; β je koeficient, který bere v úvahu způsob instalace, umístění ohřívače [2, 3] (při instalaci zařízení je například otevřené u vnější stěny β = 1, pokud je před ním štít zařízení se štěrbinami v horní části β = 1,4 a při umístění konvektoru v podlahové konstrukci dosahuje hodnota koeficientu 2); β1 - koeficient zohledňující změnu přenosu tepla z radiátoru v závislosti na počtu sekcí nebo délce zařízení, β1 = 0,95-1,05; b - koeficient zohledňující atmosférický tlak, b = 0,95 - 1,015; qв a qr - přenos tepla 1 m svislých a vodorovných otevřeně položených trubek [W / m], měřeno pro neizolované a izolované potrubí podle tabulky. 1 [2, 3]; lw a lg - délka svislého a vodorovného potrubí v areálu, m; qnom a Qnom - jmenovitá hustota tepelného toku jedné části skládacího nebo odpovídajícího typu nesklápěcího topného zařízení, uvedená v [3], v Doporučení laboratoře topných zařízení „NIIsantekhniki“ (LLC „Vitaterm“) a v katalozích výrobců zařízení s rozdílem v průměrné teplotě chladicí kapaliny a vzduchu v místnosti Δtav rovném 70 ° C as průtokem vody v zařízení 360 kg / h; Δtav a Gpr - skutečný teplotní rozdíl 0,5 (tg + to) - tv a průtok chladicí kapaliny [kg / h] v zařízení; n a p jsou experimentální číselné ukazatele, které zohledňují změnu součinitele prostupu tepla zařízení při skutečných hodnotách průměrného teplotního rozdílu a průtoku chladicí kapaliny, jakož i typu a schématu připojení zařízení k potrubí topného systému, přijaté podle [3] nebo podle Doporučení laboratoře topných zařízení "NIIsantekhniki"; tg, to a tв - vypočítané hodnoty teplot chladicí kapaliny před a za zařízením a vzduchu v dané místnosti, ° C; Kopotn je komplexní koeficient pro uvedení jmenovitého tepelného toku do reálných podmínek.

Při výběru typu topného zařízení [4] je třeba mít na paměti, že jeho délka v budovách s vysokými hygienickými požadavky by měla být alespoň 75%, v obytných a jiných veřejných budovách - alespoň 50% délky světlíku

Odhadovaný průtok topného média procházejícího ohřívačem [kg / h] lze určit podle vzorce:

Hodnota Qpom zde odpovídá tepelné zátěži přiřazené jednomu topnému zařízení (pokud jsou v místnosti dva nebo více z nich).

Při výběru typu topného zařízení [4] je třeba mít na paměti, že jeho délka v budovách se zvýšenými hygienickými a hygienickými požadavky (nemocnice, předškolní zařízení, školy, domovy pro seniory a zdravotně postižené) by měla být alespoň 75%, v obytných a jiných veřejných budovách - nejméně 50% délky světelného otvoru.

Příklady výběru topných zařízení

Příklad 1. Určete požadovaný počet sekcí radiátoru MC-140-M2, instalovaného bez clony pod parapet okna 1,5 x 1,5 m, pokud je znám: topný systém je dvoutrubkový, svislý, pokládka potrubí je otevřená, jmenovitá průměry svislých potrubí (stoupaček) v objektu 20 mm, vodorovné (přípojky k radiátoru) 15 mm, vypočtená spotřeba tepla Qpom místnosti č. 1 je 1000 W, vypočtená teplota napájecí vody tg a zpětné vody se bude rovnat na 95 a 70 ° C, teplota vzduchu v místnosti je t = 20 ° C, zařízení je spojeno schématem „shora dolů“, délka svislého lw a vodorovného lg potrubí je 6, respektive 3 m . Jmenovitý tepelný tok jedné sekce qnom je 160 W.

Rozhodnutí.

1. Zjistili jsme průtok vody Gpr procházející radiátorem:

Indexy n a p jsou 0,3, respektive 0,02; β = 1,02, β1 = 1 a b = 1.

2. Najděte teplotní rozdíl Δtav:

3. Přenos tepla trubek Qtr zjistíme pomocí tabulek přenosu tepla otevřeně položených svislých a vodorovných trubek:

4. Určete počet sekcí Npr:

Pro instalaci by měly být přijaty čtyři sekce. Délka radiátoru 0,38 m je však menší než polovina velikosti okna. Proto je správnější instalovat konvektor, například „Santekhprom Auto“. Indexy n a p pro konvektor jsou rovny 0,3, respektive 0,18.

Vypočítaný přenos tepla konvektoru Qopr se zjistí podle vzorce:

Přijímáme konvektor "Santekhprom Auto" typu KSK20-0,918kA se jmenovitým tepelným tokem Qnom = 918 W. Délka pláště konvektoru je 0,818 m.

Příklad 2. Určete požadovaný počet topných článků MC-140-M2 při vypočtené teplotě přívodní vody tg a zpátečce t® rovné 85 a 60 ° C. Zbytek počátečních dat je stejný.

Rozhodnutí.

V tomto případě: Δtav = 52,5 ° C; přenos tepla trubek bude

Pro instalaci je přijato šest sekcí. Zvýšení požadovaného počtu radiátorových sekcí ve druhém příkladu je způsobeno poklesem vypočítané teploty na výstupu a zpátečce v topném systému.

Podle výpočtů (příklad 5) lze pro instalaci přijmout jeden nástěnný konvektor "Santechprom Super Auto" se jmenovitým tepelným tokem 3070 W. Jako příklad - konvektor KSK 20-3070k střední hloubky s tělesem ventilu z úhlové oceli KTK-U1 a uzavírací částí. Délka pláště konvektoru 1273 mm, celková výška 419 mm

Délka radiátoru 0,57 m je menší než polovina velikosti okna. Proto byste měli instalovat radiátor nižší výšky, například typu MC-140-300, jehož jmenovitý tepelný tok jedné části, jejíž qnom je 0,12 kW (120 W).

Počet sekcí zjistíme podle následujícího vzorce:

Přijmeme osm sekcí pro instalaci. Radiátor je dlouhý 0,83 m, což je více než polovina velikosti okna.

Příklad 3. Určete požadovaný počet sekcí radiátoru MC-140-M2, instalovaného pod parapety bez clony dvou oken o rozměrech 1,5 x 1,5 m se stěnou, pokud je známa: topný systém je dvoutrubkový, vertikální, otevřený , jmenovité průměry svislých trubek v místnosti 20 mm, vodorovné (připojení před a za radiátorem) 15 mm, vypočtená spotřeba tepla místnosti Qpom je 3000 W, vypočítané teploty přívodu tg a vratné vody jsou 95 a 70 ° C, teplota vzduchu v místnosti je t = 20 ° C, připojení zařízení

podle schématu „shora dolů“ je délka svislého lw a vodorovného lg potrubí 6, respektive 4 m. Jmenovitý tepelný tok jedné sekce qnom = 0,16 kW (160 W). Rozhodnutí.

1. Určete průtok vody Gpr procházející dvěma radiátory:

Indexy n a p jsou 0,3, respektive 0,02; β = 1,02, β1 = 1 a b = 1.

2. Najděte teplotní rozdíl Δtav:

3. Přenos tepla trubek Qtr zjistíme pomocí tabulek přenosu tepla otevřeně položených svislých a vodorovných trubek:

4. Určete celkový počet sekcí Npr:

Přijmeme k instalaci dva radiátory o 9 a 10 sekcích.

Příklad 4. Určete požadovaný počet článků radiátoru MC-140-M2 při vypočtené teplotě přívodní vody tg a obráceně, rovné 85 a 60 ° C. Zbytek počátečních dat je stejný.

Rozhodnutí.

V tomto případě: Δtav = 52,5 ° C; přenos tepla trubek bude:

Přijmeme k instalaci dva radiátory o 12 sekcích.

Příklad 5. Určete typ konvektoru při vypočtených teplotách přívodní vody tp a návratu na 85 a 60 ° C a vypočtené spotřebě tepla v místnosti Qpom rovné 2 000 W. Zbytek počátečních dat je uveden v příkladu 3: n = 0,3, p = 0,18.

V tomto případě: Δtav = 52,5 ° C; přenos tepla trubek bude:

Pak

Je možné přijmout k instalaci jeden nástěnný konvektor "Santekhprom Super Auto" se jmenovitým tepelným tokem 3070 W. Konvektor KSK 20-3070k střední hloubky, například, s tělesem ventilu z úhlové oceli KTK-U1 a uzavírací částí. Délka pláště konvektoru je 1273 mm, celková výška je 419 mm.

Je také možné instalovat konvektor KS20-3030 od společnosti NBBK LLC se jmenovitým tepelným tokem 3030 W a délkou pláště 1327 mm.

Příklad tepelného návrhu

Příkladem výpočtu tepla je běžný jednopodlažní dům se čtyřmi obytnými místnostmi, kuchyní, koupelnou, „zimní zahradou“ a technickými místnostmi.

Základ je vyroben z monolitické železobetonové desky (20 cm), vnější stěny jsou betonové (25 cm) s omítkou, střecha je z dřevěných trámů, střecha je kovová a minerální vlna (10 cm)

Pojďme určit počáteční parametry domu, potřebné pro výpočty.

Stavební rozměry:

• výška podlahy - 3 m;
• malé okno v přední a zadní části budovy 1470 * 1420 mm;
• velké fasádní okno 2080 * 1420 mm;
• vchodové dveře 2000 * 900 mm;
• zadní dveře (výstup na terasu) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Celková šířka budovy je 9,5 m2, délka je 16 m2. Budou vytápěny pouze obývací pokoje (4 ks), koupelna a kuchyň.

Chcete-li přesně vypočítat tepelné ztráty na stěnách z oblasti vnějších stěn, musíte odečíst plochu všech oken a dveří - jedná se o úplně jiný typ materiálu s vlastním tepelným odporem

Začneme výpočtem ploch homogenních materiálů:

• podlahová plocha - 152 m2;
• střešní plocha - 180 m2, s přihlédnutím k výšce podkroví 1,3 ma šířce vaznice - 4 m;
• plocha okna - 3 * 1,47 * 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m2;
• plocha dveří - 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m2.

Plocha vnějších stěn bude 51 * 3-9,22-7,4 = 136,38 m2.

Pojďme k výpočtu tepelné ztráty pro každý materiál:

• Qpol = S * ∆T * k / d = 152 * 20 * 0,2 / 1,7 = 357,65 W;
• Střešní okno = 180 * 40 * 0,1 / 0,05 = 14 400 W;
• Qwindow = 9,22 * 40 * 0,36 / 0,5 = 265,54 W;
• Qdoor = 7,4 * 40 * 0,15 / 0,75 = 59,2 W;

A také Qwall odpovídá 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546. Součet všech tepelných ztrát bude 19628,4 W.

Ve výsledku vypočítáme výkon kotle: Рboiler = Qloss * Sheat_room * К / 100 = 19628,4 * (10,4 + 10,4 + 13,5 + 27,9 + 14,1 + 7,4) * 1,25 / 100 = 19628,4 * 83,7 * 1,25 / 100 = 20536,2 = 21 kW.

Vypočítáme počet sekcí radiátorů pro jednu z místností. Pro všechny ostatní jsou výpočty stejné. Například rohová místnost (levý, spodní roh diagramu) má 10,4 m2.

Proto N = (100 * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C = (100 * 10,4 * 1,0 * 1,0 * 0,9 * 1,3 * 1,2 * 1,0 * 1,05) / 180=8,5176=9.

Tato místnost vyžaduje 9 sekcí topného tělesa s tepelným výkonem 180 W.

Pokračujeme k výpočtu množství chladicí kapaliny v systému - W = 13,5 * P = 13,5 * 21 = 283,5 litrů. To znamená, že rychlost chladicí kapaliny bude: V = (0,86 * P * μ) / ∆T = (0,86 * 21000 * 0,9) / 20=812,7 litrů.

Ve výsledku bude kompletní obrat celého objemu chladicí kapaliny v systému ekvivalentní 2,87 krát za hodinu.

Výběr článků o tepelném výpočtu pomůže určit přesné parametry prvků topného systému:

1. Výpočet topného systému soukromého domu: pravidla a příklady výpočtu
2. Tepelný výpočet budovy: specifika a vzorce pro provádění výpočtů + praktické příklady

Výpočet žebrovaného radiátoru jako prvku výměníku tepla s nucenou konvekcí.

Je představena technika na příkladu procesoru Intel Pentium4 Willamette 1,9 GHz a chladiče B66-1A vyrobeného společností ADDA Corporation, která popisuje postup výpočtu žebrovaných radiátorů určených k chlazení prvků generujících teplo elektronických zařízení s nucenou konvekcí a plochým povrchy tepelného kontaktu s výkonem až 100 W. Tato technika umožňuje praktický výpočet moderních vysoce výkonných malých zařízení pro odvod tepla a aplikovat je na celé spektrum radioelektronických zařízení, která vyžadují chlazení.

Parametry nastavené v počátečních datech:

P

= 67 W, výkon rozptýlený chlazeným prvkem;

qs

= 296 ° K, teplota média (vzduchu) ve stupních Kelvina;

qpřed

= 348 ° K, mezní teplota krystalu;

qR

= nn ° K, průměrná teplota základny chladiče (vypočítaná během výpočtu);

H

= 3 10-2 m, výška žebra chladiče v metrech;

d

= 0,8 10-3 m, tloušťka žeber v metrech;

b

= 1,5 10-3 m, vzdálenost mezi žebry;

lm

= 380 W / (m ° K), koeficient tepelné vodivosti materiálu radiátoru;

L

= 8,3 10-2 m, velikost radiátoru podél okraje v metrech;

B

= 6,9 10-2 m, velikost chladiče přes žebra;

ALE

= 8 10-3 m, tloušťka základny radiátoru;

PROTI

³ 2 m / s, rychlost vzduchu v kanálech chladiče;

Z

= 27, počet žeber chladiče;

uR

= nn K, teplota přehřátí základny chladiče, se počítá během výpočtu;

ER

= 0,7, stupeň černění radiátoru.

Předpokládá se, že zdroj tepla je umístěn ve středu radiátoru.

Všechny lineární rozměry se měří v metrech, teplota v Kelvinech, výkon ve wattech a čas v sekundách.

Konstrukce radiátoru a parametry potřebné pro výpočty jsou znázorněny na obr.1.

Obrázek 1.

Postup výpočtu.

1. Určete celkovou plochu průřezu kanálů mezi žebry podle vzorce:

Sк = (Z - 1) · b · H [1]

Pro přijatá počáteční data - Sk = (Z - 1) b H = (27-1) 1,5 10-3 3 10-2 = 1,1 10-3 m2

U centrální instalace ventilátoru proudí vzduch oběma koncovými plochami a plocha průřezu kanálů se zdvojnásobuje na 2,2 10-3 m2.

2. Nastavíme dvě hodnoty teploty základny radiátoru a provedeme výpočet pro každou hodnotu:

qр = {353 (+ 80 ° С) a 313 (+ 40 ° С)}

Odtud se určuje teplota přehřátí základny chladiče. uR

týkající se životního prostředí.

uр = qр - qс [2]

Pro první bod, uр = 57 ° K, pro druhý, uр = 17 ° K.

3. Určete teplotu q

potřebné k výpočtu Nusseltových (Nu) a Reynoldsových (Re) kritérií:

q = qс + P / (2 · V · S · r · Cр) [3]

Kde: qs
–
teplota okolního vzduchu, prostředí,

PROTI

- rychlost vzduchu v kanálech mezi žebry vm / s;

Sna

- celková plocha průřezu kanálů mezi žebry vm2;

r

- hustota vzduchu při teplotě
q
St, v kg / m3,

q

srov = 0,5 (
qp +qs)
;

CR

- tepelná kapacita vzduchu při teplotě
q
St, v J / (kg x ° K);

P

- výkon rozptýlený chladičem.

Pro přijatá počáteční data - q = qс + P / (2 V Sk r Cр) = 296 K + 67 / (2 2 m / s 1,1 10-3m2 1,21 1005) = 302, 3 ° C (29,3 ° C)

* Hodnota pro daný žebrovaný radiátor s instalací centrálního ventilátoru, PROTI

z výpočtů 1,5 - 2,5 m / s (viz příloha 2), z publikací [L.3] asi 2 m / s. U krátkých, rozšiřujících se kanálů, jako je například chladič Golden Orb, může rychlost chladicího vzduchu dosáhnout 5 m / s.

4. Určete hodnoty Reynoldsových a Nusseltových kritérií potřebných pro výpočet koeficientu přenosu tepla žeber chladiče:

Re = V · L / n [4]

Kde: n

- koeficient kinematické viskozity vzduchu při
qs,m2/s
z přílohy 1, tabulky 1.

Pro přijatá počáteční data - Re = VL / n = 2 8,3 10-2 / 15,8 10-6 = 1,05 104

Nu = 0,032 Re 0,8 [5]

Pro přijatá počáteční data - Nu = 0,032 Re 0,8 = 0,032 (2,62 104) 0,8 = 52,8

5. Určete součinitel konvekčního přenosu tepla žeber chladiče:

Ana
=Nu·lna/
D W / (m
2
K) [6]

Kde, l

- koeficient tepelné vodivosti vzduchu (W / (m deg)), při
qs
z přílohy 1 tabulky 1.

Pro přijatá počáteční data - ak = Nu · lv / L = 52,8 · 2,72 10-2 / 8,3 10-2 = 17,3

6. Určete pomocné koeficienty:

m = (2 · ak / lm · d) 1/2 [7]

určíme hodnotu mh a tangens hyperbolického th (mh).

Pro přijatá počáteční data - m = (2 ak / lm d) 1/2 = (2 17,3 / (380 0,8 10-3)) 1/2 = 10,6

Pro přijatá počáteční data - m · H = 10,6 · 3 10-2 = 0,32; th (mH) = 0,31

7. Určete množství tepla vydávaného konvekcí z žeber chladiče:

Prc = Z · lm · m · S · r · th (m · H) [8]

Kde: Z

- počet žeber;

lm

= koeficient tepelné vodivosti kovu radiátoru, W / (m
·
° K);

m

- viz vzorec 7;

SR

- plocha průřezu žebra chladiče, m2,

Sр = L · d [9]

uR

- teplota přehřátí základny chladiče.

Sp = L d = 8,3 10-2 0,8 10-3 = 6,6 10-5 m2

Prk = Z · lm · m · S · r · th (m · H) = 27 · 380 · 10,6 · 6,6 10-5 · 57 · 0,31 = 127 W.

8. Určete průměrnou teplotu žebra chladiče:

qср = (qр / 2) [1 + 1 / ch (m · H)] [10]

Kde: ch
(mH)
- kosinus je hyperbolický.

Pro přijatá počáteční data - qср = (qр / 2) [1 + 1 / ch (m · H)] = (353/2) [1 + 1 / 1,05] = 344 ° K (71 ° С)

* Velikost hyperbolického tangensu a kosinu se vypočítá na inženýrské kalkulačce postupným provedením operací „hyp“ a „tg“ nebo „cos“.

9. Určete koeficient přenosu sálavého tepla:

al = eр · f (qср, qс) · j [11]

f (qср, qс) = 0,23 [5 10-3 (qср + qс)] 3

Pro přijatá počáteční data - f (qcr, qc) = 0,23 [5 10-3 (qcr + qc)] 3 = 0,23 [5 10-3 (335 + 296)] 3 = 7,54

Koeficient ozáření:

j = b / (b + 2 h)

j = b / (b + 2H) = 1,5 10-3 / (1,5 10-3 + 3 10-2) = 0,048

al = eрf (qav, qc) j = 0,7 x 7,54 x 0,048 = 0,25 W / m2 K

10. Určete povrch sálavého tepelného toku:

Sl = 2 L [(Z -1) · (b + d) + d] +2 H · L · Z (m2) [12]

Pro přijatá počáteční data - Sl = 2 L [(Z -1) · (b + d) + d] +2 H · L · Z = 0,1445 m2

11. Určete množství tepla vydávaného radiací:

Pl = al · Sl (qav - qc) [13]

Pro přijatá počáteční data - Pl = alSl (qav - qc) = 0,25 0,1445 (344 - 296) = 1,73 W

12. Celkové množství tepla vydávaného radiátorem při dané teplotě radiátoru qр = 353K:

P = Prk + Pl [14]

Pro přijatá počáteční data - P = Prk + Pl = 127 + 1,73 = 128,7 W.

13. Opakujeme výpočty pro teplotu chladiče q

p = 313K a vykreslíme tepelnou charakteristiku vypočítaného zářiče ve dvou bodech. V tomto bodě P = 38 W. Zde vertikální osa představuje množství tepla vydávaného radiátorem.
PR
a vodorovná teplota chladiče je
qR
.

Obrázek 2

Z výsledného grafu určíme pro daný výkon 67 W, qR

= 328 ° K nebo 55 ° C.

14. Podle tepelné charakteristiky radiátoru určíme, že při daném výkonu PR

= 67 W, teplota chladiče
qR
= 328,5 ° C Teplota přehřátí chladiče
uR
lze určit vzorcem 2.

Rovná se uр = qр - qс = 328 - 296 = 32 ° K.

15. Určete teplotu krystalu a porovnejte ji s mezní hodnotou stanovenou výrobcem

qna
=q
p + P (
r
ks +
r
pr) ° K = 328 + 67 (0,003 + 0,1) = 335 (62 ° C), [15]

Kde:

qR
–
teplota základny radiátoru pro daný návrhový bod,

R

- výsledek výpočtu podle vzorce 14,

r

pc - tepelný odpor pouzdra procesoru - krystal, pro tento zdroj tepla je 0,003 K / W

r

pr je tepelný odpor radiátoru skříně, pro daný zdroj tepla je 0,1 K / W (s tepelně vodivou pastou).

Získaný výsledek je pod maximální teplotou stanovenou výrobcem a blíží se údajům [L.2] (přibližně 57 ° C). V tomto případě je teplota přehřátí krystalu vzhledem k okolnímu vzduchu ve výše uvedených výpočtech 32 ° C a v [L.2] 34 ° C.

Obecně platí, že tepelný odpor mezi dvěma plochými povrchy při použití pájek, past a lepidel:

r =

d
na
lk-1
·
Scont
-1
[16]

Kde: d

k je tloušťka mezery mezi radiátorem a skříní chlazené jednotky vyplněné tepelně vodivým materiálem vm,

lna

- koeficient tepelné vodivosti tepelně vodivého materiálu v mezeře W / (m K),

Spokr

Je plocha kontaktní plochy v m2.

Přibližná hodnota rcr s dostatečným utažením a bez těsnění a maziv je

rcr = 2,2 / Scont

Při použití pasty klesá tepelný odpor přibližně dvakrát.

16. Porovnat qna

s
qpřed
, obdrželi jsme radiátor
qna
= 325 ° K, méně
qpřed=
348 ° K, - daný radiátor poskytuje tepelný režim jednotky s rezervou.

17. Určete tepelný odpor vypočítaného chladiče:

r =

u
R
/ P (° K / W) [17]

r = u / P (° / W) = 32/67 = 0,47 ° / W

Nálezy:

Vypočítaný výměník tepla zajišťuje odvod tepelného výkonu 67 W při okolní teplotě až 23 ° C, zatímco teplota krystalu 325 ° K (62 ° C) nepřesahuje 348 ° K (75 ° C) povolená pro tento procesor.

Ukázalo se, že použití speciální povrchové úpravy ke zvýšení výkonu tepelné energie sáláním při teplotách do 50 ° C je neúčinné a nelze jej doporučit, protože nehradí náklady.

Byl bych rád, kdyby vám tento materiál pomohl nejen vypočítat a vyrobit moderní malý vysoce účinný výměník tepla, podobný těm, které jsou široce používány v počítačové technologii, ale také kompetentně rozhodovat o použití těchto zařízení v souvislosti s vašimi úkoly .

Konstanty pro výpočet tepelného výměníku.

stůl 1

Hodnoty konstant pro střední teploty, v první aproximaci, lze získat vynesením grafů funkcí pro teploty uvedené v prvním sloupci.

Dodatek 2.

Výpočet rychlosti vzduchového chlazení chladiče.

Rychlost pohybu chladicí kapaliny během nucené konvekce v plynech:

V = Gv / Sk

Kde: Gv je objemový průtok chladicí kapaliny (pro ventilátor 70x70, Sp = 30 cm2, 7 lopatek, Rem = 2,3 W, w = 3500 ot / min, Gv = 0,6-0,8 m3 / min. Nebo ve skutečnosti 0, 2 -0,3 nebo V = 2 m / s),

Sк - průřezová plocha kanálu volná pro průchod.

Vzhledem k tomu, že průtoková plocha ventilátoru je 30 cm2 a plocha kanálů chladiče je 22 cm2, je určeno, že rychlost foukání vzduchu bude nižší a bude se rovnat:

V = Gv / S = 0,3 m3

/ min / 2,2 10
-3
m
2
= 136 m / min = 2,2 m / s.

Pro výpočty bereme 2 m / s.

Literatura:

1. Příručka designéra CEA, vyd. RG Varlamov, M, sovětský rozhlas, 1972;
2. Příručka designéra REA, pod vydavatelstvím RG Varlamov, M, sovětské rádio, 1980;
3. https://www.ixbt.com/cpu/, Chladiče pro zásuvku 478, jaro-léto 2002, Vitaly Krinitsin

   , Publikováno - 29. července 2002;

4. https://www.ixbt.com/cpu/, Měření rychlostí vzduchu za chladicími ventilátory a chladiči, Alexander Tsikulin, Alexey Rameykin, publikováno - 30. srpna 2002.

připraveno v roce 2003 na základě materiálů L.1 a 2

Sorokin A.D.

Tuto techniku ​​si můžete stáhnout ve formátu PDF zde.

Přesný výpočet tepelného výkonu

K tomu se používají korekční faktory:

• K1 závisí na typu oken. Dvoukomorová okna s dvojitým zasklením odpovídají 1, běžné zasklení - 1,27, tříkomorové okno - 0,85;
• K2 ukazuje stupeň tepelné izolace stěn. Je v rozmezí od 1 (pěnobeton) do 1,5 pro betonové bloky a zdivo z 1,5 cihel;
• K3 odráží poměr mezi plochou oken a podlahou. Čím více okenních rámů je, tím větší jsou tepelné ztráty. Při 20% zasklení je koeficient 1 a při 50% se zvyšuje na 1,5;
• K4 závisí na minimální teplotě mimo budovu během topné sezóny. Teplota -20 ° C se vezme jako jednotka a poté se každých 5 stupňů přidá nebo odečte 0,1;
• K5 zohledňuje počet vnějších stěn. Koeficient pro jednu zeď je 1, pokud jsou dvě nebo tři, pak je 1,2, když čtyři - 1,33;
• K6 odráží typ místnosti, která je umístěna nad určitou místností. Pokud je nahoře obytné patro, korekční hodnota je 0,82, teplé podkroví - 0,91, studené podkroví - 1,0;
• K7 - závisí na výšce stropů. Pro výšku 2,5 metru je to 1,0 a pro 3 metry - 1,05.

Jsou-li známy všechny korekční faktory, vypočítá se výkon topného systému pro každou místnost podle vzorce:

Tepelný výpočet místnosti a budovy jako celku, vzorec tepelných ztrát

Tepelný výpočet

Před výpočtem topného systému pro váš dům tedy musíte zjistit některá data, která se vztahují k samotné budově.

Z projektu domu se dozvíte rozměry vytápěných prostor - výšku stěn, plochu, počet okenních a dveřních otvorů i jejich rozměry. Jak je dům umístěn ve vztahu ke světovým stranám. Uvědomte si průměrné zimní teploty ve vaší oblasti. Z jakého materiálu je samotná budova postavena?

Zvláštní pozornost věnujte vnějším stěnám. Určete komponenty od podlahy po zem, které zahrnují základ budovy. Totéž platí pro horní prvky, tj. Strop, střechu a desky.

Právě tyto parametry konstrukce vám umožní pokračovat v hydraulickém výpočtu. Přiznejme si to, všechny výše uvedené informace jsou k dispozici, takže s jejich shromažďováním by neměly být žádné problémy.

Komplexní výpočet tepelného zatížení

Kromě teoretického řešení problémů souvisejících s tepelným zatížením se během návrhu provádí řada praktických opatření. Komplexní tepelně technické průzkumy zahrnují termografii všech stavebních konstrukcí, včetně stropů, stěn, dveří, oken. Díky této práci je možné určit a zaznamenat různé faktory, které ovlivňují tepelné ztráty domu nebo průmyslové budovy.

Tepelné průzkumy poskytují nejspolehlivější údaje o tepelném zatížení a tepelných ztrátách pro konkrétní budovu za určité časové období. Praktická opatření umožňují jasně ukázat, co teoretické výpočty nemohou ukázat - problémové oblasti budoucí struktury.

Ze všeho výše uvedeného můžeme vyvodit závěr, že výpočty tepelného zatížení pro zásobování teplou vodou, vytápění a větrání, podobně jako hydraulický výpočet topného systému, jsou velmi důležité a určitě by měly být provedeny před zahájením uspořádání systém zásobování teplem ve vašem domě nebo v zařízení pro jiný účel. Pokud je přístup k práci proveden správně, bude zajištěno bezproblémové fungování topné konstrukce a bez dalších nákladů.

Video příklad výpočtu tepelného zatížení topného systému budovy: