Lämpöpatterin laskeminen pakotetulla konvektiolla varustetun lämmönvaihtimen elementtinä.

Lämmitysjärjestelmän suunnittelu ja lämpölaskenta ovat pakollinen vaihe talon lämmityksen järjestämisessä. Laskennan päätehtävänä on määritellä kattilan ja patterijärjestelmän optimaaliset parametrit.

Hyväksy, ensi silmäyksellä voi tuntua siltä, ​​että vain insinööri voi tehdä lämpötekniikan laskelman. Kaikki ei kuitenkaan ole niin monimutkaista. Tietäen toimintojen algoritmin, osoittautuu itsenäisesti suorittavan tarvittavat laskelmat.

Artikkelissa kuvataan yksityiskohtaisesti laskentamenettely ja kaikki tarvittavat kaavat. Parempaa ymmärtämistä varten olemme laatineet esimerkin lämpölaskelmasta omakotitalolle.

Tilojen lämpötilajärjestelmien normit

Ennen järjestelmän parametrien laskemista on vähintään tiedettävä odotettujen tulosten järjestys sekä oltava käytettävissä joidenkin taulukon arvojen standardoidut ominaisuudet, jotka on korvattava tai noudata niitä.

Suoritettuaan parametrien laskelmat tällaisilla vakioilla voidaan olla varma järjestelmän haetun dynaamisen tai vakion parametrin luotettavuudesta.

Eri tarkoituksiin tarkoitetuissa tiloissa on vertailustandardit asuin- ja muiden tilojen lämpötilajärjestelmille. Nämä normit on kirjattu ns. GOST: iin.

Lämmitysjärjestelmässä yksi näistä globaaleista parametreista on huonelämpötila, jonka on oltava vakio vuodenajasta ja ympäristöolosuhteista riippumatta.

Terveysstandardien ja -sääntöjen mukaan lämpötilassa on eroja kesä- ja talvikausiin nähden. Ilmastointijärjestelmä on vastuussa huoneen lämpötilasta kesäkaudella, sen laskentaperiaate on kuvattu yksityiskohtaisesti tässä artikkelissa.

Mutta huoneen lämpötila talvella saadaan lämmitysjärjestelmästä. Siksi olemme kiinnostuneita lämpötila-alueista ja niiden toleransseista talvikauden poikkeamille.

Useimmissa sääntelyasiakirjoissa määrätään seuraavista lämpötila-alueista, joiden avulla henkilö voi olla mukava huoneessa.

Toimistotyyppiset muut kuin asuintilat, joiden pinta-ala on enintään 100 m2:

• 22 - 24 ° C - optimaalinen ilman lämpötila
• 1 ° C - sallittu vaihtelu.

Toimistotyyppisten tilojen, joiden pinta-ala on yli 100 m2, lämpötila on 21-23 ° C. Teollisuustyyppisten muiden kuin asuintilojen lämpötilat vaihtelevat suuresti tilojen tarkoituksesta ja vakiintuneista työsuojelustandardeista riippuen.

Jokaisella henkilöllä on oma mukava huonelämpötila. Joku haluaa, että huoneessa on erittäin lämmin, joku on mukava, kun huone on viileä - tämä kaikki on melko yksilöllistä

Asuntotiloissa: asunnoissa, omakotitaloissa, kartanoissa jne. On tiettyjä lämpötila-alueita, joita voidaan säätää asukkaiden toiveiden mukaan.

Ja tietyissä asunnon ja talon tiloissa meillä on kuitenkin:

• 20 - 22 ° C - olohuone, mukaan lukien lastenhuone, toleranssi ± 2 ° С -
• 19 - 21 ° C - keittiö, wc, toleranssi ± 2 ° С;
• 24 - 26 ° C - kylpyhuone, suihku, uima-allas, toleranssi ± 1 ° С;
• 16 - 18 ° C - käytävät, käytävät, portaat, varastotilat, toleranssi + 3 ° С

On tärkeää huomata, että on olemassa useita muita perusparametreja, jotka vaikuttavat huoneen lämpötilaan ja joihin sinun on keskityttävä laskettaessa lämmitysjärjestelmää: kosteus (40-60%), hapen ja hiilidioksidin pitoisuus ilmassa (250: 1), ilmamassan liikkumisnopeus (0,13-0,25 m / s) jne.

Lämmönsiirtomekanismit lämmönvaihtimien laskennassa

Lämmönsiirto tapahtuu kolmen päätyypin kautta. Nämä ovat konvektio, lämmönjohtavuus ja säteily.

Lämmönsiirtoprosesseissa, jotka etenevät lämmönjohtamismekanismin periaatteiden mukaisesti, lämmönsiirto tapahtuu molekyylien ja atomien elastisten värähtelyjen energiansiirrona. Tämä energia siirtyy yhdestä atomista toiseen vähenemisen suuntaan.

Lämmönsiirtoparametreja laskettaessa lämmönjohtavuusperiaatteen mukaan käytetään Fourierin lakia:

Lämmön määrän laskemiseen käytetään tietoja virtauksen läpimenoaikasta, pinta-alasta, lämpötilagradientista ja myös lämmönjohtokertoimesta. Lämpötilagradientti ymmärretään sen muutoksena lämmönsiirtosuuntaan yhtä pituuden yksikköä kohti.

Lämmönjohtavuuskertoimella tarkoitetaan lämmönsiirtonopeutta, toisin sanoen yhden pintayksikön läpi kulkevaa lämmön määrää aikayksikköä kohti.

Kaikissa lämpölaskelmissa otetaan huomioon, että metallien lämmönjohtavuuskerroin on suurin. Eri kiintoaineiden suhde on paljon pienempi. Nesteiden osalta tämä luku on pääsääntöisesti pienempi kuin minkä tahansa kiinteän aineen.

Laskettaessa lämmönvaihtimia, joissa lämmönsiirto väliaineesta toiseen kulkee seinän läpi, käytetään myös Fourier-yhtälöä tietojen saamiseksi siirretystä lämmön määrästä. Se lasketaan lämmön määränä, joka kulkee äärettömän pienen paksuuden tason läpi :.

Jos integroimme lämpötilanmuutosten indikaattorit seinämän paksuuteen, saamme

Tämän perusteella käy ilmi, että lämpötila seinän sisällä putoaa suoraviivan lain mukaan.

Konvektiolämmönsiirtomekanismi: laskelmat

Toinen lämmönsiirtomekanismi on konvektio. Tämä on lämmön siirtyminen väliaineen tilavuuksina niiden keskinäisen liikkeen kautta. Tällöin lämmön siirtymistä väliaineesta seinälle ja päinvastoin, seinästä työskentelyvälineeseen, kutsutaan lämmönsiirroksi. Siirtyvän lämmön määrän määrittämiseksi käytetään Newtonin lakia

Tässä kaavassa a on lämmönsiirtokerroin. Kun työalusta on turbulenttia, tämä kerroin riippuu monista lisämääristä:

• nesteen fysikaaliset parametrit, erityisesti lämpökapasiteetti, lämmönjohtavuus, tiheys, viskositeetti;
• olosuhteet lämmönsiirtopinnan pesemiseksi kaasulla tai nesteellä, erityisesti nesteen nopeus, suunta;
• virtausta rajoittavat tilaolosuhteet (pituus, halkaisija, pinnan muoto, sen karheus).

Näin ollen lämmönsiirtokerroin on monien määrien funktio, mikä näkyy kaavassa

Ulottuvuusanalyysimenetelmän avulla voidaan johtaa toiminnallinen suhde samankaltaisuuskriteerien välillä, jotka luonnehtivat lämmönsiirtoa turbulentin virtauksen avulla sileissä, suorissa ja pitkissä putkissa.

Tämä lasketaan kaavan avulla.

Lämmönsiirtokerroin laskettaessa lämmönvaihtimia

Kemiallisessa tekniikassa on usein tapauksia, joissa lämpöenergiaa vaihdetaan kahden nesteen välillä jakoseinän läpi. Lämmönvaihtoprosessi käy läpi kolme vaihetta. Lämpövirta vakaan tilan prosessissa pysyy muuttumattomana.

Lasketaan lämpövirta, joka kulkee ensimmäisestä työskentelyväliaineesta seinään, sitten lämmönsiirtopinnan seinämän läpi ja sitten seinästä toiseen työskentelyväliaineeseen.

Vastaavasti laskelmissa käytetään kolmea kaavaa:

Yhtälöiden yhteisen ratkaisun tuloksena saadaan

Määrä

ja siellä on lämmönsiirtokerroin.

Keskimääräisen lämpötilaeron laskeminen

Kun tarvittava lämpömäärä on määritetty lämpötaseella, on tarpeen laskea lämmönvaihtopinta (F).

Vaadittavaa lämmönvaihtopintaa laskettaessa käytetään samaa yhtälöä kuin aikaisemmissa laskelmissa:

Useimmissa tapauksissa työaineiden lämpötila muuttuu lämmönvaihtoprosessien aikana. Tämä tarkoittaa, että lämpötilaero muuttuu lämmönvaihtopinnalla. Siksi lasketaan keskimääräinen lämpötilaero.Ja johtuen siitä, että lämpötilan muutos ei ole lineaarinen, logaritminen ero lasketaan. Toisin kuin suora läpivirtaus, työväliaineiden vastavirtauksella lämmönvaihtopinnan vaaditun alueen tulisi olla pienempi. Jos samassa lämmönvaihtimen iskussa käytetään sekä suoraa virtausta että vastavirtaa, lämpötilaero määritetään suhteen perusteella.

Lämpöhäviön laskeminen talossa

Termodynamiikan toisen lain mukaan (koulufysiikka) ei tapahdu spontaania energiansiirtoa vähemmän lämmitetyistä kuumemmiin mini- tai makro-esineisiin. Tämän lain erityistapaus on "pyrkimys" luoda lämpötilatasapaino kahden termodynaamisen järjestelmän välille.

Esimerkiksi ensimmäinen järjestelmä on ympäristö, jonka lämpötila on -20 ° C, toinen järjestelmä on rakennus, jonka sisäinen lämpötila on + 20 ° C. Edellä mainitun lain mukaan nämä kaksi järjestelmää pyrkivät tasapainottamaan energian vaihdon avulla. Tämä tapahtuu toisen järjestelmän lämpöhäviöiden ja ensimmäisen jäähdytyksen avulla.

Voimme yksiselitteisesti sanoa, että ympäristön lämpötila riippuu leveydestä, jolla yksityinen talo sijaitsee. Ja lämpötilaero vaikuttaa rakennuksesta vuotavien lämpöerien määrään (+)

Lämpöhäviöllä tarkoitetaan lämmön (energian) tahatonta vapautumista jostakin esineestä (talo, huoneisto). Tavalliselle huoneistolle tämä prosessi ei ole niin "havaittavissa" verrattuna omakotitaloon, koska huoneisto sijaitsee rakennuksen sisällä ja on "vieressä" muiden huoneistojen kanssa.

Yksityisessä talossa lämpö "pakenee" jossain määrin ulkoseinien, lattian, katon, ikkunoiden ja ovien läpi.

Kun tiedetään lämpöhäviöiden määrä epäsuotuisimmissa sääolosuhteissa ja näiden olosuhteiden ominaisuudet, on mahdollista laskea suurella tarkkuudella lämmitysjärjestelmän teho.

Joten rakennuksen lämpövuotojen määrä lasketaan seuraavalla kaavalla:

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

Qi - lämpöhäviöiden määrä rakennuksen vaipan yhtenäisestä ulkonäöstä.

Jokainen kaavan komponentti lasketaan kaavalla:

Q = S * ∆T / Rmissä

• Q - lämpövuodot, V;
• S - tietyn tyyppisen rakenteen pinta-ala, neliömetri m;
• .T - lämpötilaero sisä- ja sisäilman välillä, ° C;
• R - tietyn tyyppisen rakenteen lämpövastus, m2 * ° C / W.

Itse olemassa olevien materiaalien lämpöresistanssin arvo suositellaan otettavaksi apupöydistä.

Lisäksi lämpövastus voidaan saada käyttämällä seuraavaa suhdetta:

R = d / kmissä

• R - lämpövastus, (m2 * K) / W;
• k - materiaalin lämmönjohtavuuskerroin, W / (m2 * K);
• d Onko tämän materiaalin paksuus, m.

Vanhoissa taloissa, joissa on kostea kattorakenne, lämpövuotoja tapahtuu rakennuksen yläosan kautta, nimittäin katon ja ullakon läpi. Toimenpiteet kattokerroksen lämmittämiseksi tai ullakkokaton lämpöeristykseen ratkaisevat tämän ongelman.

Jos eristät ullakkohuoneen ja katon, talon kokonaislämpöhäviötä voidaan vähentää merkittävästi.

Talossa on useita muita lämpöhäviöitä rakenteiden halkeamien, ilmanvaihtojärjestelmän, liesituulettimen, avautuvien ikkunoiden ja ovien kautta. Mutta ei ole järkevää ottaa huomioon niiden määrää, koska ne muodostavat enintään 5% päälämpö vuotojen kokonaismäärästä.

Lämpöverkon lämpökuvaustarkastus

Lämpöverkkojen lämpöhäviöiden laskentaa täydennettiin lämpökuvantamistutkimuksella.

Lämpöverkon lämpökuvaustutkimus auttaa havaitsemaan putkilinjojen ja lämpöeristyksen paikalliset viat myöhempää korjaamista tai vaihtamista varten.

Lämpöä kantavien putkistojen lämmöneristys on vaurioitunut. Maksimilämpötila avoimilla alueilla oli 59,3 ° C

Putkilinjojen lämpöeristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä. Maksimilämpötila avoimilla alueilla oli 54,5 ° C

Putkilinjojen lämpöeristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä. Suurin lämpötila avoimilla alueilla oli 56,2 ° C

Lämpöä kantavien putkistojen lämmöneristys on vaurioitunut.Maksimilämpötila avoimilla alueilla oli 66,3 ° C

Putkilinjojen avoimet osat ilman eristystä.

Putkilinjojen avoimet osat ilman eristystä.

Putkilinjojen lämpöeristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä.

Putkilinjojen lämpöeristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä. Maksimilämpötila avoimilla alueilla oli 62,5 ° C

Putkilinjojen lämpöeristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä. Maksimilämpötila avoimilla alueilla oli 63,2 ° C

Putkilinjojen lämpöeristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä. Maksimilämpötila avoimilla alueilla oli 63,8 ° C

Putkilinjojen lämpöeristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä. Suurin lämpötila avoimilla alueilla oli 66,5 ° C

Putkilinjojen lämpöeristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä. Suurin lämpötila avoimilla alueilla oli 63,5 ° C

Putkilinjojen lämpöeristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä. Suurin lämpötila avoimilla alueilla oli 69,5 ° C

Putkilinjojen lämpöeristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä. Maksimilämpötila avoimilla alueilla oli 62,2 ° C

Putkilinjojen lämpöeristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä. Suurin lämpötila avoimilla alueilla oli 52,0 ° C

Putkilinjojen avoimet osat ilman eristystä. Maksimilämpötila avoimilla alueilla oli 62,4 ° C

Putkilinjojen lämmöneristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä ympäristön vaikutuksesta.

Tutustu vesihuoltojärjestelmien tutkimukseen.

Putkilinjojen lämmöneristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä ympäristön vaikutuksesta.

Putkilinjojen lämpöeristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä. Maksimilämpötila avoimilla alueilla oli 67,6 ° C

Putkilinjojen lämpöeristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä. Maksimilämpötila avoimilla alueilla oli 58,8 ° C

Putkilinjojen lämmöneristyksen osittainen tuhoutuminen jäähdytysnesteellä ympäristön vaikutuksesta.

Kattilan tehon määrittäminen

Ympäristön ja talon lämpötilan välisen lämpötilaeron ylläpitämiseksi tarvitaan autonominen lämmitysjärjestelmä, joka ylläpitää haluttua lämpötilaa jokaisessa omakotitalon huoneessa.

Lämmitysjärjestelmän perusta on erityyppiset kattilat: nestemäinen tai kiinteä polttoaine, sähkö tai kaasu.

Kattila on lämmitysjärjestelmän keskusyksikkö. Kattilan pääominaisuus on sen teho, nimittäin lämmön määrän muuntamisnopeus aikayksikköä kohti.

Kun olemme laskeneet lämmityksen lämpökuorman, saamme kattilan vaaditun nimellistehon.

Tavallisessa monihuoneisessa huoneistossa kattilan teho lasketaan pinta-alan ja ominaistehon perusteella:

Rboiler = (Sroom * Rudelnaya) / 10missä

• S huonetta- lämmitetyn huoneen kokonaispinta-ala;
• Rudellnaya- tehotiheys suhteessa ilmasto-olosuhteisiin.

Mutta tässä kaavassa ei oteta huomioon lämpöhäviöitä, jotka ovat riittäviä omakotitalossa.

On olemassa toinen suhde, joka ottaa tämän parametrin huomioon:

Рboileri = (Qloss * S) / 100missä

• Rkotla- kattilan teho;
• Qloss- lämpöhäviö;
• S - lämmitetty alue.

Kattilan nimellistehoa on nostettava. Varasto on välttämätön, jos aiot käyttää kattilaa veden ja kylpyhuoneen lämmitykseen.

Useimmissa omakotitalojen lämmitysjärjestelmissä on suositeltavaa käyttää paisuntasäiliötä, johon varastoidaan jäähdytysneste. Jokainen omakotitalo tarvitsee kuumaa vettä

Kattilan tehoreservin varmistamiseksi viimeiseen kaavaan on lisättävä turvakerroin K:

Рboileri = (Qloss * S * K) / 100missä

TO - on yhtä suuri kuin 1,25, eli arvioitua kattilan tehoa lisätään 25%.

Siten kattilan teho mahdollistaa normaalin ilman lämpötilan ylläpitämisen rakennuksen huoneissa sekä aloitus- ja lisämäärän kuumaa vettä talossa.

Lyhyt kuvaus lämmitysverkosta

Lämpökuormien kattamiseen käytetään tuotanto- ja lämmityskattilaa, jonka pääpolttoaine on maakaasu.

Kattilahuone tuottaa

• höyry teknologisiin tarpeisiin - ympäri vuoden
• kuuma vesi lämmitystarpeisiin - lämmityskauden aikana ja
• kuuman veden toimitus - ympäri vuoden.
• Hanke tarjoaa lämpöverkon toiminnan 98/60 asteen lämpötilataulukon mukaisesti. KANSSA.

Lämmitysjärjestelmän kytkentäkaavio on riippuvainen.

Lämmitysverkot, jotka tarjoavat lämmönsiirron koko kylän lämmitykseen ja sen oikeanpuoleisen osan kuumavesihuoltoon, on asennettu maanpinnan yläpuolelle ja maan alle.

Lämpöverkko on avattu umpikujaan.

Lämpöverkot otettiin käyttöön vuonna 1958. Rakentaminen jatkui vuoteen 2007.

Lämmöneristys tehty

• lasivillasta valmistetut matot, joiden paksuus on 50 mm, päällystekerros rullamateriaalia,
• suulakepuristettu polystyreenivaahtotyyppi TERMOPLEKS 40 mm paksu, päällystekerros galvanoitua levyä ja 50 mm paksua paisutettua polyeteeniä.

Toimenpiteen aikana joitain lämpöverkon osia korjataan putkilinjojen vaihdolla ja lämpöeristyksellä.

Jäähdyttimien valinnan ominaisuudet

Jäähdyttimet, paneelit, lattialämmitysjärjestelmät, konvektorit jne. Ovat vakiokomponentteja huoneen lämmön tuottamiseksi.Lämmitysjärjestelmän yleisimmät osat ovat patterit.

Jäähdytyselementti on erityinen ontto moduulityyppinen rakenne, joka on valmistettu korkeasta lämmöntuotantoseoksesta. Se on valmistettu teräksestä, alumiinista, valuraudasta, keramiikasta ja muista seoksista. Lämmitysjäähdyttimen toimintaperiaate pienenee jäähdytysnesteen huoneen säteilylle "terälehtien" kautta tapahtuvaan säteilyyn.

Alumiini- ja bimetallilämmitin on korvannut massiiviset valurautaiset patterit. Tuotannon helppous, korkea lämmöntuotto, hyvä rakenne ja muotoilu ovat tehneet tästä tuotteesta suositun ja yleisen työkalun lämmön säteilemiseen sisätiloissa.

Huoneen lämpöpatterien laskemiseksi on useita menetelmiä. Alla oleva luettelo menetelmistä on lajiteltu laskentatarkkuuden lisäämisjärjestyksessä.

Laskentavaihtoehdot:

1. Alueen mukaan... N = (S * 100) / C, jossa N on osastojen lukumäärä, S on huoneen pinta-ala (m2), C on jäähdyttimen yhden osan lämmönsiirto (W, otettu näistä passeista tai Tuotesertifikaatti), 100 W on 1 m2: n lämmitykseen tarvittava lämpövirta (empiirinen arvo). Esiin nousee kysymys: kuinka ottaa huomioon huoneen katon korkeus?
2. Tilavuuden mukaan... N = (S * H ​​* 41) / C, jossa N, S, C - samalla tavalla. H on huoneen korkeus, 41 W on 1 m3: n lämmittämiseen tarvittava lämpövirta (empiirinen arvo).
3. Kertoimella... N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C, jossa N, S, C ja 100 ovat samanlaisia. k1 - ottaen huomioon kammioiden määrä huoneen ikkunan lasiyksikössä, k2 - seinien lämpöeristys, k3 - ikkunoiden pinta-alan ja huoneen pinta-alan suhde, k4 - keskimääräinen alle nollan lämpötila talven kylminä viikkoina, k5 - huoneen ulkoseinien lukumäärä (jotka "menevät" kadulle), k6 - huoneen tyyppi päällä, k7 - kattokorkeus.

Tämä on tarkin tapa laskea osioiden lukumäärä. Luonnollisesti murtolaskutulokset pyöristetään aina seuraavaan kokonaislukuun.

Yleiset säännökset

Kaikilla yksinkertaisilla laskentamenetelmillä on melko suuri virhe. Käytännön näkökulmasta on kuitenkin tärkeää varmistaa taattu riittävä lämmöntuotto. Jos se osoittautuu tarpeellisemmaksi jopa talvikylmän huipulla, niin mitä?

Asunnossa, jossa lämmitys maksetaan alueittain, luiden lämpö ei kipu; ja kaasun säätö ja termostaattiset lämpötilan säätimet eivät ole kovin harvinaisia ​​ja niihin ei pääse käsiksi.

Yksityisen talon ja yksityisen kattilan tapauksessa kilowatin lämmön hinta on meille hyvin tiedossa, ja näyttää siltä, ​​että ylimääräinen lämmitys osuu taskuusi. Käytännössä näin ei kuitenkaan ole. Kaikki modernit kaasu- ja sähkökattilat omakotitalon lämmitykseen on varustettu termostaateilla, jotka säätelevät lämmönsiirtoa huoneen lämpötilan mukaan.

Termostaatti estää kattilaa tuhlaamasta ylimääräistä lämpöä.

Vaikka laskennallemme lämpöpatterien tehoa laskemme merkittävän virheen suuressa määrin, vaarana on vain muutaman lisäosan kustannukset.

Muuten: keskimääräisten talvilämpötilojen lisäksi äärimmäisiä pakkasia esiintyy muutaman vuoden välein.

On epäilystä siitä, että maailmanlaajuisten ilmastomuutosten vuoksi niitä tapahtuu yhä useammin, joten älä pelkää tehdä suurta virhettä laskettaessa lämpöpattereja.

Vesihuollon hydraulinen laskenta

Tietysti "kuva" lämmityksen laskemisesta ei voi olla täydellinen ilman, että lasketaan sellaisia ​​ominaisuuksia kuin lämmönsiirtimen tilavuus ja nopeus. Useimmissa tapauksissa jäähdytysneste on tavallista vettä, joka on nestemäisessä tai kaasumaisessa aggregaatiotilassa.

On suositeltavaa laskea lämmönsiirtimen todellinen tilavuus summaamalla kaikki lämmitysjärjestelmän ontelot. Yhden piirin kattilaa käytettäessä tämä on paras vaihtoehto. Kun käytetään kaksoispiirikattiloita lämmitysjärjestelmässä, on otettava huomioon kuuman veden kulutus hygieenisiin ja muihin kotitaloustarkoituksiin.

Kaksoispiirikattilan lämmitetyn veden tilavuus lasketaan asukkaille kuumalla vedellä ja jäähdytysnesteen lämmittämiseksi laskemalla yhteen lämmityspiirin sisäinen tilavuus ja käyttäjien todelliset tarpeet lämmitetyssä vedessä.

Lämmitysjärjestelmän kuuman veden määrä lasketaan kaavalla:

W = k * Pmissä

• W - lämmönsiirtimen tilavuus
• P - lämmityskattilan teho;
• k - tehokerroin (litran määrä tehoyksikköä kohden on 13,5, alue - 10-15 litraa).

Tämän seurauksena lopullinen kaava näyttää tältä:

L = 13,5 * P.

Lämmitysväliaineen virtausnopeus on lämmitysjärjestelmän lopullinen dynaaminen arvio, joka kuvaa järjestelmän nesteen kiertonopeutta.

Tämä arvo auttaa arvioimaan putkilinjan tyypin ja halkaisijan:

V = (0,86 * P * μ) / ∆Tmissä

• P - kattilan teho;
• μ - kattilan hyötysuhde;
• .T - menoveden ja paluuveden lämpötilaero.

Edellä olevia hydraulisen laskennan menetelmiä käyttämällä on mahdollista saada todellisia parametreja, jotka ovat tulevan lämmitysjärjestelmän "perusta".

Lämmityslaitteiden valinnasta ja lämpölaskennasta

Pyöreässä pöydässä keskusteltiin useista aiheista, kuten esimerkiksi rakennusten ja rakenteiden teknisten järjestelmien tarkastusjärjestelmän luomisesta, valmistajien, toimittajien ja vähittäiskauppaketjujen vaatimusten noudattamisesta kuluttajien oikeuksien suojelemiseksi, pakollisten tuotteiden testaamisesta lämmityslaitteet, joissa on pakollisesti ilmoitettava testauslaitteiden ehdot, suunnittelusääntöjen kehittäminen ja lämmityslaitteiden käyttö. Keskustelun aikana jälleen kerran havaittiin instrumenttien epätyydyttävä toiminta.

Tältä osin haluaisin huomata, että lämmitysjärjestelmän epätyydyttävä toiminta voidaan arvioida paitsi lämmityslaitteet... Syy on mahdollista myös ulkoseinien, ikkunoiden, pinnoitteiden alennetuissa lämpötekniikan tiedoissa (verrattuna suunnittelutietoihin) ja veden syöttöön alennetussa lämpötilassa olevaan lämmitysjärjestelmään. Kaikki tämä tulisi heijastaa materiaaleihin kattavan lämmitysjärjestelmän teknisen kunnon arvioimiseksi.

Lämmityslaitteiden todellinen lämmönsiirto voi olla eri syistä vaadittua pienempi. Ensinnäkin lämmityslaitteet erotetaan todellisuudessa erilaisista tiloista koriste-aidoilla, verhoilla ja huonekaluilla. Toiseksi lämmitysjärjestelmien teknistä käyttöä koskevien sääntöjen [1] vaatimusten noudattamatta jättäminen.

Laitteiden lämmöntuottoon vaikuttaa esimerkiksi maalin koostumus ja väri. Vähentää kapasiteetin lämmönsiirtoa ja pattereita.

Tunnetun suunnittelijan käsikirjassa [2] esitetty menetelmä lämmityslaitteiden lämpölaskennaksi on tällä hetkellä pätemätön useista syistä.

Tällä hetkellä lämmityslaitteet valitaan usein sen nimellislämpövirran arvon mukaan, toisin sanoen ottamatta huomioon monimutkaista kerrointa nimellislämpövirran saattamiseksi todellisiin olosuhteisiin lämmitysjärjestelmästä riippuen (yksi- tai kaksiputkinen) ), huoneen jäähdytysnesteen ja ilman lämpötila, jonka arvo on yleensä alle 1. Teoksessa esitetään nykyaikaisten laitteiden suositeltu lämpölaskenta [3].

Laitteiden valinta koostuu kokoontaitettavan säteilijän osioiden lukumäärän määrittämisestä tai kokoontaittamattoman säteilijän tai konvektorin tyypin määrittämisestä, jonka ulkoisen lämmönsiirtopinnan on varmistettava vähintään vaaditun lämpövirran siirtyminen huoneeseen ( Kuva 1).

Laskenta suoritetaan jäähdytysnesteen lämpötilassa ennen lämmitintä ja sen jälkeen (asuin- ja julkisissa rakennuksissa käytetään yleensä vettä tai jäädyttämätöntä nestettä), huoneen lämmönkulutus Qnom, joka vastaa laskettua lämpöä alijäämä siinä, viitaten yhteen lämmityslaitteeseen, arvioidulla ulkoilman lämpötilalla [neljä].

Arvioitu kokoontaitettavien lämpöpatterien osien määrä riittävän tarkasti voidaan määrittää seuraavalla kaavalla:

Eristämättömien lämpöpatterien ja konvektorien tyyppi ja pituus olisi määritettävä sillä ehdolla, että niiden nimellislämpövirta Qpom ei saa olla pienempi kuin laskettu lämmönsiirto Qopr:

missä Qopr on lämmittimen arvioitu lämpöteho, W; qsecr on laitteen yhden osan laskettu lämpövirtaustiheys W; Qtr on lämmityslaitteeseen W liittyvä nousuputkien, liittimien, lämmityslaitteeseen W, liittyvä lämmön kokonaissiirto; β on kerroin, joka ottaa huomioon asennustavan, lämmittimen sijainnin [2, 3] (esimerkiksi laitetta asennettaessa se on avoinna ulkoseinän lähellä β = 1, jos sen edessä on suoja laitteet, joissa on aukot yläosassa β = 1,4, ja kun konvektori sijaitsee lattiarakenteessa, kertoimen arvo saavuttaa 2); β1 - kerroin, joka ottaa huomioon lämmönsiirron muutoksen patterista osioiden lukumäärästä tai laitteen pituudesta riippuen, β1 = 0,95-1,05; b - kerroin ilmakehän paine huomioon ottaen, b = 0,95-1,015; qв ja qr - lämmönsiirto 1 m pystysuorista ja vaakasuorista avoimesti asetetuista putkista [W / m], joka otetaan eristämättömille ja eristetyille putkille taulukon mukaisesti. 1 [2, 3]; lw ja lg - pystysuorien ja vaakasuorien putkien pituus tiloissa, m; qnom ja Qnom - kokoontaitettavan tai vastaavan tyyppisen ei-kokoontaitettavan lämmityslaitteen yhden osan nimellinen lämpövirtaustiheys, annettu kohdassa [3], lämmityslaitteiden laboratorion "NIIsantekhniki" (LLC "Vitaterm") suosituksissa ja laitevalmistajien luetteloissa jäähdytysnesteen ja huoneilman keskilämpötilan ero Atav on 70 ° C ja veden virtausnopeus laitteessa 360 kg / h; Atav ja Gpr - todellinen lämpötilaero 0,5 (tg + -) - tv ja jäähdytysnesteen virtaus [kg / h] laitteessa; n ja p ovat kokeellisia numeerisia indikaattoreita, joissa otetaan huomioon laitteen lämmönsiirtokertoimen muutos keskimääräisen lämpötilaeron ja jäähdytysnesteen virtausnopeuden todellisilla arvoilla, samoin kuin laite lämmitysjärjestelmän putkiin, joka on hyväksytty [3]: n tai lämmityslaitteiden laboratorion "NIIsantekhniki" suositusten mukaisesti; tg, to ja tв - jäähdytysnesteen lämpötilojen lasketut arvot ennen laitetta ja sen jälkeen sekä tietyssä huoneessa olevan ilman lämpötila ° C; Kopotn on monimutkainen kerroin, jonka avulla nimellinen lämpövirta saadaan todellisiin olosuhteisiin.

Lämmityslaitetyyppiä [4] valittaessa on pidettävä mielessä, että sen pituuden rakennuksissa, joissa on korkeat terveysvaatimukset, tulisi olla vähintään 75%, asuin- ja muissa julkisissa rakennuksissa - vähintään 50% kattoikkunan pituudesta

Lämmittimen läpi kulkevan lämmitysvälineen arvioitu virtausnopeus [kg / h] voidaan määrittää kaavalla:

Qpom-arvo vastaa tässä yhdelle lämmityslaitteelle osoitettua lämpökuormaa (kun niitä on huoneessa vähintään kaksi).

Lämmityslaitetyyppiä [4] valittaessa on pidettävä mielessä, että sen pituuden rakennuksissa, joissa terveys- ja hygieniavaatimukset ovat kohonneet (sairaalat, esikoululaitokset, koulut, vanhusten ja vammaisten kodeissa), tulisi olla vähintään 75%, asuin- ja muissa julkisissa rakennuksissa - vähintään 50% valoaukon pituudesta.

Esimerkkejä lämmityslaitteiden valinnasta

Esimerkki 1. Määritä vaadittu määrä MC-140-M2-jäähdyttimen osia, asennettuna ilman suojaa 1,5 X 1,5 m: n ikkunalaudan alle, jos tiedossa: lämmitysjärjestelmä on kaksiputkinen, pystysuora, putkenlaskenta on auki, nimellinen Pystysuorien putkien (nousuputkien) halkaisijat tiloissa 20 mm, vaakasuorat (liitännät jäähdyttimeen) 15 mm, huoneen nro 1 laskettu lämmönkulutus Qpom on 1000 W, laskettu menoveden lämpötila tg ja paluuvesi ovat yhtä suuret 95 ° C: seen ja 70 ° C: seen, huoneen ilman lämpötila on t v = 20 ° C, laite on kytketty "ylhäältä alas" -menetelmällä, pystysuorien lw- ja vaakasuorien lg-putkien pituus on vastaavasti 6 ja 3 m . Yhden osan qnom nimellinen lämpövirta on 160 W.

Päätös.

1. Löydämme jäähdyttimen läpi kulkevan veden Gpr virtausnopeuden:

Indeksit n ja p ovat vastaavasti 0,3 ja 0,02; p = 1,02, p1 = 1 ja b = 1.

2. Etsi lämpötilaero Δtav:

3. Löydämme putkien lämmönsiirron Qtr käyttämällä avoimesti asetettujen pysty- ja vaakasuorien putkien lämmönsiirtotaulukoita:

4. Määritä osioiden lukumäärä Npr:

Neljä osaa tulisi hyväksyä asennettavaksi. Jäähdyttimen pituus 0,38 m on kuitenkin alle puolet ikkunan koosta. Siksi on oikein asentaa konvektori, esimerkiksi "Santekhprom Auto". Konvektorin indeksit n ja p otetaan vastaavasti 0,3 ja 0,18.

Laskettu konvektorin Qopr lämmönsiirto löytyy kaavasta:

Hyväksymme konvektorin "Santekhprom Auto" tyypin KSK20-0.918kA, jonka nimellislämpövirta Qnom = 918 W. Konvektorikotelon pituus on 0,818 m.

Esimerkki 2. Määritä tarvittava määrä MC-140-M2-jäähdyttimen osia lasketulla menoveden lämpötilalla tg ja paluu tо on 85 ja 60 ° C. Loput lähtötiedoista ovat samat.

Päätös.

Tässä tapauksessa: Atav = 52,5 ° C; putkien lämmönsiirto tulee olemaan

Kuusi osaa hyväksytään asennettavaksi. Vaaditun jäähdyttimen osien määrän kasvu toisessa esimerkissä johtuu laskettujen meno- ja paluulämpötilojen laskusta lämmitysjärjestelmässä.

Laskelmien mukaan (esimerkki 5) voidaan hyväksyä yksi seinäkonvektori "Santechprom Super Auto", jonka nimellislämpövirta on 3070 W. Esimerkkinä - keskikokoinen konvektori KSK 20-3070k, kulmiteräksisellä venttiilirungolla KTK-U1 ja sulkuosalla. Konvektorikotelon pituus 1273 mm, kokonaiskorkeus 419 mm

Jäähdyttimen pituus 0,57 m on alle puolet ikkunan koosta. Siksi sinun tulisi asentaa esimerkiksi MC-140-300-tyyppinen pienempi korkeudensäädin, jonka yhden osan nimellislämpövirta on 0,12 kW (120 W).

Löydämme osioiden lukumäärän seuraavan kaavan avulla:

Hyväksymme kahdeksan osaa asennettavaksi. Jäähdyttimen pituus on 0,83 m, mikä on yli puolet ikkunan koosta.

Esimerkki 3. Määritä tarvittava määrä MC-140-M2-jäähdyttimen osia, jotka on asennettu ikkunalautojen alle ilman kahden ikkunan seulaa, joiden koko on 1,5 x 1,5 m ja seinät, jos tiedetään: lämmitysjärjestelmä on kaksiputki, pystysuora, avoin putki , huoneen pystysuorien putkien nimellishalkaisijat 20 mm, vaakasuorat (liitännät ennen jäähdytintä ja sen jälkeen) 15 mm, huoneen laskettu lämmönkulutus Qpom on 3000 W, tuloveden tg ja paluuveden lasketut lämpötilat ovat 95 ja 70 ° C, huoneen ilman lämpötila on tв = 20 ° C, laitteen liitäntä

"ylhäältä alas" -menetelmän mukaan pystysuorien lw- ja vaakasuorien lg-putkien pituus on vastaavasti 6 ja 4 m. Yhden osan nimellinen lämpövirta qnom = 0,16 kW (160 W). Päätös.

1. Määritä kahden patterin läpi kulkevan veden Gpr virtausnopeus:

Indeksit n ja p ovat vastaavasti 0,3 ja p 0,02; p = 1,02, p1 = 1 ja b = 1.

2. Etsi lämpötilaero Δtav:

3. Löydämme putkien lämmönsiirron Qtr käyttämällä avoimesti asetettujen pysty- ja vaakasuorien putkien lämmönsiirtotaulukoita:

4. Määritä osioiden kokonaismäärä Npr:

Hyväksymme asennettavaksi kaksi patteria 9 ja 10 osasta.

Esimerkki 4. Määritä tarvittava määrä MC-140-M2-lämpöpatterilohkoja lasketulla menoveden lämpötilalla tg ja käännä tasalle 85 ja 60 ° C. Loput lähtötiedoista ovat samat.

Päätös.

Tässä tapauksessa: Atav = 52,5 ° C; putkien lämmönsiirto on:

Hyväksymme asennettavaksi kaksi 12 osion patteria.

Esimerkki 5. Määritä konvektorityyppi lasketuissa menoveden lämpötiloissa tp ja palaa tasolle 85 ja 60 ° C sekä huoneen laskettu lämmönkulutus Qpom, joka on yhtä suuri kuin 2000 W. Loput lähtötiedoista esitetään esimerkissä 3: n = 0,3, p = 0,18.

Tässä tapauksessa: Atav = 52,5 ° C; putkien lämmönsiirto on:

Sitten

On mahdollista hyväksyä yksi seinäasennettava konvektori "Santekhprom Super Auto", jonka nimellislämpövirta on 3070 W. Konvektori KSK 20-3070k, keskisyvyys, esimerkiksi kulmiteräksisellä venttiilirungolla KTK-U1 ja sulkuosalla. Konvektorikotelon pituus on 1273 mm, kokonaiskorkeus 419 mm.

On myös mahdollista asentaa NBBK LLC: n valmistama KS20-3030-konvektori, jonka nimellislämpövirta on 3030 W ja kotelon pituus 1327 mm.

Esimerkki lämpösuunnittelusta

Esimerkkinä lämmön laskemisesta on tavallinen 1-kerroksinen talo, jossa on neljä olohuonetta, keittiö, kylpyhuone, talvipuutarha ja kodinhoitohuoneet.

Perusta on valmistettu monoliittisesta teräsbetonilaatasta (20 cm), ulkoseinät ovat betonia (25 cm) rappauksella, katto on puupalkkeja, katto on metallia ja mineraalivillaa (10 cm)

Määritetään talon alkuperäiset parametrit, jotka ovat tarpeen laskelmia varten.

Rakennuksen mitat:

• lattian korkeus - 3 m;
• pieni ikkuna rakennuksen etu- ja takaosassa 1470 * 1420 mm;
• iso julkisivuikkuna 2080 * 1420 mm;
• sisäänkäyntiovet 2000 * 900 mm;
• takaovet (uloskäynti terassille) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Rakennuksen kokonaisleveys on 9,5 m2, pituus 16 m2. Vain olohuoneet (4 kpl), kylpyhuone ja keittiö lämmitetään.

Seinien lämpöhäviön laskemiseksi tarkasti ulkoseinien alueelta on vähennettävä kaikkien ikkunoiden ja ovien pinta-ala - tämä on täysin erityyppinen materiaali, jolla on oma lämpövastus

Aloitamme laskemalla homogeenisten materiaalien pinta-alat:

• lattiapinta-ala - 152 m2;
• kattoala - 180 m2, kun otetaan huomioon ullakkokorkeus 1,3 m ja uran leveys - 4 m;
• ikkunan pinta-ala - 3 * 1,47 * 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m2;
• oven pinta-ala - 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m2.

Ulkoseinien pinta-ala on 51 * 3-9,22-7,4 = 136,38 m2.

Siirrytään eteenpäin kunkin materiaalin lämpöhäviön laskemiseen:

• Qpol = S * ∆T * k / d = 152 * 20 * 0,2 / 1,7 = 357,65 W;
• Qroof = 180 * 40 * 0,1 / 0,05 = 14400 W;
• Qwindow = 9,22 * 40 * 0,36 / 0,5 = 265,54 W;
• Qdoor = 7,4 * 40 * 0,15 / 0,75 = 59,2 W;

Ja myös Qwall vastaa 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546. Kaikkien lämpöhäviöiden summa on 19628,4 W.

Tuloksena lasketaan kattilan teho: 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.

Laskemme yhden huoneen patterilohkojen lukumäärän. Kaikille muille laskelmat ovat samat. Esimerkiksi kulmahuone (kaavion vasen, alakulma) on 10,4 m2.

Siksi 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.

Tämä huone vaatii 9 osaa lämpöpatteria, jonka lämpöteho on 180 W.

Jatkamme järjestelmän jäähdytysnesteen määrän laskemista - W = 13,5 * P = 13,5 * 21 = 283,5 litraa. Tämä tarkoittaa, että jäähdytysnesteen nopeus on: V = (0,86 * P * μ) / ∆T = (0,86 * 21000 * 0,9) / 20 = 812,7 litraa.

Tämän seurauksena järjestelmän koko jäähdytysaineen tilavuuden kokonaisvaihto vastaa 2,87 kertaa tunnissa.

Lämpölaskentaa käsittelevä artikkeli auttaa määrittämään lämmitysjärjestelmän elementtien tarkat parametrit:

1. Yksityisen talon lämmitysjärjestelmän laskeminen: säännöt ja laskentaesimerkit
2. Rakennuksen lämpölaskenta: laskelmien suorittamisen yksityiskohdat ja kaavat + käytännön esimerkit

Lämpöpatterin laskeminen pakotetulla konvektiolla varustetun lämmönvaihtimen elementtinä.

Esitetään tekniikka, jossa käytetään esimerkkiä Intel Pentium4 Willamette 1,9 GHz -prosessorista ja ADDA Corporationin valmistamasta B66-1A -jäähdyttimestä, joka kuvaa menetelmän laskennallisten lämpöpatterien laskemiseksi, jotka on suunniteltu jäähdyttämään pakotetulla konvektiolla varustettujen ja litteiden elektronisten laitteiden lämpöä tuottavia elementtejä. lämpökosketuspinnat, joiden teho on enintään 100 W. Tekniikka mahdollistaa nykyaikaisten suuritehoisten pienikokoisten lämmönpoistolaitteiden käytännön laskemisen ja soveltaa niitä koko jäähdytystä tarvitsevien radioelektronisten laitteiden spektriin.

Lähtötietoihin asetetut parametrit:

P

= 67 W, jäähdytetyn elementin hukkaama teho;

qkanssa

= 296 ° K, väliaineen (ilman) lämpötila Kelvin-asteina;

qennen

= 348 ° K, kiteen rajoittava lämpötila;

qR

= nn ° K, jäähdytyselementin pohjan keskilämpötila (laskettu laskennan aikana);

H

= 3 10-2 m, jäähdyttimen rungon korkeus metreinä;

d

= 0,8 10-3 m, kylkiluun paksuus metreinä;

b

= 1,5 10-3 m, kylkiluiden välinen etäisyys;

lm

= 380 W / (m ° K), patterimateriaalin lämmönjohtavuuskerroin;

L

= 8,3 10-2 m, säteilijän koko reunaa pitkin metreinä;

B

= 6,9 10-2 m, jäähdyttimen koko evien poikki;

MUTTA

= 8 10-3 m, jäähdyttimen pohjan paksuus;

V

³ 2 m / s, ilman nopeus jäähdyttimen kanavissa;

Z

= 27, jäähdyttimen evien lukumäärä;

uR

= nn K, jäähdytyselementin ylikuumenemislämpötila, lasketaan laskennan aikana;

eR

= 0,7, patterin mustuusaste.

Oletetaan, että lämmönlähde sijaitsee jäähdyttimen keskellä.

Kaikki lineaariset mitat mitataan metreinä, lämpötila kelvineinä, teho watteina ja aika sekunteina.

Jäähdyttimen rakenne ja laskelmiin tarvittavat parametrit on esitetty kuvassa 1.

Kuva 1.

Laskentamenetelmä.

1. Määritä kylkiluiden välisten kanavien kokonaispoikkipinta-ala kaavalla:

Sк = (Z - 1) · b · H [1]

Hyväksyttyjen lähtötietojen osalta - Sk = (Z - 1) b H = (27-1) 1,5 10-3 3 10-2 = 1,1 10-3 m2

Puhaltimen keskitetyssä asennuksessa ilmavirta poistuu kahden päätypinnan läpi ja kanavien poikkipinta-ala kaksinkertaistuu 2,2 10-3 m2: iin.

2. Asetamme kaksi arvoa jäähdyttimen pohjan lämpötilalle ja suoritamme laskelman kullekin arvolle:

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

Täältä määritetään jäähdyttimen pohjan ylikuumenemislämpötila. uR

ympäristön kannalta.

uр = qр - qс [2]

Ensimmäisen pisteen kohdalla uр = 57 ° K, toisen kohdalla uр = 17 ° K.

3. Määritä lämpötila q

vaaditaan Nusselt (Nu) ja Reynolds (Re) -kriteerien laskemiseksi:

q = qс + P / (2 · V · Sк · r · Cр) [3]

Missä: qkanssa
–
ilman lämpötila, ympäristö,

V

- ilman nopeus kylkiluiden välissä olevissa kanavissa, m / s;

Settä

- kylkiluiden välisten kanavien kokonaispoikkipinta-ala, m2;

r

- ilman tiheys lämpötilassa
q
Ke, kg / m3,

q

cf = 0,5 (
qp +qkanssa)
;

CR

- ilman lämpökapasiteetti lämpötilassa
q
Ke, J / (kg x ° K);

P

- jäähdyttimen hukkaama teho.

Hyväksyttyjen lähtötietojen osalta - q = qс + P / (2 V Sк r Cр) = 296 K + 67 / (2 2 m / s 1,1 10-3m2 1,21 1005) = 302, 3 ° C (29,3 ° C)

* Tiettyyn lämpöpatteriin, jossa on keskipuhallin, V

laskelmista 1,5 - 2,5 m / s (katso liite 2), julkaisuista [L.3] noin 2 m / s. Lyhyesti laajeneville kanaville, kuten Golden Orb -jäähdyttimelle, jäähdytysilman nopeus voi olla 5 m / s.

4. Määritä Reynoldsin ja Nusseltin kriteerien arvot, joita tarvitaan patterilevyjen lämmönsiirtokertoimen laskemiseen:

Re = V · L / n [4]

Missä: n

- ilman kinemaattisen viskositeetin kerroin
qkanssa,m2/kanssa
liitteen 1 taulukosta 1.

Hyväksyttyjen lähtötietojen osalta - Re = VL / n = 2 8,3 10-2 / 15,8 10-6 = 1,05104

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

Hyväksyttyjen lähtötietojen osalta - Nu = 0,032 Re 0,8 = 0,032 (2,62 104) 0,8 = 52,8

5. Määritä jäähdyttimen evien konvektiivisen lämmönsiirtokerroin:

aettä
=Nu·lklo/
P W / (m
2
K) [6]

Missä, l

- ilman lämmönjohtavuuskerroin (W / (m deg))
qkanssa
liitteen 1 taulukosta 1.

Hyväksyttyjen lähtötietojen osalta - ak = Nu · lv / L = 52,8 · 2,72 10-2 / 8,3 10-2 = 17,3

6. Määritä apukertoimet:

m = (2 · ak / lm · d) 1/2 [7]

määritämme mh: n arvon ja hyperbolisen th: n (mh) tangentin.

Hyväksyttyjen lähtötietojen osalta - m = (2 ak / lm d) 1/2 = (2 17,3 / (380 0,8 10-3)) 1/2 = 10,6

Hyväksyttyjen lähtötietojen osalta - m · H = 10,6 · 3 10-2 = 0,32; th (mH) = 0,31

7. Määritä lämpöpatterin konvektiolla luovutettavan lämmön määrä:

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

Missä: Z

- kylkiluiden lukumäärä

lm

= patterimetallin lämmönjohtavuuskerroin, W / (m
·
° K);

m

- katso kaava 7;

SR

- jäähdyttimen rungon poikkileikkausala, m2,

Sр = L · d [9]

uR

- jäähdyttimen pohjan ylikuumenemislämpötila.

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

Prk = Z · lm · m · Sr · uр · th (m · H) = 27 · 380 · 10,6 · 6,6 10–5 · 57 · 0,31 = 127 W.

8. Määritä jäähdyttimen pohjan keskilämpötila:

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

Missä: ch
(mH)
- kosini on hyperbolinen.

Hyväksyttyjen lähtötietojen osalta - qср = (qр / 2) [1 + 1 / ch (m · H)] = (353/2) [1 + 1 / 1,05] = 344 ° K (71 ° С)

* Hyperbolisen tangentin ja kosinin suuruus lasketaan teknisen laskimen avulla suorittamalla peräkkäin "hyp" - ja "tg" - tai "cos" -operaatiot.

9. Määritä säteilylämmönsiirtokerroin:

al = eр · f (qср, qс) · j [11]

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

Hyväksyttyjen lähtötietojen osalta - f (qcr, qc) = 0,23 [5 10-3 (qcr + qc)] 3 = 0,23 [5 10-3 (335 + 296)] 3 = 7,54

Säteilykerroin:

j = b / (b + 2h)

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. Määritä säteilevän lämpövirran pinta-ala:

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

Hyväksyttyjen lähtötietojen osalta - Sl = 2 L [(Z -1) · (b + d) + d] +2 H · L · Z = 0,1445 m2

11. Määritä säteilyn kautta luovutettavan lämmön määrä:

Pl = al · Sl (qav - qc) [13]

Hyväksyttyjen lähtötietojen osalta - Pl = alSl (qav - qc) = 0,25 0,1445 (344 - 296) = 1,73 W

12. Jäähdyttimen luovuttama lämmön kokonaismäärä tietyssä lämpöpatterin lämpötilassa qр = 353K:

P = Prk + Pl [14]

Hyväksyttyjen lähtötietojen osalta - P = Prk + Pl = 127 + 1,73 = 128,7 W.

13. Toistamme jäähdytyselementin lämpötilan laskelmat q

p = 313K, ja piirrämme lasketun lämpöpatterin lämpöominaisuudet kahteen pisteeseen. Tälle pisteelle P = 38W. Pystyakseli edustaa tässä lämpöpatterin luovuttamaa lämpömäärää.
PR
ja jäähdyttimen vaakasuora lämpötila on
qR
.

Kuva 2

Tuloksena olevasta kaaviosta määritetään tietylle teholle 67 W, qR

= 328 ° K tai 55 ° C.

14. Jäähdyttimen lämpöominaisuuksien mukaan määritämme, että tietyllä teholla PR

= 67 W, jäähdytyselementin lämpötila
qR
= 328,5 ° C Jäähdyttimen ylikuumenemislämpötila
uR
voidaan määrittää kaavalla 2.

Se on yhtä suuri kuin uр = qр - qс = 328-296 = 32 ° K.

15. Määritä kiteen lämpötila ja vertaa sitä valmistajan asettamaan raja-arvoon

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

Missä:

qR
–
jäähdyttimen pohjan lämpötila tietylle suunnittelupisteelle,

R

- kaavan 14 mukaisen laskennan tulos,

r

pc - prosessorikotelon lämpökestävyys - kide, tälle lämmönlähteelle on 0,003 K / W

r

pr on kotelon jäähdyttimen lämpövastus, tietylle lämmönlähteelle se on 0,1 K / W (lämpöä johtavalla pastalla).

Saatu tulos on alle valmistajan määrittämän maksimilämpötilan ja on lähellä tietoja [L.2] (noin 57 ° C). Tässä tapauksessa kiteen ylikuumenemislämpötila suhteessa ympäröivään ilmaan on edellä olevissa laskelmissa 32 ° C ja [L.2] 34 ° C.

Yleisesti ottaen kahden tasaisen pinnan lämpöresistanssi juotteita, tahnoja ja liimoja käytettäessä:

r =

d
että
lk-1
·
Scont
-1
[16]

Missä: d

k on jäähdyttimen ja lämpöä johtavalla materiaalilla täytetyn jäähdytetyn yksikön kotelon välisen rakon paksuus metreinä,

lettä

- lämmönjohtavan materiaalin lämmönjohtavuuskerroin rakossa W / (m K),

Sjatkuu

Onko kosketuspinnan pinta-ala m2.

Arvioitu rcr: n arvo riittävän kiristämällä ja ilman tiivisteitä ja voiteluaineita on

rcr = 2,2 / leveys

Tahnoja käytettäessä lämpövastus laskee noin 2 kertaa.

16. Vertaa qettä

kanssa
qennen
, saimme jäähdyttimen
qettä
= 325 ° K, vähemmän
qennen=
348 ° K, - annettu jäähdytin antaa laitteen lämpömuodolle marginaalin.

17. Määritä lasketun jäähdytyselementin lämpövastus:

r =

u
R
/ P (° K / W) [17]

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

Tulokset:

Laskettu lämmönvaihdin poistaa 67 W: n lämpötehon jopa 23 ° C: n ympäristön lämpötilassa, kun taas kiteen lämpötila 325 ° K (62 ° C) ei ylitä 348 ° K (75 ° C) tälle prosessorille sallittua.

Erityisen pintakäsittelyn käyttäminen lämpötehon tuottamisen lisäämiseksi säteilyllä jopa 50 ° C: n lämpötilassa osoittautui tehottomaksi eikä sitä voida suositella, koska ei maksa kustannuksia.

Haluaisin, että tämä materiaali auttaa sinua paitsi laskemaan ja valmistamaan modernin pienikokoisen erittäin tehokkaan lämmönvaihtimen, samanlainen kuin tietotekniikassa laajalti käytetty, mutta myös tekemään pätevästi päätökset tällaisten laitteiden käytöstä tehtäviesi suhteen .

Vakiot lämmönvaihtimen laskemiseksi.

pöytä 1

Välilämpötilojen vakioiden arvot voidaan ensimmäisessä likiarvossa saada piirtämällä funktiokaaviot ensimmäisessä sarakkeessa ilmoitetuille lämpötiloille.

Liite 2.

Jäähdyttimen ilmanjäähdytysnopeuden laskeminen.

Jäähdytysnesteen liikkumisnopeus pakotetun konvektion aikana kaasuissa:

V = Gv / Sк

Missä: Gv on jäähdytysnesteen tilavuusvirta (70x70 tuulettimelle, Sp = 30 cm2, 7 terää, Rem = 2,3 W, w = 3500 rpm, Gv = 0,6-0,8 m3 / min. Tai itse asiassa 0, 2 -0,3 tai V = 2m / s),

Sк - kanavan poikkipinta-ala vapaa kulkemista varten.

Ottaen huomioon, että puhaltimen virtaama on 30 cm2 ja jäähdyttimen kanavien pinta-ala on 22 cm2, ilman puhallusnopeus määritetään pienemmäksi ja on yhtä suuri:

V = Gv / S = 0,3 m3

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

Laskelmia varten otamme 2 m / s.

Kirjallisuus:

1. CEA-suunnittelijan käsikirja, toim. RG Varlamov, M, Neuvostoliiton radio, 1972;
2. REA-suunnittelijan käsikirja, toimittaja RG Varlamov, M, Neuvostoliiton radio, 1980;
3. https://www.ixbt.com/cpu/, Socket 478: n jäähdyttimet, kevät-kesä 2002, Vitaly Krinitsin

   , Julkaistu - 29. heinäkuuta 2002;

4. https://www.ixbt.com/cpu/, Ilman nopeuksien mittaaminen jäähdytyspuhaltimien ja jäähdyttimien takana, Alexander Tsikulin, Alexey Rameykin, Julkaistu - 30. elokuuta 2002.

valmistettu vuonna 2003 materiaalien L.1 ja 2 perusteella

Sorokin A.D.

Tämä tekniikka voidaan ladata PDF-muodossa täältä.

Lämpötehon tarkka laskenta

Tätä varten käytetään korjauskertoimia:

• K1 riippuu ikkunoiden tyypistä. Kaksikammioiset kaksinkertaiset ikkunat vastaavat yhtä, tavalliset lasit - 1,27, kolmikammioiset - 0,85;
• K2 näyttää seinien lämpöeristysasteen. Se on alueella 1 (vaahtobetoni) - 1,5 betonilohkoihin ja muuriin 1,5 tiilessä;
• K3 heijastaa ikkunoiden pinnan ja lattian välistä suhdetta. Mitä enemmän ikkunakehyksiä on, sitä suurempi lämpöhäviö. Kun lasitus on 20%, kerroin on 1 ja 50%: lla se kasvaa arvoon 1,5;
• K4 riippuu rakennuksen ulkopuolella olevasta minimilämpötilasta lämmityskauden aikana. Lämpötila -20 ° C otetaan yksikkönä ja sitten lisätään tai vähennetään 0,1 jokaista 5 astetta kohden;
• K5 ottaa huomioon ulkoseinien määrän. Kerroin yhdelle seinälle on 1, jos niitä on kaksi tai kolme, se on 1,2, kun neljä - 1,33;
• K6 kuvaa huoneen tyyppiä, joka sijaitsee tietyn huoneen yläpuolella. Jos yläosassa on asuinkerros, korjausarvo on 0,82, lämmin ullakko - 0,91, kylmä ullakko - 1,0;
• K7 - riippuu kattojen korkeudesta. 2,5 metrin korkeudelle tämä on 1,0 ja 3 metrille - 1,05.

Kun kaikki korjauskertoimet ovat tiedossa, lämmitysjärjestelmän teho lasketaan jokaiselle huoneelle seuraavalla kaavalla:

Huoneen ja rakennuksen kokonaislämpölaskenta, lämpöhäviökaava

Lämpölaskenta

Joten ennen oman kodin lämmitysjärjestelmän laskemista sinun on selvitettävä joitain tietoja, jotka liittyvät itse rakennukseen.

Talon projektista opit lämmitettyjen tilojen mitat - seinien korkeuden, alueen, ikkuna- ja oviaukkojen määrän sekä niiden mitat. Kuinka talo sijaitsee suhteessa pääkohtiin. Ole tietoinen alueesi keskimääräisistä talvilämpötiloista. Mistä materiaalista rakennus itse on rakennettu?

Erityistä huomiota ulkoseiniin. Varmista, että määrität komponentit lattiasta maahan, joka sisältää rakennuksen perustan. Sama pätee yläosiin eli kattoon, kattoon ja laatoihin.

Nämä rakenteen parametrit antavat sinun siirtyä hydrauliseen laskentaan. Tunnustetaan tosiasia, että kaikki yllä olevat tiedot ovat saatavilla, joten niiden keräämisessä ei pitäisi olla ongelmia.

Kattava lämpökuormituksen laskenta

Lämpökuormiin liittyvien kysymysten teoreettisen ratkaisun lisäksi suunnittelun aikana tehdään useita käytännön toimenpiteitä. Kattavat lämpötekniset tutkimukset sisältävät kaikkien rakennusrakenteiden, mukaan lukien katot, seinät, ovet, ikkunat, termografian. Tämän työn ansiosta on mahdollista määrittää ja tallentaa erilaisia ​​tekijöitä, jotka vaikuttavat talon tai teollisuusrakennuksen lämpöhäviöön.

Lämpökartoitukset tarjoavat luotettavimmat tiedot tietyn rakennuksen lämpökuormista ja lämpöhäviöistä tietyn ajanjakson ajan. Käytännön toimenpiteiden avulla voidaan selvästi osoittaa, mitä teoreettiset laskelmat eivät voi osoittaa - tulevan rakenteen ongelmakohdat.

Kaikesta edellä esitetystä voidaan päätellä, että lämminvesijärjestelmän, lämmityksen ja ilmanvaihdon lämpökuormitusten laskelmat ovat samanlaisia ​​kuin lämmitysjärjestelmän hydraulilaskelmat, ja ne on ehdottomasti suoritettava ennen lämmitysjärjestelyn aloittamista. lämmitysjärjestelmää omassa talossa tai muuhun tarkoitukseen tarkoitetussa laitoksessa. Kun lähestymistapa työhön tehdään oikein, lämmitysrakenteen häiriötön toiminta varmistetaan ilman lisäkustannuksia.

Videoesimerkki rakennuksen lämmitysjärjestelmän lämpökuorman laskemisesta: