A fűtési rendszer tervezése és hőszámítása kötelező szakasz a ház fűtésének elrendezésében. A számítási tevékenységek fő feladata a kazán és a radiátor rendszer optimális paramétereinek meghatározása.
El kell ismernie, hogy első pillantásra úgy tűnhet, hogy csak mérnök végezhet hőtechnikai számítást. Azonban nem minden ilyen bonyolult. A műveletek algoritmusának ismeretében kiderül, hogy önállóan elvégzi a szükséges számításokat.
A cikk részletesen leírja a számítási eljárást, és megadja az összes szükséges képletet. A jobb megértés érdekében elkészítettünk egy példát egy hőház termikus számítására.
A helyiségek hőmérsékleti rendszereinek normái
A rendszer paramétereinek bármilyen számítása előtt legalább ismernie kell a várt eredmények sorrendjét, valamint rendelkeznie kell bizonyos táblázatos értékek szabványosított jellemzőivel, amelyeket helyettesíteni kell a képletekben vagy azok vezéreljék őket.
Miután elvégezte az ilyen konstansokkal végzett paraméterek számítását, biztos lehet a rendszer keresett dinamikus vagy állandó paraméterének megbízhatóságában.
Különböző rendeltetésű helyiségek vonatkozásában referencia-előírások vonatkoznak a lakó- és nem lakóhelyiségek hőmérsékleti rendszereire. Ezeket a normákat az úgynevezett GOST-ok rögzítik.
A fűtési rendszer esetében ezen globális paraméterek egyike a szobahőmérséklet, amelynek évszaktól és a környezeti feltételektől függetlenül állandónak kell lennie.
Az egészségügyi előírások és szabályok szabályozása szerint a nyári és a téli évszakhoz képest hőmérséklet-különbségek vannak. A légkondicionáló rendszer felelős a szoba hőmérsékleti rendjéért a nyári szezonban, kiszámításának elvét ebben a cikkben részletesen leírják.
De a szoba hőmérsékletét télen a fűtési rendszer biztosítja. Ezért érdekelnek a hőmérsékleti tartományok és azok tűrései a téli szezonban.
A legtöbb szabályozási dokumentum a következő hőmérsékleti tartományokat írja elő, amelyek lehetővé teszik az ember számára, hogy jól érezze magát egy szobában.
Legfeljebb 100 m2 alapterületű irodai típusú nem lakóhelyiségek:
- 22-24 ° C - optimális levegő hőmérséklet;
- 1 ° C - megengedett ingadozás.
A 100 m2-nél nagyobb irodaterületű helyiségek hőmérséklete 21-23 ° C. Ipari típusú nem lakóhelyiségek esetében a hőmérsékleti tartományok nagymértékben eltérnek a helyiség rendeltetésétől és a kialakult munkavédelmi előírásoktól függően.
Minden embernek megvan a maga szobahőmérséklete. Valaki szereti, ha nagyon meleg van a szobában, valakinek kényelmes, ha a szoba hűvös - ez egészen egyedi
Ami a lakóhelyiségeket illeti: lakások, magánházak, birtokok stb., Vannak bizonyos hőmérsékleti tartományok, amelyek a lakók kívánságaitól függően állíthatók be.
És mégis, egy lakás és egy ház meghatározott helyiségeihez:
- 20-22 ° C - nappali, beleértve a gyermekszobát, tolerancia ± 2 ° С -
- 19-21 ° C - konyha, WC, tolerancia ± 2 ° С;
- 24-26 ° C - fürdőszoba, zuhanyzó, medence, tolerancia ± 1 ° С;
- 16-18 ° C - folyosók, folyosók, lépcsők, raktárak, tűréshatár + 3 ° С
Fontos megjegyezni, hogy még több olyan alapvető paraméter van, amely befolyásolja a helyiség hőmérsékletét, és amelyekre a fűtési rendszer kiszámításakor kell összpontosítania: páratartalom (40-60%), az oxigén és a szén-dioxid koncentrációja a levegőben (250: 1), a légtömeg mozgási sebessége (0,13-0,25 m / s) stb.
Hőátadó mechanizmusok a hőcserélők számításánál
A hőátadás a hőátadás három fő típusán keresztül történik. Ezek a konvekció, a hővezetés és a sugárzás.
A hővezetési mechanizmus elvei szerint haladó hőcserélő folyamatokban a hőátadás a molekulák és atomok rugalmas rezgéseinek energiájának átadásaként történik. Ez az energia egyik atomról a másikra csökkenés irányában kerül átvitelre.
A hőátadás paramétereinek a hővezetési elv alapján történő kiszámításakor a Fourier-törvényt alkalmazzák:
A hőmennyiség kiszámításához az áramlás áthaladásának idejére, a felületre, a hőmérsékleti gradiensre és a hővezetési együtthatóra vonatkozó adatokat használjuk. A hőmérsékleti gradiens alatt a hőátadás irányának változását értem egységenként.
A hővezető együttható alatt a hőátadás sebességét értjük, vagyis azt a hőmennyiséget, amely időegységenként egy felületen áthalad.
Bármely hőszámítás figyelembe veszi, hogy a fémeknél a legnagyobb a hővezető együttható. A különféle szilárd anyagok aránya sokkal alacsonyabb. A folyadékok esetében ez a mutató általában alacsonyabb, mint bármelyik szilárd anyagé.
A hőcserélők kiszámításakor, ahol az egyik közegből a másikba történő hőátadás a falon megy keresztül, a Fourier-egyenletet használjuk az átadott hő mennyiségére vonatkozó adatok megszerzésére is. A végtelen kis vastagságú síkon áthaladó hőmennyiségként számolják.
Ha a falvastagság mentén integráljuk a hőmérséklet-változások mutatóit, akkor megkapjuk
Ennek alapján kiderül, hogy a fal belsejében a hőmérséklet az egyenes törvényének megfelelően csökken.
Konvekciós hőátadási mechanizmus: számítások
Egy másik hőátadási mechanizmus a konvekció. Ez a közeg térfogatának megfelelő hőátadás kölcsönös mozgásuk révén. Ebben az esetben a hő átadását a közegből a falba és fordítva, a faltól a munkaközegig hőátadásnak nevezzük. Az átvitt hőmennyiség meghatározásához Newton törvényét alkalmazzuk
Ebben a képletben a a hőátadási tényező. A munkaközeg turbulens mozgása esetén ez az együttható számos további mennyiségtől függ:
- a folyadék fizikai paraméterei, különösen a hőteljesítmény, a hővezető képesség, a sűrűség, a viszkozitás;
- a hőátadó felület gázzal vagy folyadékkal történő lemosásának feltételei, különösen a folyadék sebessége, iránya;
- az áramlást korlátozó térbeli viszonyok (hossz, átmérő, felület alakja, érdessége).
Következésképpen a hőátadási együttható sok mennyiség függvénye, amelyet a képlet mutat be
A dimenzióanalízis lehetővé teszi funkcionális kapcsolat levezetését a sima, egyenes és hosszú csövekben az áramlás turbulens jellegében jellemző hőátadást jellemző hasonlósági kritériumok között.
Ezt a képlet segítségével számítják ki.
Hőátbocsátási tényező a hőcserélők kiszámításakor
A vegyipari technológiában gyakran előfordul, hogy két folyadék között hőelváltás történik egy elválasztó falon keresztül. A hőcserélési folyamat három szakaszon megy keresztül. Az állandó állapotú folyamat hőárama változatlan marad.
Az első munkaközegtől a falig, majd a hőátadó felület falán, majd a faltól a második munkaközegig áthaladó hőáram kiszámítását végezzük.
Ennek megfelelően három képletet használnak a számításokhoz:
Az egyenletek együttes megoldásának eredményeként megkapjuk
A mennyiség
és ott van a hőátadási együttható.
Az átlagos hőmérséklet-különbség kiszámítása
Amikor a hőmérleg segítségével meghatározták a szükséges hőmennyiséget, ki kell számítani a hőcserélő felületet (F).
A szükséges hőcserélő felület kiszámításakor ugyanazt az egyenletet alkalmazzuk, mint az előző számításokban:
A legtöbb esetben a munkaközeg hőmérséklete megváltozik a hőcserélő folyamatok során. Ez azt jelenti, hogy a hőmérséklet-különbség a hőcserélő felület mentén megváltozik. Ezért kiszámítják az átlagos hőmérséklet-különbséget.És mivel a hőmérsékletváltozás nem lineáris, kiszámoljuk a logaritmikus különbséget. Az egyenes átfolyással ellentétben, a munkaközeg ellenáramlásával a hőcserélő felület szükséges területe kisebbnek kell lennie. Ha mind a közvetlen, mind az ellenáramú áramlást egyazon hőcserélő löketnél alkalmazzák, a hőmérséklet-különbséget az arány alapján határozzák meg.
A ház hőveszteségének kiszámítása
A termodinamika második törvénye (iskolafizika) szerint a kevésbé fűtött és a jobban fűtött mini- vagy makrotárgyak között nincs spontán energiaátadás. Ennek a törvénynek egy speciális esete a hőmérséklet-egyensúly megteremtésére irányuló „törekvés” két termodinamikai rendszer között.
Például az első rendszer egy -20 ° C hőmérsékletű környezet, a második rendszer egy + 20 ° C belső hőmérsékletű épület. A fenti törvény szerint ez a két rendszer az energiacserén keresztül törekszik az egyensúlyra. Ez a második rendszer hőveszteségének és az első hűtésének segítségével történik.
Egyértelműen elmondható, hogy a környezeti hőmérséklet attól a szélességtől függ, amelyen a magánház található. És a hőmérséklet-különbség befolyásolja az épületből szivárgó hőmennyiséget (+)
A hőveszteség a hő (energia) akaratlan felszabadulását jelenti valamilyen tárgyból (ház, lakás). Egy hétköznapi lakás esetében ez a folyamat nem annyira „észrevehető” egy magánházhoz képest, mivel a lakás az épületen belül helyezkedik el, és „szomszédos” más lakásokkal.
Egy magánházban a hő a külső falakon, a padlón, a tetőn, az ablakokon és az ajtókon keresztül egy-egy fokon „elszökik”.
Ismerve a legkedvezőtlenebb időjárási körülmények közötti hőveszteség mértékét és ezen körülmények jellemzőit, nagy pontossággal kiszámítható a fűtési rendszer teljesítménye.
Tehát az épületből szivárgó hőmennyiséget a következő képlettel számolják:
Q = Qfloor + Qwall + Qwindow + Qroof + Qdoor +… + Qihol
Qi - az épület burkolatának egyenletes megjelenése által okozott hőveszteség mértéke.
A képlet minden összetevőjét a következő képlet számítja ki:
Q = S * ∆T / Rhol
- Q - hőszivárgások, V;
- S - meghatározott típusú építmény területe, négyzetméter m;
- ∆T - környezeti és beltéri levegő közötti hőmérséklet-különbség, ° C;
- R - bizonyos típusú szerkezetek hőellenállása, m2 * ° C / W
A ténylegesen meglévő anyagok hőellenállásának értékét ajánlott a kiegészítő táblákból venni.
Ezenkívül a hőellenállás a következő arány alkalmazásával érhető el:
R = d / khol
- R - hőellenállás, (m2 * K) / W;
- k - az anyag hővezetési tényezője, W / (m2 * K);
- d Ennek az anyagnak a vastagsága m.
A nedves tetőszerkezetű régebbi házakban hőszivárgás lép fel az épület tetején, mégpedig a tetőn és a padláson keresztül. A mennyezet felmelegítésére vagy a tetőtéri tető hőszigetelésére vonatkozó intézkedések végrehajtása megoldja ezt a problémát.
Ha szigeteli a tetőtér és a tető, akkor a ház teljes hővesztesége jelentősen csökkenthető.
Számos más típusú hőveszteség van a házban a szerkezeti repedések, a szellőzőrendszer, a konyhai burkolat, az ablakok és ajtók kinyitása révén. De nincs értelme figyelembe venni térfogatukat, mivel ezek a fő hőszivárgások teljes számának legfeljebb 5% -át teszik ki.
A fűtési hálózat termikus képellenőrzése
A fűtési hálózatok hőveszteségének kiszámítását egy termikus képalkotó felmérés egészítette ki.
A fűtési hálózat hőképalkotó vizsgálata segít a csővezetékek és a hőszigetelés helyi hibáinak felderítésében a későbbi javítás vagy csere céljából.
A csővezetékek hőszigetelése a hűtőfolyadékkal megsérült. A maximális hőmérséklet nyitott területeken 59,3 ° C volt
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal. A maximális hőmérséklet nyitott területeken 54,5 ° C volt
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal. A maximális hőmérséklet nyitott területeken 56,2 ° C volt
A csővezetékek hőszigetelése a hűtőfolyadékkal megsérült.A maximális hőmérséklet nyitott területeken 66,3 ° C volt
A csővezetékek nyitott szakaszai szigetelés nélkül.
A csővezetékek nyitott szakaszai szigetelés nélkül.
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal.
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal. A maximális hőmérséklet nyitott területeken 62,5 ° C volt
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal. A maximális hőmérséklet nyitott területeken 63,2 ° C volt
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal. A maximális hőmérséklet nyitott területeken 63,8 ° C volt
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal. A maximális hőmérséklet nyitott területeken 66,5 ° C volt
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal. A maximális hőmérséklet nyitott területeken 63,5 ° C volt
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal. A maximális hőmérséklet nyitott területeken 69,5 ° C volt
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal. A maximális hőmérséklet nyitott területeken 62,2 ° C volt
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal. A maximális hőmérséklet nyílt területeken 52,0 ° C volt
A csővezetékek nyitott szakaszai szigetelés nélkül. A maximális hőmérséklet nyitott területeken 62,4 ° C volt
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal a környezet hatására.
Ismerje meg a vízellátó rendszerek felmérését.
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal a környezet hatására.
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal. A maximális hőmérséklet nyitott területeken 67,6 ° C volt
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal. A maximális hőmérséklet nyitott területeken 58,8 ° C volt
A csővezetékek hőszigetelésének részleges megsemmisítése hűtőfolyadékkal a környezet hatására.
A kazán teljesítményének meghatározása
A környezeti hőmérséklet és a ház belseje közötti hőmérséklet-különbség fenntartásához autonóm fűtési rendszerre van szükség, amely fenntartja a kívánt hőmérsékletet egy magánház minden helyiségében.
A fűtési rendszer alapja a különböző típusú kazánok: folyékony vagy szilárd tüzelőanyag, elektromos vagy gáz.
A kazán a fűtési rendszer hőtermelő központi egysége. A kazán fő jellemzője a teljesítménye, nevezetesen a hőmennyiség időegységenkénti átalakulási sebessége.
A fűtés hőterhelésének kiszámítása után megkapjuk a kazán szükséges névleges teljesítményét.
Egy szokásos többszobás lakás esetében a kazán teljesítményét a terület és a fajlagos teljesítmény alapján számítják ki:
Rboiler = (Sroom * Rudelnaya) / 10hol
- S szobák- a fűtött helyiség teljes területe;
- Rudellnaja- teljesítménysűrűség az éghajlati viszonyokhoz képest.
De ez a képlet nem veszi figyelembe a hőveszteségeket, amelyek elegendőek egy magánházban.
Van még egy kapcsolat, amely figyelembe veszi ezt a paramétert:
Рboiler = (Qloss * S) / 100hol
- Rkotla- kazán teljesítmény;
- Qloss- hőveszteség;
- S - fűtött terület.
A kazán névleges teljesítményét növelni kell. A készletre akkor van szükség, ha azt tervezi, hogy a kazánt a fürdőszoba és a konyha vízmelegítésére használja.
A magánházak legtöbb fűtési rendszerében ajánlott olyan tágulási tartályt használni, amelyben hűtőfolyadék-ellátást tárolnak. Minden magánháznak melegvíz-ellátásra van szüksége
A kazán teljesítménytartalékának biztosítása érdekében a K biztonsági tényezőt hozzá kell adni az utolsó képlethez:
Рboiler = (Qloss * S * K) / 100hol
NAK NEK - 1,25 lesz, vagyis a becsült kazán teljesítmény 25% -kal nő.
Így a kazán teljesítménye lehetővé teszi az épület helyiségeiben a normál levegő hőmérsékletének fenntartását, valamint a házban a kezdeti és a kiegészítő mennyiségű meleg vizet.
A fűtési hálózat rövid leírása
A hőterhelések fedezésére termelő és fűtő kazánházat használnak, amelynek fő tüzelőanyaga a földgáz.
Kazánház generál
- gőz technológiai szükségletekhez - egész évben
- meleg víz fűtési igényekhez - a fűtési szezonban és
- meleg vízellátás - egész évben.
- A projekt a fűtési hálózat üzemeltetését írja elő 98/60 fokos hőmérsékleti ütemezés szerint. TÓL TŐL.
A fűtési rendszer csatlakoztatási diagramja függ.
Az egész falu fűtése és a jobb parti rész melegvízellátása érdekében hőátadást biztosító fűtőhálózatokat föld feletti és földalatti kivitelben telepítik.
A fűtési hálózat szétválasztott, zsákutca.
A fűtési hálózatokat 1958-ban állították üzembe. Az építkezés 2007-ig folytatódott.
Hőszigetelés kész
- szőnyegek 50 mm vastag üveggyapotból, tekercs fedőréteggel,
- extrudált polisztirol hab típusú TERMOPLEKS 40 mm vastag, fedőréteg horganyzott lemezből és 50 mm vastag habosított polietilénből.
Az üzemeltetés során a fűtési hálózat egyes szakaszait csővezetékek cseréjével és hőszigeteléssel javították.
A radiátorok kiválasztásának jellemzői
A fűtőtestek, panelek, padlófűtési rendszerek, konvektorok stb. Szabványos alkatrészek a helyiség hőellátásához. A fűtési rendszer leggyakoribb részei a radiátorok.
A hűtőborda egy speciális üreges moduláris szerkezet, amely nagy hőelvezetési ötvözetből készül. Acélból, alumíniumból, öntöttvasból, kerámiából és más ötvözetekből készül. A fűtőtest működésének elve a „szirmokon” keresztül a hűtőfolyadékból a szoba térébe sugárzó energiára csökken.
Alumínium és bimetál fűtőtest váltotta fel a hatalmas öntöttvas radiátorokat. A könnyű termelés, a nagy hőelvezetés, a jó kivitelezés és kialakítás miatt ez a termék népszerű és elterjedt eszköz a beltéri hő sugárzására.
Számos módszer létezik a fűtőtestek számításához egy helyiségben. Az alábbi módszerek listája a számítási pontosság növelése sorrendjében van rendezve.
Számítási lehetőségek:
- Területenként... N = (S * 100) / C, ahol N a szakaszok száma, S a helyiség területe (m2), C a radiátor egyik szakaszának hőátadása (W, az említett útlevélből vagy termék tanúsítvány), 100 W az a hőáram, amely 1 m2 fűtéséhez szükséges (empirikus érték). Felmerül a kérdés: hogyan lehet figyelembe venni a szoba mennyezetének magasságát?
- Kötet szerint... N = (S * H * 41) / C, ahol N, S, C - hasonlóan. H a helyiség magassága, 41 W az 1 m3 fűtéséhez szükséges hőáram (empirikus érték).
- Az esélyek szerint... N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C, ahol N, S, C és 100 hasonló. k1 - a szoba ablakának üvegegységében lévő kamrák számának figyelembevételével, k2 - a falak hőszigetelése, k3 - az ablakok és a szoba területének aránya, k4 - az átlagos alacsonyabb hőmérséklet a tél leghidegebb hetében, k5 - a szoba külső falainak száma (amelyek „kimennek” az utcára), k6 - a helyiség típusa a tetején, k7 - a mennyezet magassága.
Ez a legpontosabb módszer a szakaszok számának kiszámítására. Természetesen a tört számítási eredményeket mindig a következő egész számra kerekítjük.
Általános rendelkezések
Bármely egyszerű számítási módszer meglehetősen nagy hibával rendelkezik. Gyakorlati szempontból azonban fontos számunkra a garantáltan elegendő hőteljesítmény biztosítása. Ha a téli hideg csúcsán is szükségesebbnek bizonyul, akkor mi van?
Egy olyan lakásban, ahol a fűtést területenként fizetik, a csontok hője nem fáj; és a fojtószelepek és a termosztatikus hőmérséklet-szabályozók nem nagyon ritkák és hozzáférhetetlenek.
Egy magánház és egy magánkazán esetében a kilowatt hő ára jól ismert számunkra, és úgy tűnik, hogy a felesleges fűtés megüt a zsebében. A gyakorlatban azonban ez nem így van. Minden modern gáz- és villanybojler egy ház fűtésére termosztátokkal van felszerelve, amelyek a helyiség hőmérsékletétől függően szabályozzák a hőátadást.
A termosztát megakadályozza, hogy a kazán pazarolja a felesleges hőt.
Még akkor is, ha a fűtőtestek teljesítményének kiszámítása nagy jelentőségű hibát ad, csak néhány további szakasz költségét kockáztatjuk.
Egyébként: az átlagos téli hőmérséklet mellett néhány évente rendkívüli fagyok fordulnak elő.
Feltételezhető, hogy a globális éghajlati változások miatt ezek egyre gyakrabban fognak bekövetkezni, ezért a fűtőtestek kiszámításakor ne féljen nagy hibát elkövetni.
A vízellátás hidraulikus kiszámítása
Természetesen a fűtési hő kiszámításának „képe” nem lehet teljes olyan jellemzők kiszámítása nélkül, mint a hőhordozó térfogata és sebessége. A legtöbb esetben a hűtőközeg folyékony vagy gáz halmazállapotú közönséges víz.
Javasoljuk a hőhordozó tényleges térfogatának kiszámítását a fűtési rendszer összes üregének összegzésén keresztül. Egykörös kazán használata esetén ez a legjobb megoldás. A kettős áramkörű kazánok fűtési rendszerben történő felhasználása során figyelembe kell venni a higiéniai és egyéb háztartási célú melegvíz-fogyasztást.
A kettős áramkörű kazán által felmelegített víz térfogatának kiszámítása a lakók meleg vízzel való ellátása és a hűtőfolyadék fűtése érdekében a fűtőkör belső térfogatának és a felhasznált víz valós felhasználói igényeinek összegzésével történik.
A fűtési rendszer forró víz térfogatát a következő képlettel számítják ki:
W = k * Phol
- W - a hőhordozó térfogata;
- P - fűtőkazán teljesítménye;
- k - teljesítménytényező (a teljesítményegységre jutó literek száma 13,5, tartomány - 10-15 liter).
Ennek eredményeként a végső képlet a következőképpen néz ki:
W = 13,5 * P
A fűtőközeg áramlási sebessége a fűtési rendszer végső dinamikus értékelése, amely a folyadék keringési sebességét jellemzi a rendszerben.
Ez az érték segít megbecsülni a csővezeték típusát és átmérőjét:
V = (0,86 * P * μ) / ∆Thol
- P - kazán teljesítmény;
- μ - kazán hatékonysága;
- ∆T - az előremenő és a visszatérő víz közötti hőmérséklet-különbség.
A hidraulikus számítás fenti módszereinek alkalmazásával valós paramétereket lehet kapni, amelyek a jövőbeni fűtési rendszer alapját képezik.
A fűtőberendezések kiválasztásáról és hőszámításáról
Számos kérdést vitattak meg a kerekasztalnál, például például az épületek és építmények mérnöki rendszereinek ellenőrzési rendszerét, a gyártók, a beszállítók és a kiskereskedelmi láncok betartását a fogyasztói jogok védelmének követelményeivel, a termékek kötelező tesztelését. fűtőberendezések az eszközök tesztelési feltételeinek kötelező feltüntetésével, a tervezési szabályok kidolgozásával és a fűtőberendezések használatával. A megbeszélés során ismét megállapították a műszerek nem kielégítő működését.
Ezzel kapcsolatban szeretném megjegyezni, hogy a fűtési rendszer nem kielégítő működését nemcsak az alapján lehet megítélni fűtőberendezések... Az ok a külső falak, ablakok, bevonatok süllyesztett hőtechnikai adataiban (a tervezési adatokkal összehasonlítva), valamint a fűtési rendszer csökkentett hőmérsékletű vízellátásában is lehetséges. Mindezt tükröznie kell a fűtési rendszer műszaki állapotának átfogó értékeléséhez szükséges anyagokban.
A fűtőberendezések tényleges hőátadása különböző okokból kisebb lehet, mint a szükséges. Először is, a valóságban a fűtőberendezéseket dekoratív kerítések, függönyök és bútorok választják el a különféle helyiségektől. Másodszor, a fűtési rendszerek műszaki üzemeltetésére vonatkozó szabályok [1] követelményeinek be nem tartása.
Az eszközök hőelvezetését például a festék összetétele és színe befolyásolja. Csökkentett hőátadás és fülkékben elhelyezett radiátorok.
A fűtőberendezések hőszámítási módszere, amelyet a jól ismert tervezői kézikönyv [2] tartalmaz, jelenleg számos okból érvénytelen.
Jelenleg a fűtőberendezéseket gyakran a névleges hőáram értéke alapján választják ki, vagyis anélkül, hogy figyelembe vennék azt a komplex együtthatót, hogy a névleges hőáram valós körülményekhez kerüljön, a fűtési rendszertől függően (egy vagy két ), a hűtőfolyadék és a helyiség levegőjének hőmérséklete, amelynek értéke általában 1-nél kisebb. A munka bemutatja a modern eszközök ajánlott hőszámítását [3].
Az eszközök kiválasztása abból áll, hogy meghatározzák az összecsukható radiátor szakaszainak számát, vagy a nem összecsukható radiátor vagy konvektor típusát, amelynek külső hőátadó felületének biztosítania kell legalább a szükséges hőáram átjutását a helyiségbe ( 1. ábra).
A számítást a hűtőfolyadék hőmérsékletén hajtják végre a fűtés előtt és után (lakó- és középületekben általában vizet vagy nem fagyasztó folyadékot használnak), a Qnom helyiség hőfogyasztása, amely megfelel a számított hőnek egy fűtőberendezésre utaló hiány a becsült külső levegő hőmérsékletén [négy].
Az összecsukható radiátorok megfelelő pontosságú becsült szakaszainak számát a következő képlettel lehet meghatározni:
A nem szétválasztható radiátorok és konvektorok típusát és hosszát abból a feltételből kell meghatározni, hogy névleges hőáramuk Qpom nem lehet kevesebb, mint a számított Qopr hőátadás:
ahol Qopr a fűtés számított hőteljesítménye, W; qsecr a készülék egyik szakaszának számított hőáram-sűrűsége, W; Qtr a helyiségen belül nyíltan lefektetett, W fűtőberendezéshez kapcsolódó felszállócsövek, csatlakozások teljes hőátadása; β egy olyan együttható, amely figyelembe veszi a telepítési módot, a fűtés helyét [2, 3] (például az eszköz telepítésekor nyitva van a külső fal közelében β = 1, ha a a felső résszel rendelkező eszközök β = 1,4, és amikor konvektor található a padlószerkezetben, az együttható értéke eléri a 2) értéket; β1 - együttható, figyelembe véve a radiátor hőátadásának változását a szakaszok számától vagy a készülék hosszától függően, β1 = 0,95-1,05; b - együttható a légköri nyomás figyelembevételével, b = 0,95-1,015; qв és qr - 1 m függőleges és vízszintes nyíltan lefektetett cső hőátadása [W / m], nem szigetelt és szigetelt csövekhez a táblázat szerint. 1 [2, 3]; lw és lg - a helyiségen belüli függőleges és vízszintes csövek hossza, m; qnom és Qnom - egy összecsukható vagy ennek megfelelő, nem összecsukható fűtőberendezés egyik szakaszának névleges hőáram-sűrűsége, amely [3], az "NIIsantekhniki" (LLC "Vitaterm") fűtőberendezések laboratóriumának ajánlásaiban található, és az eszközgyártók katalógusaiban a hűtőfolyadék és a helyiséglevegő átlagos hőmérsékletének 70 ° C-os különbségével és 360 kg / h vízáramlással a készülékben; Δtav és Gpr - tényleges hőmérséklet-különbség 0,5 (tg + to) - tv és hűtőfolyadék áramlása [kg / h] a készülékben; n és p olyan kísérleti numerikus indikátorok, amelyek figyelembe veszik az eszköz hőátadási tényezőjének változását az átlagos hőmérséklet-különbség és a hűtőfolyadék áramlási sebességének tényleges értékeinél, valamint a a fűtőrendszer csöveihez való eszköz, amelyet a [3] szerint vagy a "NIIsantekhniki" fűtőberendezések laboratóriumának ajánlásai alapján fogadtak el; tg, to és tв - a készülék előtti és utáni hűtőfolyadék hőmérsékletének, valamint az adott helyiség levegőjének számított értéke, ° C; A Kopotn egy komplex együttható a névleges hőáram valós körülményekhez való eljuttatására.
A fűtőberendezés típusának megválasztásakor [4] szem előtt kell tartani, hogy a magas egészségügyi követelményekkel rendelkező épületekben a hosszának legalább 75% -nak, a lakóépületekben és más középületekben pedig a tetőablak hosszának legalább 50% -ának kell lennie
A fűtőközegen áthaladó fűtőközeg becsült áramlási sebessége [kg / h] a következő képlettel határozható meg:
A Qpom értéke itt egy fűtőberendezéshez rendelt hőterhelésnek felel meg (amikor kettő vagy több van a helyiségben).
A fűtőberendezés típusának megválasztásakor [4] nem szabad megfeledkezni arról, hogy a megnövekedett egészségügyi és higiéniai követelményekkel rendelkező épületekben (kórházak, óvodai intézmények, iskolák, idősek és fogyatékkal élők otthonai) annak hosszának legalább 75% -nak kell lennie, lakóépületekben és egyéb középületekben - a fénynyílás hosszának legalább 50% -a.
Példák a fűtőberendezések kiválasztására
1. példa Határozza meg az MC-140-M2 radiátor szükséges szekcióinak számát, amelyet árnyékoló nélkül helyeznek el az 1,5 X 1,5 m-es ablak ablakpárkánya alá, ha ismert: a fűtési rendszer kétcsöves, függőleges, a csőfektetés nyitott, névleges a függőleges csövek (felszállók) átmérője a helyiségen belül 20 mm, vízszintes (csatlakozások a radiátorhoz) 15 mm, az 1. számú helyiség Qpom számított hőfogyasztása 1000 W, a kiszámított tg hőmérséklet és a visszatérő víz egyenlő 95 és 70 ° C-ig, a helyiség levegő hőmérséklete tв = 20 ° C, a készüléket felülről lefelé kapcsolja össze, a függőleges lw és a vízszintes lg csövek hossza 6, illetve 3 m. Az egyik szakasz qnom névleges hőárama 160 W.
Döntés.
1. Megtaláljuk a radiátoron áthaladó víz Gpr áramlási sebességét:
Az n és p mutató 0,3, illetve 0,02; β = 1,02, β1 = 1 és b = 1.
2. Keresse meg a Δtav hőmérséklet-különbséget:
3. Megtaláljuk a Qtr csövek hőátadását, a nyíltan lefektetett függőleges és vízszintes csövek hőátadásának táblázatai alapján:
4. Határozza meg az Npr szakaszok számát:
Négy szakaszt kell elfogadni a telepítéshez. A 0,38 m-es radiátorhossz azonban kevesebb, mint az ablak méretének a fele. Ezért helyesebb egy konvektor telepítése, például a "Santekhprom Auto". A konvektor n és p indexét 0,3-nak, illetve 0,18-nak vesszük.
A Qopr konvektor számított hőátadását a következő képlet határozza meg:
KSK20-0.918kA típusú "Santekhprom Auto" konvektort fogadunk el, névleges hőárama Qnom = 918 W. A konvektor burkolatának hossza 0,818 m.
2. példa Határozza meg az előírt MC-140-M2 radiátorszakaszok számát a számított tg előremenő víz hőmérsékletén és a visszatérő t® értéket 85 és 60 ° C-on. A kezdeti adatok többi része megegyezik.
Döntés.
Ebben az esetben: Atav = 52,5 ° C; a csövek hőátadása lesz
Hat szakasz elfogadható telepítésre. A második példában a szükséges számú radiátorszakasz növekedését a fűtési rendszer számított előremenő és visszatérő hőmérsékletének csökkenése okozza.
A számítások szerint (5. példa) egy falra szerelhető "Santekhprom Super Auto" konvektor 3070 W névleges hőárammal fogadható el. Példaként - egy KSK 20-3070k konvektor közepes mélységű, szögletes KTK-U1 szeleptesttel és zárószakasszal. Konvektorház hossza 1273 mm, teljes magassága 419 mm
A radiátor hossza 0,57 m kevesebb, mint az ablak méretének a fele. Ezért alacsonyabb magasságú radiátort kell telepíteni, például MC-140-300 típusú, amelynek egyik szakaszának névleges hőárama qnom 0,12 kW (120 W).
A szakaszok számát a következő képlettel találjuk meg:
Nyolc szakaszt fogadunk el a telepítéshez. A radiátor 0,83 m hosszú, ami meghaladja az ablakméret felét.
3. példa Határozza meg az MC-140-M2 radiátor szükséges szekcióinak számát, ablakpárkányok alá telepítve, két, 1,5x1,5 m-es falú ablak nélkül, ha ismert: a fűtési rendszer kétcsöves, függõleges, nyitott csõfektetés , a függőleges csövek névleges átmérője a helyiségen belül 20 mm, vízszintes (csatlakozások a radiátor előtt és után) 15 mm, a helyiség számított hőfogyasztása Qpom 3000 W, a betáplált tg és a visszatérő víz számított hőmérséklete 95 és 70 ° C, a helyiség levegő hőmérséklete tв = 20 ° C, a készülék csatlakozása
a "fentről lefelé" séma szerint a függőleges lw és a vízszintes lg csövek hossza 6, illetve 4 m. Egy szakasz névleges hőárama qnom = 0,16 kW (160 W). Döntés.
1. Határozza meg a két radiátoron áthaladó víz Gpr áramlási sebességét:
Az n és p mutató 0,3, illetve 0,02; β = 1,02, β1 = 1 és b = 1.
2. Keresse meg a Δtav hőmérséklet-különbséget:
3. Megtaláljuk a Qtr csövek hőátadását, a nyíltan lefektetett függőleges és vízszintes csövek hőátadásának táblázatai alapján:
4. Határozza meg az Npr szakaszok teljes számát:
Elfogadunk két 9 és 10 szakaszos radiátort.
4. példa Határozza meg az előírt MC-140-M2 radiátorszakaszok számát a számított tg hőmérsékleten és fordítsa vissza 85 és 60 ° C-ra. A kezdeti adatok többi része megegyezik.
Döntés.
Ebben az esetben: Atav = 52,5 ° C; a csövek hőátadása:
Elfogadunk két 12 szakaszos radiátort.
5. példa Határozza meg a konvektor típusát a tervezett tp tápvíz hőmérsékleten, és térjen vissza 85 és 60 ° C-ra, valamint a Qpom helyiség számított hőfogyasztására, amely egyenlő 2000 W-val. A többi kezdeti adat a 3. példában látható: n = 0,3, p = 0,18.
Ebben az esetben: Atav = 52,5 ° C; a csövek hőátadása:
Akkor
Telepítésre egy falra szerelhető "Santekhprom Super Auto" konvektor lehetséges, 3070 W névleges hőárammal. Közepes mélységű KSK 20-3070k konvektor, például KTK-U1 szögletes acélszeleptesttel és zárószakasszal. A konvektorház hossza 1273 mm, a teljes magasság 419 mm.
Lehetőség van az NBBK LLC által gyártott KS20-3030 konvektor telepítésére is, amelynek névleges hőárama 3030 W, burkolatának hossza 1327 mm.
Hőtervezési példa
A hőszámítás példájaként egy rendes 1 szintes ház található négy nappalival, konyhával, fürdőszobával, „télikert” és használati helyiségekkel.
Az alap monolit vasbeton födémből (20 cm) készül, a külső falak betonból (25 cm) vakolattal, a tető fából készült gerendákból, a tető fémből és ásványgyapotból (10 cm)
Jelöljük ki a ház kezdeti paramétereit, amelyek szükségesek a számításokhoz.
Az épület méretei:
- padló magassága - 3 m;
- az épület elejének és hátuljának kis ablaka 1470 * 1420 mm;
- nagy homlokzati ablak 2080 * 1420 mm;
- bejárati ajtók 2000 * 900 mm;
- hátsó ajtók (kijárat a teraszra) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.
Az épület teljes szélessége 9,5 m2, hossza 16 m2. Csak nappali (4 db), fürdőszoba és konyha fűthető.
A falak hőveszteségének a külső falak területének pontos kiszámításához le kell vonni az összes ablak és ajtó területét - ez egy teljesen más típusú anyag, amelynek saját hőállósága van
A homogén anyagok területeinek kiszámításával kezdjük:
- alapterület - 152 m2;
- tetőterület - 180 m2, figyelembe véve a tetőtér 1,3 m-es magasságát és a futás szélességét - 4 m;
- ablak területe - 3 * 1,47 * 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m2;
- ajtó területe - 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m2.
A külső falak területe 51 * 3-9,22-7,4 = 136,38 m2 lesz.
Térjünk át az egyes anyagok hőveszteségének kiszámítására:
- 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;
És Qwall is megegyezik 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546 értékkel. Az összes hőveszteség összege 19628,4 W lesz.
Ennek eredményeként kiszámoljuk a kazán teljesítményét: 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.
Kiszámítjuk az egyik helyiség radiátor szakaszainak számát. Mindenki más számára a számítások megegyeznek. Például egy sarokszoba (az ábra bal, alsó sarka) 10,4 m2.
Ezért 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.
Ehhez a helyiséghez 9 szakasz fűtőradiátor szükséges, 180 W hőteljesítménnyel.
Rátérünk a hűtőfolyadék mennyiségének kiszámítására a rendszerben - W = 13,5 * P = 13,5 * 21 = 283,5 liter. Ez azt jelenti, hogy a hűtőfolyadék sebessége a következő lesz: V = (0,86 * P * μ) / ∆T = (0,86 * 21000 * 0,9) / 20 = 812,7 liter.
Ennek eredményeként a hűtőfolyadék teljes térfogatának teljes forgalma a rendszerben óránként 2,87 alkalommal felel meg.
A hőszámításról szóló cikkek válogatása segít meghatározni a fűtési rendszer elemeinek pontos paramétereit:
- A ház fűtési rendszerének kiszámítása: szabályok és számítási példák
- Egy épület hőszámítása: a számítások elvégzésének sajátosságai és képletei + gyakorlati példák
A bordázott radiátor kiszámítása kényszerített konvekciójú hőcserélő elemeként.
Az ADDA Corporation által gyártott Intel Pentium4 Willamette 1,9 GHz-es processzor és egy B66-1A hűtő példáján bemutatunk egy technikát, amely leírja az erőltetett konvekciójú és lapos elektronikus berendezések hőtermelő elemeinek hűtésére tervezett bordázott radiátorok számítási eljárását. termikus kontaktfelületek 100 W teljesítményig A technika lehetővé teszi a modern, nagy teljesítményű, kisméretű készülékek gyakorlati kiszámítását a hőeltávolításhoz, és alkalmazza őket a hűtésre szoruló rádióelektronikai eszközök teljes spektrumára.
A kezdeti adatokban megadott paraméterek:
P
= 67 W, a lehűtött elem által elvezetett teljesítmény;
qtól től
= 296 ° K, a közeg (levegő) hőmérséklete Kelvin fokban;
qelőtt
= 348 ° K, a kristály határhőmérséklete;
qR
= nn ° K, a hűtőborda alaphőmérséklete (a számítás során kiszámítva);
H
= 3 10-2 m, a radiátor bordájának magassága méterben;
d
= 0,8 10-3 m, borda vastagság méterben;
b
= 1,5 10-3 m, a bordák közötti távolság;
lm
= 380 W / (m ° K), a radiátor anyagának hővezető együtthatója;
L
= 8,3 10-2 m, a radiátor mérete a szélén méterben;
B
= 6,9 10-2 m, a radiátor mérete a bordákon át;
ÉS
= 8 10-3 m, a radiátor alapjának vastagsága;
V
³ 2 m / s, a levegő sebessége a radiátor csatornáiban;
Z
= 27, a radiátor bordáinak száma;
uR
= nn K, a hűtőborda túlmelegedési hőmérséklete a számítás során kiszámításra kerül;
eR
= 0,7, a radiátor feketesége.
Feltételezzük, hogy a hőforrás a radiátor közepén helyezkedik el.
Az összes lineáris dimenziót méterben, a hőmérsékletet Kelvinben, a teljesítményt wattban és az időt másodpercben mérjük.
A radiátor kialakítását és a számításokhoz szükséges paramétereket az 1. ábra mutatja.
1. kép.
Számítási eljárás.
1. Határozza meg a bordák közötti csatornák teljes keresztmetszeti területét a következő képlettel:
Sк = (Z - 1) · b · H [1]
Az elfogadott kezdeti adatokhoz - Sk = (Z - 1) b H = (27-1) 1,5 10-3 3 10-2 = 1,1 10-3 m2
A ventilátor központi telepítéséhez a levegő áramlása a két végfelületen keresztül távozik, és a csatornák keresztmetszete megduplázódik 2,2 10-3 m2-re.
2. Két értéket állítunk be a radiátor alapjának hőmérsékletére, és elvégezzük az egyes értékek számítását:
qр = {353 (+ 80 ° С) és 313 (+ 40 ° С)}
Innen határozzuk meg a radiátor alapjának túlmelegedési hőmérsékletét. uR
a környezetet illetően.
uр = qр - qс [2]
Az első ponthoz uр = 57 ° K, a másodikhoz uр = 17 ° K.
3. Határozza meg a hőmérsékletet q
szükséges a Nusselt (Nu) és Reynolds (Re) kritériumok kiszámításához:
q = qс + P / (2 · V · Sк · r · Cр) [3]
Hol: qtól től
–
környezeti levegő hőmérséklete, környezete,
V
- a bordák közötti csatornákban a levegő sebessége, m / s-ban;
Snak nek
- a bordák közötti csatornák teljes keresztmetszeti területe m2-ben;
r
- légsűrűség hőmérsékleten
q
Sze, kg / m3-ben,
q
cf = 0,5 (
qp +qtól től)
;
CR
- a levegő hőteljesítménye hőmérsékleten
q
Sze, J / -ben (kg x ° K);
P
- a radiátor által elvezetett teljesítmény.
Az elfogadott kezdeti adatokhoz - 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)
* Egy adott ventilátoros radiátor értéke egy központi ventilátorral, V
1,5 - 2,5 m / s számításokból (lásd a 2. mellékletet), az [L.3] publikációkból kb. 2 m / s. Rövid, táguló csatornák, például a Golden Orb hűtő esetében a hűtési levegő sebessége elérheti az 5 m / s-ot.
4. Határozza meg a Reynolds és Nusselt kritériumok értékeit, amelyek a radiátor lamellák hőátadási együtthatójának kiszámításához szükségesek:
Re = V · L / n [4]
Hol: n
- a levegő kinematikai viszkozitásának együtthatója
qtól től,m2/tól től
az 1. függelék 1. táblázatából.
Az elfogadott kezdeti adatokhoz - Re = VL / n = 2 8,3 10-2 / 15,8 10-6 = 1,05 104
Nu = 0,032 Re 0,8 [5]
Az elfogadott kezdeti adatokhoz - Nu = 0,032 Re 0,8 = 0,032 (2,62 104) 0,8 = 52,8
5. Határozza meg a radiátor lamellák konvekciós hőátadásának együtthatóját:
anak nek
=Nu·lban ben/
H W / (m
2
K) [6]
Hol, l
- a levegő hővezetési tényezője (W / (m deg)),
qtól től
az 1. függelék 1. táblázatából.
Az elfogadott kezdeti adatokhoz - ak = Nu · lv / L = 52,8 · 2,72 10-2 / 8,3 10-2 = 17,3
6. Határozza meg a kiegészítő együtthatókat:
m = (2 · ak / lm · d) 1/2 [7]
meghatározzuk mh értékét és a hiperbolikus th (mh) érintőjét.
Az elfogadott kezdeti adatokhoz - m = (2 ak / lm d) 1/2 = (2 17,3 / (380 0,8 10-3)) 1/2 = 10,6
Az elfogadott kezdeti adatokhoz - m · H = 10,6 · 3 10-2 = 0,32; th (mH) = 0,31
7. Határozza meg a hűtőbordák konvekcióval leadott hőmennyiségét:
Prc = Z · lm · m · Sр · uр · th (m · H) [8]
Hol: Z
- bordák száma;
lm
= a radiátor fém hővezetési tényezője, W / (m
·
° K);
m
- lásd a 7. képletet;
SR
- a radiátor bordájának keresztmetszete, m2,
Sр = L · d [9]
uR
- a radiátor alapjának túlmelegedési hőmérséklete.
Sp = L d = 8,3 10-2 0,8 10-3 = 6,6 10-5 m2
Prk = Z · lm · m · Sr · u · th (m · H) = 27 · 380 · 10,6 · 6,6 10–5 · 57 · 0,31 = 127 W.
8. Határozza meg a radiátor lamellájának átlagos hőmérsékletét:
qср = (qр / 2) [1 + 1 / ch (m · H)] [10]
Hol: ch
(mH)
- a koszinusz hiperbolikus.
Az elfogadott kezdeti adatokhoz - qср = (qр / 2) [1 + 1 / ch (m · H)] = (353/2) [1 + 1 / 1,05] = 344 ° K (71 ° С)
* A hiperbolikus érintő és koszinusz nagyságát egy mérnöki számológépen számítják ki, a "hyp" és "tg" vagy "cos" műveletek egymás utáni végrehajtásával.
9. Határozza meg a sugárzó hőátadási együtthatót:
al = eр · f (qср, qс) · j [11]
f (qср, qс) = 0,23 [5 10-3 (qср + qс)] 3
Az elfogadott kezdeti adatokhoz - f (qcr, qc) = 0,23 [5 10-3 (qcr + qc)] 3 = 0,23 [5 10-3 (335 + 296)] 3 = 7,54
Sugárzási együttható:
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. Határozza meg a sugárzó hőáram felületét:
Sl = 2 L [(Z -1) · (b + d) + d] +2 H · L · Z (m2) [12]
Az elfogadott kezdeti adatokhoz - Sl = 2 L [(Z -1) · (b + d) + d] +2 H · L · Z = 0,1445 m2
11. Határozza meg a sugárzás útján leadott hő mennyiségét:
Pl = al · Sl (qav - qc) [13]
Az elfogadott kezdeti adatokhoz - Pl = alSl (qav - qc) = 0,25 0,1445 (344 - 296) = 1,73 W
12. A radiátor által leadott teljes hőmennyiség egy adott radiátor hőmérsékleten qр = 353K:
P = Prk + Pl [14]
Az elfogadott kezdeti adatokhoz - P = Prk + Pl = 127 + 1,73 = 128,7 W.
13. Ismételjük meg a hűtőborda hőmérsékletének számítását q
p = 313K, és két ponton ábrázoljuk a kiszámított radiátor hőjellemzőit. Ennél a pontnál P = 38W. Itt a függőleges tengely mentén a radiátor által leadott hőmennyiség lerakódik
PR
, és a radiátor vízszintes hőmérséklete
qR
.
2. ábra
A kapott grafikon alapján meghatározzuk egy 67 W teljesítményre, qR
= 328 ° K vagy 55 ° C
14. A radiátor hőjellemzője szerint meghatározzuk, hogy adott P teljesítményreR
= 67 W, hűtőborda hőmérséklete
qR
= 328,5 ° C. A radiátor túlmelegedési hőmérséklete
uR
a 2. képlettel határozható meg.
Ez megegyezik uр = qр - qс = 328 - 296 = 32 ° K értékkel.
15. Határozza meg a kristály hőmérsékletét, és hasonlítsa össze a gyártó által meghatározott határértékkel
qnak nek
=q
p + P (
r
pc +
r
pr) ° K = 328 + 67 (0,003 + 0,1) = 335 (62 ° C), [15]
Hol:
qR
–
a radiátor alapjának hőmérséklete egy adott tervezési pontra,
R
- a 14. képlet szerinti számítás eredménye,
r
pc - a processzorház hőellenállása - kristály, ehhez a hőforráshoz 0,003 K / W
r
pr - a tok-radiátor hőellenállása, adott hőforrás esetén 0,1K / W (hővezető pasztával).
A kapott eredmény a gyártó által meghatározott maximális hőmérséklet alatt van, és közel áll az [L.2] adatokhoz (kb. 57 ° C). Ebben az esetben a kristályok túlmelegedési hőmérséklete a környezeti levegőhöz viszonyítva a fenti számításokban 32 ° C, [L.2] -ben pedig 34 ° C.
Általánosságban elmondható, hogy két sík felület hőellenállása forrasztók, paszták és ragasztók használatakor:
r =
d
nak nek
lk-1
·
Scont
-1
[16]
Hol: d
k a radiátor és a hővezető anyaggal töltött hűtőegység burkolata közötti rés vastagsága m-ben,
lnak nek
- hővezető anyag hővezető együtthatója a résben W / (m K),
Sfolytatás
Az érintkező felület területe m2-ben.
Az rcr hozzávetőleges értéke megfelelő meghúzással, tömítések és kenőanyagok nélkül
rcr = 2,2 / Scont
Paszták használatakor a hőellenállás körülbelül kétszer csökken.
16. Hasonlítsa össze qnak nek
tól től
qelőtt
, egy radiátort kaptunk
qnak nek
= 325 ° K, kevesebb
qelőtt=
348 ° K, - az adott radiátor tartalékkal biztosítja az egység termikus üzemmódját.
17. Határozza meg a számított hűtőborda hőellenállását:
r =
u
R
/ P (° K / W) [17]
r = uр / P (° / W) = 32/67 = 0,47 ° / W
Megállapítások:
A számított hőcserélő 67 W hőenergia-eltávolítást biztosít 23 ° C-os környezeti hőmérsékleten, míg a 325 ° K (62 ° C) kristályhőmérséklet nem haladja meg az e processzor számára megengedett 348 ° K (75 ° C) hőmérsékletet.
Speciális felületkezelés alkalmazása a hőteljesítmény 50 ° C-ig terjedő sugárzás révén történő növelésére hatástalannak bizonyult és nem ajánlható, mert nem téríti meg a költségeket.
Szeretném, ha ez az anyag segítene Önnek nemcsak egy modern kis méretű, nagy hatékonyságú hőcserélő kiszámításában és gyártásában, hasonlóan a számítástechnikában széles körben használtakhoz, hanem hozzáértően döntene az ilyen eszközök használatáról az Ön feladataival kapcsolatban .
Konstansok a hőcserélő kiszámításához.
Asztal 1
| qs, K. (° C) | l *10-2 W / (m K) | n * 10 6 m 2 / sec | Átl. J / (kg * K) | r , kg / m 2 |
| 273 (0) td> | 2,44 | 13,3 | 1005 | 1,29 |
| 293 (20) | 2,59 | 15,1 | 1005 | 1,21 |
| 333 (60) | 2,9 | 19 | 1005 | 1,06 |
| 373 (100) | 3,21 | 23,1 | 1009 | 0,95 |
A közbenső hőmérsékletek állandóinak értékeit, első közelítésben, az első oszlopban feltüntetett hőmérsékleti függvények grafikonjainak ábrázolásával kaphatjuk meg.
2. függelék
A radiátor hűtési sebességének kiszámítása.
A hűtőfolyadék mozgási sebessége a gázok kényszerű konvekciója alatt
V = Gv / Sк
Ahol: Gv a hűtőfolyadék térfogatárama (70x70-es ventilátor esetén Sp = 30 cm2, 7 lapát, Rem = 2,3 W, w = 3500 ford / perc, Gv = 0,6-0,8 m3 / perc. Vagy valójában 0, 2 -0,3 vagy V = 2m / sec),
Sк - a csatorna keresztmetszete szabadon átjárható.
Figyelembe véve, hogy a ventilátor áramlási területe 30 cm2, és a radiátorcsatornák területe 22 cm2, a levegő fúvási sebességét alacsonyabbnak kell tekinteni, és egyenlő lesz:
V = Gv / S = 0,3 m3
/ perc / 2,2 10
-3
m
2
= 136 m / perc = 2,2 m / s.
A számításokhoz 2 m / s értéket veszünk fel.
Irodalom:
- A CEA tervezőjének kézikönyve, szerk. RG Varlamov, M, szovjet rádió, 1972;
- REA Designer Handbook, szerk. RG Varlamov, M, Szovjet Rádió, 1980;
- https://www.ixbt.com/cpu/, Hűtők a Socket 478-hoz, 2002. tavasz-nyár, Vitalij Krinitsin
, Megjelent - 2002. július 29 .;
- https://www.ixbt.com/cpu/, A hűtőventilátorok és hűtők mögötti légsebességek mérése, Alexander Tsikulin, Alexey Rameykin, Megjelent - 2002. augusztus 30.
2003-ban készült az L.1 és 2 anyagok alapján
Sorokin A.D.
Ez a technika letölthető PDF formátumban itt.
A hőteljesítmény pontos kiszámítása
Ehhez korrekciós tényezőket használnak:
- A K1 az ablakok típusától függ. A kétkamrás dupla üvegezésű ablakok 1-nek felelnek meg, a rendes üvegezés - 1,27, a háromkamrás ablak - 0,85;
- A K2 a falak hőszigetelésének mértékét mutatja. Ez az 1-től (habbeton) 1,5-ig terjed a betontömbök és 1,5 tégla között;
- A K3 az ablakok és a padló területe közötti arányt tükrözi. Minél több ablakkeret van, annál nagyobb a hőveszteség. 20% -os üvegezésnél az együttható 1, 50% -nál 1,5-re növekszik;
- A K4 az épületen kívüli minimális hőmérséklettől függ a fűtési szezonban. -20 ° C hőmérsékletet veszünk egységként, majd 5 fokonként 0,1-et adunk hozzá vagy vonunk le;
- A K5 figyelembe veszi a külső falak számát. Az egy falra vonatkozó együttható 1, ha kettő vagy három van, akkor 1,2, amikor négy - 1,33;
- A K6 azt a szobatípust tükrözi, amely egy bizonyos szoba felett helyezkedik el. Ha a tetején lakótér van, akkor a korrekciós érték 0,82, meleg tetőtér - 0,91, hideg tetőtér - 1,0;
- K7 - a mennyezetek magasságától függ. 2,5 méteres magasságnál ez 1,0, 3 méternél pedig 1,05.
Ha az összes korrekciós tényező ismert, a fűtési rendszer teljesítményét minden helyiségre a következő képlettel kell kiszámítani:
A helyiség és az épület egészének hőszámítása, hőveszteség képlet
Termikus számítás
Tehát, mielőtt kiszámítaná a fűtési rendszert saját otthonában, meg kell találnia néhány adatot, amely magához az épülethez kapcsolódik.
A ház projektjéből megtudhatja a fűtött helyiség méreteit - a falak magasságát, a területet, az ablak- és ajtónyílások számát, valamint azok méreteit. Hogyan helyezkedik el a ház a sarkalatos pontokhoz képest. Ne feledje a környék átlagos téli hőmérsékletét. Milyen anyagból épül fel maga az épület?
Különös figyelmet fordítunk a külső falakra. Ügyeljen arra, hogy meghatározza az elemeket a padlótól a földig, amely magában foglalja az épület alapját. Ugyanez vonatkozik a felső elemekre, azaz a mennyezetre, a tetőre és a födémekre.
A szerkezet ezen paraméterei teszik lehetővé a hidraulikus számítás folytatását. Valljuk be, hogy a fenti információk mindegyike rendelkezésre áll, ezért nem szabad, hogy problémát okozzon az összegyűjtésével.
Átfogó hőterhelés-számítás
A hőterheléssel kapcsolatos kérdések elméleti megoldása mellett számos gyakorlati intézkedést hajtanak végre a tervezés során. Az átfogó hőmérnöki felmérések magukban foglalják az összes épületszerkezet termográfiáját, beleértve a mennyezeteket, falakat, ajtókat, ablakokat. Ennek a munkának köszönhetően meghatározható és rögzíthető különböző tényezők, amelyek befolyásolják a ház vagy az ipari épület hőveszteségét.
A hőfelmérések biztosítják a legmegbízhatóbb adatokat az adott épület hőterheléséről és hőveszteségéről egy bizonyos időtartamra. A gyakorlati intézkedések lehetővé teszik annak egyértelmű bemutatását, amit az elméleti számítások nem tudnak felmutatni - a jövőbeni struktúra problémás területei.
A fentiek összességéből arra következtethetünk, hogy a melegvízellátás, a fűtés és a szellőzés hőterhelésének számítása, hasonlóan a fűtési rendszer hidraulikus számításához, nagyon fontos, és ezeket minden bizonnyal el kell végezni az elrendezés megkezdése előtt. a hőellátó rendszert a saját házában vagy egy másik célú létesítményben. Ha a munka megközelítése helyesen történik, akkor biztosítható a fűtésszerkezet zavartalan működése, külön költség nélkül.
Videó példa az épület fűtési rendszerének hőterhelésének kiszámítására:
