חישוב רדיאטור סנפיר כאלמנט של מחליף חום עם הסעה מאולצת.

התכנון והחישוב התרמי של מערכת חימום הוא שלב חובה בסידור חימום הבית. המשימה העיקרית של פעילויות המחשוב היא לקבוע את הפרמטרים האופטימליים של הדוד ומערכת הרדיאטור.

מסכים, במבט ראשון זה נראה שרק מהנדס יכול לעשות חישוב הנדסת חום. עם זאת, לא הכל כל כך מסובך. בידיעת אלגוריתם הפעולות, יתברר לבצע באופן עצמאי את החישובים הדרושים.

המאמר מתאר בפירוט את הליך החישוב ומספק את כל הנוסחאות הדרושות. להבנה טובה יותר, הכנו דוגמה לחישוב תרמי לבית פרטי.

נורמות של משטרי טמפרטורה בחצרים

לפני ביצוע חישובים כלשהם של הפרמטרים של המערכת, יש צורך, לכל הפחות, לדעת את סדר התוצאות הצפויות, וכן שיהיו מאפיינים סטנדרטיים זמינים של כמה ערכים טבלאיים שיש להחליף בנוסחאות. או להיות מונחה על ידם.

לאחר שביצענו חישובים של הפרמטרים עם קבועים כאלה, אפשר להיות בטוחים באמינות הפרמטר הדינמי או הקבוע של המערכת.

עבור הנחות למטרות שונות, קיימים תקני התייחסות למשטרי הטמפרטורה של שטחים למגורים ולא למגורים. נורמות אלה מעוגנות במה שמכונה GOST.

עבור מערכת חימום, אחד הפרמטרים הגלובליים הללו הוא טמפרטורת החדר, שעליה להיות קבועה ללא קשר לעונה ולתנאי הסביבה.

על פי ויסות התקנים והכללים הסניטריים, ישנם הבדלים בטמפרטורה ביחס לעונות הקיץ והחורף. מערכת המיזוג אחראית על משטר הטמפרטורה של החדר בעונת הקיץ, עקרון החישוב שלו מתואר בפירוט במאמר זה.

אבל טמפרטורת החדר בחורף מסופקת על ידי מערכת החימום. לכן, אנו מעוניינים בטווחי הטמפרטורות ובסובלנותם לסטיות לעונת החורף.

מרבית מסמכי הרגולציה קובעים את טווחי הטמפרטורה הבאים המאפשרים לאדם להיות נוח בחדר.

עבור שטחים שאינם למגורים מסוג משרד בשטח של עד 100 מ"ר:

• 22-24 מעלות צלזיוס - טמפרטורת אוויר אופטימלית;
• 1 מעלות צלזיוס - תנודות מותרות.

עבור משרדים מסוג משרד עם שטח של יותר מ 100 מ"ר, הטמפרטורה היא 21-23 מעלות צלזיוס. במקומות שאינם למגורים מסוג תעשייתי, טווחי הטמפרטורות שונים מאוד בהתאם למטרת השטח ולתקני הגנת העבודה שנקבעו.

לכל אדם טמפרטורת החדר הנוחה שלו. מישהו אוהב את זה שיהיה חם מאוד בחדר, למישהו נוח כשהחדר קריר - כל זה די אינדיבידואלי

באשר למגורים: דירות, בתים פרטיים, אחוזות וכו ', ישנם טווחי טמפרטורה מסוימים הניתנים להתאמה בהתאם לרצון התושבים.

ובכל זאת, עבור הנחות ספציפיות של דירה ובית, יש לנו:

• 20-22 מעלות צלזיוס - סלון, כולל חדר ילדים, סובלנות ± 2 ° C -
• 19-21 מעלות צלזיוס - מטבח, שירותים, סובלנות ± 2 ° C;
• 24-26 מעלות צלזיוס - חדר אמבטיה, מקלחת, בריכת שחייה, סובלנות ± 1 מעלות צלזיוס;
• 16-18 מעלות צלזיוס - מסדרונות, מסדרונות, גרמי מדרגות, מחסנים, סובלנות + 3 מעלות צלזיוס

חשוב לציין כי ישנם מספר פרמטרים בסיסיים נוספים המשפיעים על הטמפרטורה בחדר ועליהם עליכם להתמקד בעת חישוב מערכת החימום: לחות (40-60%), ריכוז החמצן ופחמן הדו חמצני באוויר. (250: 1), מהירות התנועה של מסת האוויר (0.13-0.25 מ 'לשנייה) וכו'.

מנגנוני העברת חום בחישוב מחליפי חום

העברת חום מתבצעת באמצעות שלושה סוגים עיקריים של העברת חום. אלה הם הסעה, הולכת חום וקרינה.

בתהליכי חילופי חום המתנהלים על פי עקרונות המנגנון של הולכת החום, העברת חום מתרחשת כהעברה של אנרגיית התנודות האלסטיות של מולקולות ואטומים. אנרגיה זו מועברת מאטום אחד למשנהו בכיוון של ירידה.

בעת חישוב הפרמטרים של העברת חום על פי עיקרון המוליכות התרמית, נעשה שימוש בחוק פורייה:

כדי לחשב את כמות החום משתמשים בנתונים על זמן מעבר הזרימה, שטח הפנים, שיפוע הטמפרטורה וגם על מקדם המוליכות התרמית. שיפוע הטמפרטורה מובן כשינויו בכיוון העברת החום ליחידת אורך אחת.

מקדם המוליכות התרמית מובן כקצב העברת החום, כלומר כמות החום העוברת ביחידת משטח אחת ליחידת זמן.

כל חישובים תרמיים לוקחים בחשבון שלמתכות מקדם המוליכות החום הגבוה ביותר. מוצקים שונים הם בעלי יחס נמוך בהרבה. ולנוזלים, נתון זה הוא, בדרך כלל, נמוך מזה של כל אחד מהמוצקים.

בעת חישוב מחליפי חום, כאשר העברת חום ממדיום אחד למשנהו עוברת דרך הקיר, משוואת פורייה משמשת גם להשגת נתונים על כמות החום המועבר. הוא מחושב ככמות החום העוברת במישור בעובי אינסופי :.

אם נשלב את האינדיקטורים של שינויי טמפרטורה לאורך עובי הקיר, נקבל

על סמך זה מתברר שהטמפרטורה בתוך הקיר יורדת על פי חוק קו ישר.

מנגנון העברת חום הסעה: חישובים

מנגנון העברת חום נוסף הוא הסעה. זהו העברת החום בנפחי המדיום באמצעות תנועתם ההדדית. במקרה זה העברת החום מהמדיום לקיר ולהיפך, מהקיר למדיום העבודה נקראת העברת חום. כדי לקבוע את כמות החום המועבר, משתמשים בחוק ניוטון

בנוסחה זו, a הוא מקדם העברת החום. עם תנועה סוערת של אמצעי העבודה, מקדם זה תלוי בכמויות נוספות רבות:

• פרמטרים פיזיקליים של הנוזל, בפרט קיבולת חום, מוליכות תרמית, צפיפות, צמיגות;
• התנאים לשטיפת משטח העברת החום בגז או נוזל, ובמיוחד מהירות הנוזל, כיוונו;
• תנאים מרחביים המגבילים את הזרימה (אורך, קוטר, צורת פני השטח, חספוסו).

כתוצאה מכך, מקדם העברת החום הוא פונקציה של כמויות רבות, המוצגת בנוסחה

שיטת ניתוח המימד מאפשרת ליצור קשר פונקציונלי בין קריטריוני דמיון המאפיינים העברת חום עם זרימה סוערת בצינורות חלקים, ישרים וארוכים.

זה מחושב באמצעות הנוסחה.

מקדם העברת חום בחישוב מחליפי חום

בטכנולוגיה כימית, לעיתים קרובות יש מקרים של החלפת אנרגיה תרמית בין שני נוזלים דרך קיר מפריד. תהליך החלפת החום עובר שלושה שלבים. שטף החום לתהליך מצב יציב נותר ללא שינוי.

חישוב שטף החום העובר ממדיום העבודה הראשון לקיר, ואז דרך הקיר של משטח העברת החום ואז מהקיר למדיום העבודה השני.

בהתאם, שלוש נוסחאות משמשות לחישובים:

כתוצאה מהפתרון המשותף של המשוואות, אנו משיגים

הכמות

ויש את מקדם העברת החום.

חישוב הפרש הטמפרטורה הממוצע

כאשר נקבעה כמות החום הנדרשת באמצעות מאזן החום, יש צורך לחשב את משטח חילופי החום (F).

בעת חישוב משטח חילופי החום הנדרש, משתמשים באותה משוואה כמו בחישובים קודמים:

ברוב המקרים, הטמפרטורה של המדיה העובדת תשתנה במהלך תהליכי החלפת חום. המשמעות היא שהפרש הטמפרטורה ישתנה לאורך משטח חילופי החום. לכן מחושב הפרש הטמפרטורה הממוצע.ובשל העובדה ששינוי הטמפרטורה אינו ליניארי, מחושב ההפרש הלוגריתמי. בניגוד לזרימה ישר, עם זרימה נגדית של מדיה עובדת, השטח הנדרש של משטח חילופי החום צריך להיות פחות. אם משתמשים בזרימה ישירה וגם בזרימה נגדית באותה שבץ של מחליף חום, הפרש הטמפרטורה נקבע על בסיס היחס.

חישוב אובדן חום בבית

על פי החוק השני של התרמודינמיקה (פיזיקה בית ספרית), אין העברה ספונטנית של אנרגיה מחפצים מיני או מאקרו מחוממים פחות. מקרה מיוחד של חוק זה הוא ה"חתירה "ליצור שיווי משקל טמפרטורה בין שתי מערכות תרמודינמיות.

לדוגמא, המערכת הראשונה היא סביבה עם טמפרטורה של -20 מעלות צלזיוס, המערכת השנייה היא בניין עם טמפרטורה פנימית של + 20 מעלות צלזיוס. על פי החוק הנ"ל שתי מערכות אלה ישתדלו לאזן באמצעות חילופי אנרגיה. זה יקרה בעזרת איבוד חום מהמערכת השנייה והתקררות במערכת הראשונה.

אנו יכולים לומר באופן חד משמעי שטמפרטורת הסביבה תלויה בקו הרוחב בו נמצא הבית הפרטי. והפרש הטמפרטורה משפיע על כמות נזילות החום מהבניין (+)

אובדן חום פירושו שחרור לא רצוני של חום (אנרגיה) מאובייקט כלשהו (בית, דירה). עבור דירה רגילה, תהליך זה אינו כל כך "מורגש" בהשוואה לבית פרטי, שכן הדירה ממוקמת בתוך הבניין והיא "צמודה" לדירות אחרות.

בבית פרטי החום "בורח" במידה זו או אחרת דרך הקירות החיצוניים, הרצפה, הגג, החלונות והדלתות.

לדעת את כמות אובדן החום לתנאי מזג האוויר השליליים ביותר ואת המאפיינים של תנאים אלה, ניתן לחשב בדיוק רב את עוצמת מערכת החימום.

לכן, נפח נזילות החום מהבניין מחושב לפי הנוסחה הבאה:

Q = Qfloor + Qwall + Qwindow + Qroof + Qdoor + ... + Qiאיפה

צ'י - נפח אובדן החום מהמראה האחיד של מעטפת הבניין.

כל רכיב בנוסחה מחושב על ידי הנוסחה:

Q = S * ∆T / R.איפה

• ש - נזילות תרמיות, V;
• ס - שטח של סוג מסוים של מבנה, מ"ר. M;
• ∆T - הפרש טמפרטורה בין האוויר הסביבתי לאוויר הפנימי, ° C;
• ר - עמידות תרמית של סוג מסוים של מבנה, m2 * ° C / W.

מומלץ לקחת את הערך של עמידות תרמית עבור חומרים קיימים בפועל משולחנות עזר.

בנוסף, ניתן להשיג עמידות תרמית באמצעות היחס הבא:

R = d / kאיפה

• ר - עמידות תרמית, (m2 * K) / W;
• k - מקדם מוליכות תרמית של החומר, W / (m2 * K);
• ד האם עובי החומר הזה, מ.

בבתים ישנים יותר עם מבנה גג לח, דליפת חום מתרחשת דרך החלק העליון של הבניין, כלומר דרך הגג ועליית הגג. ביצוע אמצעים לחימום התקרה או בידוד תרמי של גג עליית הגג פותרים בעיה זו.

אם אתה מבודד את שטח עליית הגג ואת הגג, אז ניתן להפחית משמעותית את אובדן החום הכולל מהבית.

ישנם עוד כמה סוגים של אובדן חום בבית דרך סדקים במבנים, מערכת אוורור, מכסה מנוע למטבח, חלונות ודלתות פתיחה. אך אין טעם לקחת בחשבון את נפחם, מכיוון שהם מהווים לא יותר מ -5% מסך הדליפות החום העיקריות.

בדיקת הדמיה תרמית ברשת החימום

חישוב הפסדי החום ברשתות החימום התווסף לסקר הדמיה תרמית.

סקר הדמיה תרמית של רשת חימום מסייע באיתור ליקויים מקומיים בצנרת ובידוד תרמי לצורך תיקון או החלפה לאחר מכן.

בידוד תרמי של צינורות עם נושא חום נפגע. הטמפרטורה המקסימלית בשטחים פתוחים הייתה 59.3 מעלות צלזיוס

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור. הטמפרטורה המרבית בשטחים פתוחים הייתה 54.5 מעלות צלזיוס

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור. הטמפרטורה המקסימלית בשטחים פתוחים הייתה 56.2 מעלות צלזיוס

בידוד תרמי של צינורות עם נושא חום נפגע.הטמפרטורה המקסימלית בשטחים פתוחים הייתה 66.3 מעלות צלזיוס

קטעי צינורות פתוחים ללא בידוד.

קטעי צינורות פתוחים ללא בידוד.

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור.

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור. הטמפרטורה המקסימלית בשטחים פתוחים הייתה 62.5 מעלות צלזיוס

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור. הטמפרטורה המרבית בשטחים פתוחים הייתה 63.2 מעלות צלזיוס

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור. הטמפרטורה המקסימלית בשטחים פתוחים הייתה 63.8 מעלות צלזיוס

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור. הטמפרטורה המקסימלית בשטחים פתוחים הייתה 66.5 מעלות צלזיוס

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור. הטמפרטורה המקסימלית בשטחים פתוחים הייתה 63.5 מעלות צלזיוס

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור. הטמפרטורה המקסימלית בשטחים פתוחים הייתה 69.5 מעלות צלזיוס

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור. הטמפרטורה המרבית בשטחים פתוחים הייתה 62.2 מעלות צלזיוס

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור. הטמפרטורה המקסימלית בשטחים פתוחים הייתה 52.0 מעלות צלזיוס

קטעי צינורות פתוחים ללא בידוד. הטמפרטורה המקסימלית בשטחים פתוחים הייתה 62.4 מעלות צלזיוס

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור בהשפעת הסביבה.

למד על סקר מערכות אספקת המים.

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור בהשפעת הסביבה.

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור. הטמפרטורה המקסימלית בשטחים פתוחים הייתה 67.6 מעלות צלזיוס

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור. הטמפרטורה המקסימלית בשטחים פתוחים הייתה 58.8 מעלות צלזיוס

הרס חלקי של בידוד תרמי של צינורות עם נוזל קירור בהשפעת הסביבה.

קביעת תפוקת הדוד

כדי לשמור על הפרש הטמפרטורות בין הסביבה לטמפרטורה בתוך הבית, יש צורך במערכת חימום אוטונומית השומרת על הטמפרטורה הרצויה בכל חדר בבית פרטי.

הבסיס של מערכת החימום הוא סוגים שונים של דוודים: דלק נוזלי או מוצק, חשמל או גז.

הדוד הוא היחידה המרכזית של מערכת החימום המייצרת חום. המאפיין העיקרי של הדוד הוא כוחו, כלומר קצב ההמרה של כמות החום ליחידת זמן.

לאחר שעשינו חישובים של עומס החום לחימום, נקבל את הכוח המדורג הנדרש של הדוד.

לדירה מרובת חדרים רגילה, כוח הדוד מחושב באמצעות השטח והספק ספציפי:

Rboiler = (Sroom * Rudelnaya) / 10איפה

• חדרי S- השטח הכולל של החדר המחומם;
• רודלנה- צפיפות כוח יחסית לתנאי אקלים.

אך נוסחה זו אינה מביאה בחשבון הפסדי חום, אשר מספיקים בבית פרטי.

יש קשר נוסף שלוקח את הפרמטר הזה בחשבון:

Рboiler = (Qloss * S) / 100איפה

• רקוטלה- כוח הדוד;
• קלוס- איבוד חום;
• ס - אזור מחומם.

יש להגדיל את ההספק המדורג של הדוד. המלאי הכרחי אם אתם מתכננים להשתמש בדוד לחימום מים לחדר הרחצה והמטבח.

ברוב מערכות החימום לבתים פרטיים, מומלץ להשתמש במיכל הרחבה בו יאוחסן אספקת נוזל קירור. כל בית פרטי זקוק לאספקת מים חמים

על מנת לספק את עתודת ההספק של הדוד, יש להוסיף את גורם הבטיחות K לנוסחה האחרונה:

Bo דוד = (Qloss * S * K) / 100איפה

ל - יהיה שווה ל- 1.25, כלומר הספק הדוד המשוער יוגדל ב -25%.

לפיכך, עוצמת הדוד מאפשרת לשמור על טמפרטורת האוויר הסטנדרטית בחדרי הבניין, כמו גם להחזיק נפח ראשוני ונוסף של מים חמים בבית.

תיאור קצר של רשת החימום

כדי לכסות עומסי חום משתמשים בבית דוודים לייצור וחימום שהדלק העיקרי שלו הוא גז טבעי.

חדר הדודים מייצר

• קיטור לצרכים טכנולוגיים - כל השנה
• מים חמים לצרכי חימום - בעונת החימום ו
• אספקת מים חמים - כל השנה.
• הפרויקט מספק הפעלת רשת החימום על פי לוח טמפרטורות של 98/60 מעלות. עם.

תרשים החיבור של מערכת החימום תלוי.

רשתות חימום המספקות העברת חום לצרכי חימום הכפר כולו ואספקת מים חמים של חלקו בגדה הימנית, מותקנות מעל הקרקע והתחתית.

רשת החימום מסועפת, ללא מוצא.

רשתות החימום הוזמנו בשנת 1958. הבנייה נמשכה עד 2007.

בידוד תרמי נעשה

• שטיחים עשויים צמר זכוכית בעובי 50 מ"מ, עם שכבת כיסוי מחומר גליל,
• קצף פוליסטירן מוקצף מסוג TERMOPLEKS בעובי 40 מ"מ, עם שכבת כיסוי של יריעה מגולוונת ופוליאתילן מורחב בעובי 50 מ"מ.

במהלך הפעולה תוקנו חלק מחלקי רשת החימום עם החלפת צינורות ובידוד תרמי.

תכונות של מבחר הרדיאטורים

רדיאטורים, פאנלים, מערכות חימום תת רצפתי, קונווקטורים וכו 'הם רכיבים סטנדרטיים לאספקת חום בחדר. החלקים הנפוצים ביותר של מערכת חימום הם רדיאטורים.

גוף הקירור הוא מבנה חלול מיוחד מסוג מודולרי העשוי מסגסוגת פיזור חום גבוהה. הוא עשוי מפלדה, אלומיניום, ברזל יצוק, קרמיקה וסגסוגות אחרות. עקרון הפעולה של רדיאטור חימום מצטמצם לקרינת האנרגיה של נוזל הקירור לחלל החדר דרך "עלי הכותרת".

רדיאטור חימום אלומיניום ובי-מטאלי החליף רדיאטורים ברזל יצוק מסיבי. קלות הייצור, פיזור חום גבוה, בנייה טובה ועיצוב הפכו מוצר זה לכלי פופולרי ונרחב להפעלת חום בתוך הבית.

ישנן מספר שיטות לחישוב רדיאטורי חימום בחדר. רשימת השיטות שלהלן ממוינת לפי סדר הגדלת הדיוק החישובי.

אפשרויות חישוב:

1. לפי אזור... N = (S * 100) / C, כאשר N הוא מספר החלקים, S הוא שטח החדר (m2), C הוא העברת החום של קטע אחד של הרדיאטור (W, שנלקח מהדרכון או תעודת מוצר), 100 וואט הוא כמות זרימת החום, הדרושה לחימום 1 מ"ר (ערך אמפירי). נשאלת השאלה: כיצד לקחת בחשבון את גובה תקרת החדר?
2. לפי נפח... N = (S * H ​​* 41) / C, כאשר N, S, C - באופן דומה. H הוא גובה החדר, 41 W הוא כמות שטף החום הנדרש לחימום 1 מ"ק (ערך אמפירי).
3. על פי הסיכויים... N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C, כאשר N, S, C ו- 100 דומים. k1 - תוך התחשבות במספר התאים ביחידת הזכוכית של חלון החדר, k2 - בידוד תרמי של הקירות, k3 - היחס בין שטח החלונות לשטח החדר, k4 - טמפרטורת תת-אפס הממוצעת בשבוע הקר ביותר של החורף, k5 - מספר הקירות החיצוניים של החדר (אשר "יוצאים" לרחוב), k6 - סוג החדר למעלה, k7 - גובה התקרה.

זו הדרך המדויקת ביותר לחישוב מספר הקטעים. מטבע הדברים, תוצאות חישוב חלקיות מעוגלות תמיד למספר השלם הבא.

הוראות כלליות

בכל שיטת חישוב פשוטה יש שגיאה די גדולה. עם זאת, מבחינה מעשית, חשוב לנו להבטיח תפוקת חום מספקת. אם יתברר כנדרש יותר גם בשיא הקור החורפי, אז מה?

בדירה שבה משלמים חימום לפי שטח, חום העצמות אינו כואב; ויסות המצערות וווסת ​​הטמפרטורות התרמוסטטי אינן דבר נדיר מאוד ונגיש.

במקרה של בית פרטי ודוד פרטי, מחיר קילוואט חום ידוע לנו היטב ונראה שעודף חימום יפגע בכיס שלך. אולם בפועל זה לא המקרה. כל דודי הגז והחשמל המודרניים לחימום בית פרטי מצוידים בתרמוסטטים המווסתים את העברת החום בהתאם לטמפרטורה בחדר.

התרמוסטט ימנע מהדוד לבזבז עודף חום.

גם אם חישוב ההספק שלנו של רדיאטורים לחימום נותן טעות משמעותית בגדול, אנו מסתכנים רק בעלות של כמה סעיפים נוספים.

אגב: בנוסף לטמפרטורות החורף הממוצעות, מתרחשות כפור קיצוני אחת לכמה שנים.

קיים חשד כי עקב שינויים אקלימיים גלובליים הם יתרחשו לעיתים קרובות יותר ויותר, לכן כשמחשבים רדיאטורי חימום, אל תפחדו לטעות גדולה.

חישוב הידראולי של אספקת המים

כמובן, "התמונה" של חישוב החום לחימום אינה יכולה להיות שלמה ללא חישוב מאפיינים כמו נפח ומהירות נושא החום. ברוב המקרים נוזל הקירור הוא מים רגילים במצב צבירה נוזלי או גזי.

מומלץ לחשב את הנפח האמיתי של נושא החום באמצעות סיכום כל החללים במערכת החימום. בעת שימוש בדוד מעגל יחיד, זו האפשרות הטובה ביותר. בעת שימוש בדודי מעגל כפול במערכת החימום, יש צורך לקחת בחשבון את צריכת המים החמים למטרות היגייניות ומטרות ביתיות אחרות.

חישוב נפח המים המחומם על ידי דוד מעגל כפול בכדי לספק לתושבים מים חמים וחימום נוזל הקירור נעשה על ידי סיכום הנפח הפנימי של מעגל החימום והצרכים האמיתיים של המשתמשים במים מחוממים.

נפח המים החמים במערכת החימום מחושב לפי הנוסחה:

W = k * P.איפה

• W - נפח נושא החום;
• פ - כוח דוד חימום;
• k - מקדם הספק (מספר ליטרים ליחידת כוח הוא 13.5, טווח - 10-15 ליטר).

כתוצאה, הנוסחה הסופית נראית כך:

W = 13.5 * P

קצב הזרימה של אמצעי החימום הוא ההערכה הדינמית הסופית של מערכת החימום, המאפיינת את קצב זרימת הנוזל במערכת.

ערך זה עוזר לאמוד את סוג הצינור וקוטרו:

V = (0.86 * P * μ) / ∆Tאיפה

• פ - כוח הדוד;
• μ - יעילות הדוד;
• ∆T - הפרש הטמפרטורה בין מי האספקה ​​למים החוזרים.

באמצעות שיטות החישוב ההידראוליות לעיל, ניתן יהיה להשיג פרמטרים אמיתיים, שהם "היסוד" של מערכת החימום העתידית.

על הבחירה והחישוב התרמי של מכשירי חימום

מספר נושאים נדונו בשולחן העגול, כמו למשל יצירת מערכת אימות למערכות הנדסיות של מבנים ומבנים, עמידה על ידי יצרנים, ספקים ורשתות קמעונאיות בדרישות להגנה על זכויות צרכנים, בדיקה חובה של מכשירי חימום עם ציון חובה על התנאים לבדיקת מכשירים, פיתוח כללי תכנון ושימוש במכשירי חימום. במהלך הדיון, שוב, צוינה הפעולה הלא מספקת של המכשירים.

בהקשר זה, אני רוצה לציין כי ניתן לשפוט את הפעולה הלא מספקת של מערכת החימום לא רק על ידי מכשירי חימום... הסיבה אפשרית גם בנתוני הנדסת החום המוזלים (בהשוואה לנתוני התכנון) של הקירות החיצוניים, החלונות, הציפויים, ואספקת מים למערכת החימום בטמפרטורה מופחתת. כל זה צריך לבוא לידי ביטוי בחומרים להערכה מקיפה של המצב הטכני של מערכת החימום.

העברת החום בפועל של מכשירי חימום עשויה להיות פחותה מהנדרש מסיבות שונות. ראשית, למעשה, מכשירי חימום מופרדים מסוגים שונים של שטחים על ידי גדרות דקורטיביות, וילונות וריהוט. שנית, אי עמידה בדרישות התקנון להפעלה טכנית של מערכות חימום [1].

פיזור החום של המכשירים מושפע, למשל, מהרכב וצבע הצבע. מפחית את העברת החום ואת הרדיאטורים הממוקמים בנישות.

שיטת החישוב התרמי של מכשירי חימום, המופיעה בספר היד של המעצב הידוע [2], אינה חוקית כיום ממספר סיבות.

נכון לעכשיו, מכשירי חימום נבחרים לעיתים קרובות על פי ערך שטף החום הנומינלי שלו, כלומר מבלי לקחת בחשבון את המקדם המורכב של הבאת שטף החום הנומינלי לתנאים אמיתיים, תלוי במערכת החימום (צינור אחד או שני צינורות. ), הטמפרטורה של נוזל הקירור והאוויר בחדר, שערכם, ככלל, פחות מ- 1. העבודה מציגה את החישוב התרמי המומלץ של מכשירים מודרניים [3].

בחירת המכשירים מורכבת מקביעת מספר החלקים של רדיאטור מתקפל או סוג של רדיאטור או קונווקטור שאינו מתקפל, שמשטח העברת החום החיצוני שלו חייב להבטיח העברה של שטף החום הנדרש לפחות לחדר ( איור 1).

החישוב מתבצע בטמפרטורת נוזל הקירור לפני ואחרי החימום (בבנייני מגורים וציבוריים, בדרך כלל משתמשים במים או בנוזל לא מקפיא), צריכת החום של חדר Qnom, המתאימה לחום המחושב הגירעון בו, המכונה מכשיר חימום אחד, בטמפרטורת האוויר החיצונית המשוערת [ארבע].

ניתן לקבוע את מספר החלקים המשוער של רדיאטורים מתקפלים בדיוק מספיק על ידי הנוסחה הבאה:

יש לקבוע את סוג ואורך הרדיאטורים והקונווקטורים שאינם ניתנים להפרדה מתוך התנאי ששטף החום הנומינלי שלהם Qpom יהיה לא פחות מהעברת החום המחושבת Qopr:

כאשר Qopr הוא הכוח התרמי המשוער של המחמם, W; qsecr הוא צפיפות שטף החום המחושב של קטע אחד של המכשיר, W; Qtr הוא העברת החום הכוללת של צינורות החיבורים והחיבורים, המונחים בגלוי בתוך המקום, הקשורים למכשיר החימום, W; β הוא מקדם הלוקח בחשבון את שיטת ההתקנה, את מיקום החימום [2, 3] (בעת התקנת המכשיר, למשל, הוא פתוח ליד הקיר החיצוני β = 1, אם יש מגן מול המכשירים עם חריצים בחלק העליון β = 1.4, וכאשר נמצאים קונווקטור במבנה הרצפה, ערך המקדם מגיע ל -2); β1 - מקדם תוך התחשבות בשינוי העברת החום מהרדיאטור בהתאם למספר החלקים או אורך המכשיר, β1 = 0.95-1.05; ב - מקדם תוך התחשבות בלחץ האטמוספרי, b = 0.95-1.015; qв ו- qr - העברת חום של 1 מ 'צינורות אנכיים ואופקיים מונחים בגלוי [W / m], נלקחים לצינורות שאינם מבודדים ומבודדים על פי הטבלה. 1 [2, 3]; lw ו- lg - אורך הצינורות האנכיים והאופקיים בתוך השטח, מ '; qnom ו- Qnom - צפיפות שטף החום הנומינלית של קטע אחד של התקן חימום מתקפל או מתאים של מכשיר חימום שאינו מתקפל, המופיע ב- [3], בהמלצות מעבדת מכשירי החימום "NIisantekhniki" (LLC "Vitaterm") ו- בקטלוגים של יצרני המכשירים, עם הבדל בטמפרטורה הממוצעת של נוזל הקירור ואוויר החדר Δtav השווה ל- 70 מעלות צלזיוס, ועם קצב זרימת מים של 360 ק"ג / שעה במכשיר; Δtav ו- Gpr - הפרש טמפרטורה בפועל 0.5 (tg + to) - טלוויזיה וזרימת נוזל קירור [ק"ג / שעה] במכשיר; n ו- p הם אינדיקטורים מספריים ניסיוניים שלוקחים בחשבון את השינוי במקדם העברת החום של המכשיר בערכים האמיתיים של הפרש הטמפרטורה הממוצע וקצב הזרימה של נוזל הקירור, כמו גם את סוג ותכנית החיבור בין מכשיר לצינורות מערכת החימום, שאומץ על פי [3] או על פי המלצות המעבדה של מכשירי חימום "NIIsantekhniki"; tg, to ו- tв - הערכים המחושבים של טמפרטורות נוזל הקירור לפני ואחרי המכשיר והאוויר בחדר הנתון, ° C; קופוטן הוא מקדם מורכב להבאת שטף החום הנומינלי לתנאים אמיתיים.

בבחירת סוג מכשיר החימום [4], יש לזכור כי אורכו במבנים עם דרישות תברואתיות גבוהות צריך להיות לפחות 75%, במבני ציבור למגורים ובמגורים אחרים - לפחות 50% מאורך הגג.

ניתן לקבוע את קצב הזרימה המשוער של מדיום החימום העובר דרך המחמם [ק"ג / שעה]:

הערך של Qpom כאן תואם את עומס החום שהוקצה למכשיר חימום אחד (כשיש שניים או יותר בחדר).

בבחירת סוג מכשיר החימום [4], יש לזכור כי אורכו במבנים עם דרישות תברואתיות והיגייניות מוגברות (בתי חולים, מוסדות לגיל הרך, בתי ספר, בתי קשישים ונכים) צריך להיות לפחות 75%, במבני ציבור ומגורים אחרים - לא פחות מ- 50% מאורך פתח האור.

דוגמאות לבחירת מכשירי חימום

דוגמה 1. קבע את מספר החלקים הנדרש של הרדיאטור MC-140-M2, המותקן ללא מסך מתחת לאדן החלון של חלון 1.5 X 1.5 מ ', אם ידוע: מערכת החימום היא דו-צינורית, אנכית, הנחת הצינור פתוחה, סמלי קוטר צינורות אנכיים (עליות) בתוך המקום 20 מ"מ, אופקי (חיבורים לרדיאטור) 15 מ"מ, צריכת החום המחושבת Qpom של החדר מס '1 היא 1000 וואט, טמפרטורת המים המסופקת המחושבת tg וההחזר מים שווה ל- 95 ו- 70 ° C, טמפרטורת האוויר בחדר tв = 20 ° C, המכשיר מחובר על ידי תוכנית "מלמעלה למטה", אורך צינורות lw אנכיים ו- lg אופקיים הוא 6 ו- 3 מ ', בהתאמה. שטף החום הנומינלי של חלק מקטע אחד הוא 160 וואט.

הַחְלָטָה.

1. אנו מוצאים את קצב הזרימה של מים Gpr העוברים דרך הרדיאטור:

האינדיקטורים n ו- p הם 0.3 ו- 0.02 בהתאמה; β = 1.02, β1 = 1 ו- b = 1.

2. מצא את הפרש הטמפרטורה Δtav:

3. אנו מוצאים את העברת החום של צינורות Qtr, באמצעות טבלאות העברת חום של צינורות אנכיים ואופקיים מונחים בגלוי:

4. קבע את מספר החלקים Npr:

יש להתקין ארבעה חלקים להתקנה. עם זאת, אורך הרדיאטור של 0.38 מ 'הוא פחות ממחצית גודל החלון. לכן נכון יותר להתקין קונווקטור, למשל, "Santekhprom Auto". המדדים n ו- p עבור הקונווקטור נלקחים שווים ל- 0.3 ו- 0.18, בהתאמה.

העברת החום המחושבת של קונווקטור Qopr נמצאת על ידי הנוסחה:

אנו מקבלים קונווקטור "Santekhprom Auto" מסוג KSK20-0.918kA עם שטף חום סמלי Qnom = 918 W. אורך מעטפת הקונווקטור הוא 0.818 מ '.

דוגמה 2. קבע את המספר הנדרש של קטעי רדיאטור MC-140-M2 בטמפרטורת המים האספקה ​​המחושבת tg והחזר ל- t השווה ל- 85 ו- 60 ° C. שאר הנתונים הראשוניים זהים.

הַחְלָטָה.

במקרה זה: Δtav = 52.5 ° C; העברת חום של צינורות תהיה

להתקנה מתקבלים שישה חלקים. העלייה במספר קטעי הרדיאטור הנדרשים בדוגמה השנייה נגרמת על ידי ירידה בטמפרטורות הזרימה והחזרה המחושבות במערכת החימום.

על פי חישובים (דוגמה 5), ניתן להתקין קונווקטור רכוב על קיר "Santechprom Super Auto" עם שטף חום סמלי של 3070 W. כדוגמה - קונווקטור KSK 20-3070k בעומק בינוני עם גוף שסתום פלדה זוויתי KTK-U1 ועם קטע סגירה. אורך מעטפת קונווקטור 1273 מ"מ, גובה כולל 419 מ"מ

אורך הרדיאטור של 0.57 מ 'הוא פחות ממחצית גודל החלון. לכן, עליך להתקין רדיאטור בגובה נמוך יותר, למשל, מסוג MC-140-300, שטף החום הנומינלי של קטע אחד אשר qnom שלו הוא 0.12 קילוואט (120 וואט).

אנו מוצאים את מספר החלקים לפי הנוסחה הבאה:

אנו מקבלים שמונה חלקים להתקנה. אורך הרדיאטור 0.83 מ ', שזה יותר ממחצית גודל החלון.

דוגמה 3. קבע את מספר החלקים הנדרש של רדיאטור MC-140-M2, המותקן מתחת לאדני חלונות ללא מסך של שני חלונות בגודל 1.5 X 1.5 מ 'עם קיר, אם ידוע: מערכת החימום היא הנחת צינורות דו-צינורית, אנכית, פתוחה , קטרים ​​נומינליים של צינורות אנכיים בתוך החדר 20 מ"מ, אופקיים (חיבורים לפני ואחרי הרדיאטור) 15 מ"מ, צריכת החום המחושבת של החדר Qpom היא 3000 וואט, הטמפרטורות המחושבות של אספקת tg ומים חוזרים הם 95 ו -70 ° C, טמפרטורת האוויר בחדר היא tв = 20 ° C, חיבור המכשיר

על פי תוכנית "מלמעלה למטה", אורך צינורות lw אנכיים ו- lg אופקיים הוא 6 ו -4 מ ', בהתאמה. שטף חום נומינלי של קטע אחד qnom = 0.16 קילוואט (160 וואט). הַחְלָטָה.

1. קבע את קצב הזרימה של מים Gpr העוברים דרך שני רדיאטורים:

האינדיקטורים n ו- p הם 0.3 ו- 0.02 בהתאמה; β = 1.02, β1 = 1 ו- b = 1.

2. מצא את הפרש הטמפרטורה Δtav:

3. אנו מוצאים את העברת החום של צינורות Qtr, באמצעות טבלאות העברת חום של צינורות אנכיים ואופקיים מונחים בגלוי:

4. קבע את מספר החלקים הכולל Npr:

אנו נקבל להתקנה של שני רדיאטורים בני 9 ו -10 קטעים.

דוגמה 4. קבע את המספר הנדרש של קטעי רדיאטור MC-140-M2 בטמפרטורת המים האספקה ​​המחושבת tg, והפוך לשווה ל- 85 ו- 60 ° C. שאר הנתונים הראשוניים זהים.

הַחְלָטָה.

במקרה זה: Δtav = 52.5 ° C; העברת חום של צינורות תהיה:

אנו מקבלים להתקנה שני רדיאטורים בני 12 חלקים.

דוגמה 5. קבע את סוג הקונווקטור בטמפרטורות המים של אספקת התכנון tp וחזור ל-, שווה ל- 85 ו- 60 ° C, ואת צריכת החום המחושבת של Qpom בחדר, השווה ל- 2000 W. שאר הנתונים הראשוניים מוצגים בדוגמה 3: n = 0.3, p = 0.18.

במקרה זה: Δtav = 52.5 ° C; העברת חום של צינורות תהיה:

לאחר מכן

ניתן לקבל להתקנה קונווקטור רכוב על קיר "Santekhprom Super Auto" עם שטף חום סמלי של 3070 W. קונווקטור KSK 20-3070k בעומק בינוני, לדוגמא, עם גוף שסתום פלדה זוויתי KTK-U1 ועם קטע סגירה. אורך מעטפת הקונווקטור 1273 מ"מ, הגובה הכולל הוא 419 מ"מ.

כמו כן, ניתן להתקין קונווקטור KS20-3030 המיוצר על ידי NBBK LLC עם שטף חום סמלי של 3030 W ואורך מעטפת של 1327 מ"מ.

דוגמא לעיצוב תרמי

כדוגמה לחישוב חום, יש בית רגיל בן קומה אחת עם ארבעה חדרי מגורים, מטבח, חדר אמבטיה, "גן חורף" וחדרי שירות.

התשתית עשויה לוח בטון מזוין מונוליטי (20 ס"מ), הקירות החיצוניים הם בטון (25 ס"מ) עם טיח, הגג עשוי קורות עץ, הגג הוא מתכת וצמר מינרלי (10 ס"מ)

בואו נקבע את הפרמטרים הראשוניים של הבית, הדרושים לחישובים.

מידות הבניין:

• גובה הרצפה - 3 מ ';
• חלון קטן של החלק הקדמי והאחורי של הבניין 1470 * 1420 מ"מ;
• חלון חזית גדול 2080 * 1420 מ"מ;
• דלתות כניסה 2000 * 900 מ"מ;
• דלתות אחוריות (יציאה למרפסת) 2000 * 1400 (700 + 700) מ"מ.

רוחב הבניין הכולל הוא 9.5 מ"ר, אורכו 16 מ"ר. רק חדרי מגורים (4 יח '), חדר אמבטיה ומטבח יחוממו.

כדי לחשב במדויק את אובדן החום על הקירות מאזור הקירות החיצוניים, עליך להפחית את שטח כל החלונות והדלתות - זהו סוג אחר של חומר עם עמידות תרמית משלו.

אנו מתחילים בחישוב שטחי החומרים ההומוגניים:

• שטח קומה - 152 מ"ר;
• שטח הגג - 180 מ"ר, תוך התחשבות בגובה עליית הגג של 1.3 מ 'ורוחב הריצה - 4 מ';
• שטח חלון - 3 * 1.47 * 1.42 + 2.08 * 1.42 = 9.22 מ"ר;
• שטח הדלת - 2 * 0.9 + 2 * 2 * 1.4 = 7.4 מ"ר.

שטח הקירות החיצוניים יהיה 51 * 3-9.22-7.4 = 136.38 מ"ר.

נעבור לחישוב אובדן חום עבור כל חומר:

• 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;

וגם Qwall שווה ערך ל 136.38 * 40 * 0.25 / 0.3 = 4546. סכום כל הפסדי החום יהיה 19628.4 וואט.

כתוצאה מכך, אנו מחשבים את עוצמת הדוד: 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 קילוואט.

אנו נחשב את מספר קטעי הרדיאטור עבור אחד החדרים. עבור כל השאר, החישובים זהים. לדוגמה, חדר פינתי (פינת שמאל, תחתונה בתרשים) הוא 10.4 מ"ר.

מכאן, 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.

חדר זה דורש 9 חלקים של רדיאטור חימום עם תפוקת חום של 180 וואט.

אנו פונים לחישוב כמות נוזל הקירור במערכת - W = 13.5 * P = 13.5 * 21 = 283.5 ליטר. המשמעות היא שמהירות נוזל הקירור תהיה: V = (0.86 * P * μ) / ∆T = (0.86 * 21000 * 0.9) /20=812.7 ליטר.

כתוצאה מכך, מחזור מלא של כל נפח נוזל הקירור במערכת יהיה שווה ערך ל -2.87 פעמים בשעה.

מבחר מאמרים על חישוב תרמי יעזור לקבוע את הפרמטרים המדויקים של אלמנטים של מערכת החימום:

1. חישוב מערכת החימום של בית פרטי: כללים ודוגמאות חישוב
2. חישוב תרמי של בניין: פרטים ונוסחאות לביצוע חישובים + דוגמאות מעשיות

חישוב רדיאטור סנפיר כאלמנט של מחליף חום עם הסעה מאולצת.

מוצגת טכניקה, תוך שימוש בדוגמה של מעבד Intel Pentium4 Willamette 1.9 ג'יגה הרץ ומקרר B66-1A המיוצר על ידי תאגיד ADDA, המתאר את הליך חישוב הרדיאטורים הסנפירים שנועדו לקרר אלמנטים מייצרי חום של ציוד אלקטרוני עם הסעה מאולצת ושטוחה. משטחי מגע תרמיים בהספק של עד 100 וואט. הטכניקה מאפשרת חישוב מעשי של מכשירים מודרניים בעלי ביצועים גבוהים בגודל קטן להסרת חום ולהחיל אותם על כל הספקטרום של מכשירים רדיו אלקטרוניים הזקוקים לקירור.

פרמטרים שנקבעו בנתונים הראשוניים:

פ

= 67 W, הכוח שמפזר על ידי האלמנט שהתקרר;

שעם

= 296 מעלות צלזיוס, טמפרטורת המדיום (אוויר) במעלות קלווין;

שלפני

= 348 ° K, הטמפרטורה המגבילה של הגביש;

שר

= nn ° K, הטמפרטורה הממוצעת של בסיס גוף הקירור (מחושב במהלך החישוב);

ה

= 3 10-2 מ ', גובה סנפיר הרדיאטור במטרים;

ד

= 0.8 10-3 מ ', עובי הצלעות במטרים;

ב

= 1.5 10-3 מ ', המרחק בין הצלעות;

lM

= 380 W / (m ° K), מקדם מוליכות תרמית של חומר הרדיאטור;

ל

= 8.3 10-2 מ ', גודל הרדיאטור לאורך הקצה במטרים;

ב

= 6.9 10-2 מ ', גודל הרדיאטור על פני הסנפירים;

אבל

= 8 10-3 מ ', עובי בסיס הרדיאטור;

ו

³ 2 מ 'לשנייה, מהירות אוויר בערוצי הרדיאטור;

ז

= 27, מספר סנפירי הרדיאטור;

uר

= nn K, טמפרטורת התחממות היתר של בסיס גוף הקירור, מחושבת במהלך החישוב;

הר

= 0.7, מידת השחור של הרדיאטור.

ההנחה היא שמקור החום ממוקם במרכז הרדיאטור.

כל הממדים הליניאריים נמדדים במטרים, טמפרטורה בקלווין, כוח בוואט, וזמן בשניות.

תכנון הרדיאטור והפרמטרים הנדרשים לחישובים מוצגים באיור 1.

תמונה 1.

הליך חישוב.

1. קבע את שטח החתך הכולל של התעלות בין הצלעות לפי הנוסחה:

Sк = (Z - 1) · b · H [1]

לנתונים הראשוניים המקובלים - Sk = (Z - 1) b H = (27-1) 1.5 10-3 3 10-2 = 1.1 10-3 m2

להתקנה מרכזית של המאוורר, זרימת האוויר יוצאת דרך שני משטחי הקצה ושטח החתך של התעלות מכפיל את עצמו ל -2.2 10-3 מ"ר.

2. אנו קובעים שני ערכים לטמפרטורת בסיס הרדיאטור ומבצעים את החישוב לכל ערך:

qр = {353 (+ 80 ° C) ו- 313 (+ 40 ° С)}

מכאן נקבעת טמפרטורת התחממות היתר של בסיס הרדיאטור. uר

לגבי הסביבה.

uр = qр - qс [2]

עבור הנקודה הראשונה, uр = 57 ° K, עבור השנייה, uр = 17 ° K.

3. קבעו את הטמפרטורה ש

נדרש לחישוב הקריטריונים של נוסלט (נו) וריינולדס (Re):

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

איפה: שעם
–
טמפרטורת האוויר הסביבתי, הסביבה,

ו

- מהירות אוויר בערוצים בין הצלעות, ב m / s;

סל

- שטח החתך הכולל של התעלות בין הצלעות, במ"ר;

ר

- צפיפות אוויר בטמפרטורה
ש
יום רביעי, בק"ג / מ"ק,

ש

cf = 0.5 (
שp +שעם)
;

גר

- קיבולת חום של אוויר בטמפרטורה
ש
יום רביעי, ב- J / (ק"ג x ° K);

פ

- הכוח שמפזר הרדיאטור.

לנתונים הראשוניים המקובלים - 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)

* הערך עבור רדיאטור סנפיר נתון עם התקנת מאוורר מרכזי, ו

מתוך חישובים 1.5 - 2.5 מ 'לשנייה (ראה נספח 2), מפרסומים [L.3] כ -2 מ' לשנייה. בקיצור, ערוצים מתרחבים, כמו מצנן זהב אורב, מהירות האוויר הקירור יכולה להגיע ל -5 מ 'לשנייה.

4. קבע את ערכי הקריטריונים של ריינולדס ונוסלט הנדרשים לחישוב מקדם העברת החום של סנפירי הרדיאטור:

Re = V · L / n [4]

איפה: נ

מקדם צמיגות האוויר הקינמטי ב
שעם,M2/עם
מנספח 1, לוח 1.

לנתונים הראשוניים המקובלים - Re = VL / n = 2 8.3 10-2 / 15.8 10-6 = 1.05 104

Nu = 0.032 Re 0.8 [5]

לנתונים הראשוניים המקובלים - Nu = 0.032 Re 0.8 = 0.032 (2.62 104) 0.8 = 52.8

5. קבעו את מקדם העברת החום הסעפי של סנפירי הרדיאטור:

אל
=נו·lבְּ-/
L W / (מ '
2
יא) [6]

איפה, l

- מקדם מוליכות תרמית של אוויר (W / (מ 'מעלות)), ב
שעם
מנספח 1, טבלה 1.

לנתונים הראשוניים המקובלים - ak = Nu · lv / L = 52.8 · 2.72 10-2 / 8.3 10-2 = 17.3

6. קבעו את מקדמי העזר:

m = (2 · ak / lm · d) 1/2 [7]

אנו קובעים את הערך של mh ואת המשיק של ה th היפרבולית (mh).

לנתונים הראשוניים המקובלים - m = (2 ak / lm d) 1/2 = (2 17.3 / (380 0.8 10-3)) 1/2 = 10.6

לנתונים הראשוניים המקובלים - m · H = 10.6 · 3 10-2 = 0.32; th (m H) = 0.31

7. קבעו את כמות החום שמסירה סנפירי הרדיאטור על ידי הסעה:

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

איפה: ז

- מספר צלעות;

lM

= מקדם מוליכות תרמית של מתכת הרדיאטור, W / (m
·
° K);

M

- ראה נוסחה 7;

סר

- שטח חתך של סנפיר הרדיאטור, מ"ר,

Sр = L · d [9]

uר

- טמפרטורת התחממות יתר של בסיס הרדיאטור.

Sp = L d = 8.3 10-2 0.8 10-3 = 6.6 10-5 מ"ר

Prk = Z · lm · m · Sр · uр · th (m · H) = 27 · 380 · 10.6 · 6.6 10-5 · 57 · 0.31 = 127 W.

8. קבע את הטמפרטורה הממוצעת של סנפיר הרדיאטור:

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

איפה: ch
(mH)
- הקוסינוס הוא היפרבולי.

לנתונים הראשוניים המקובלים - qср = (qр / 2) [1 + 1 / ch (m · H)] = (353/2) [1 + 1 / 1.05] = 344 ° K (71 ° С)

* גודל המשיק והקוסינוס של היפרבוליק מחושב על מחשבון הנדסי על ידי ביצוע ברצף של פעולות "hyp" ו- "tg" או "cos".

9. קבעו את מקדם העברת החום הקורן:

al = eр · f (qср, qс) · j [11]

f (qср, qс) = 0.23 [5 10-3 (qср + qс)] 3

לנתונים הראשוניים המקובלים - f (qcr, qc) = 0.23 [5 10-3 (qcr + qc)] 3 = 0.23 [5 10-3 (335 + 296)] 3 = 7.54

מקדם קרינה:

j = b / (b + 2h)

j = b / (b + 2H) = 1.5 10-3 / (1.5 10-3 + 3 10-2) = 0.048

al = eрf (qav, qs) j = 0.7 x 7.54 x 0.048 = 0.25 W / m2 K

10. קבע את שטח הפנים של שטף החום המקרין:

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

לנתונים הראשוניים המקובלים - Sl = 2 L [(Z -1) · (b + d) + d] +2 H · L · Z = 0.1445 m2

11. קבעו את כמות החום המופלטת באמצעות קרינה:

Pl = al · Sl (qav - qc) [13]

לנתונים הראשוניים המקובלים - Pl = alSl (qav - qs) = 0.25 0.1445 (344 - 296) = 1.73 W

12. כמות החום הכוללת שהרדיאטור נותן בטמפרטורת רדיאטור נתונה qр = 353K:

P = Prk + Pl [14]

לנתונים הראשוניים המקובלים - P = Prk + Pl = 127 + 1.73 = 128.7 W.

13. אנו חוזרים על החישובים של טמפרטורת גוף הקירור ש

p = 313K, ונשרט את המאפיין התרמי של הרדיאטור המחושב בשתי נקודות. לנקודה זו, P = 38W. כאן הציר האנכי מייצג את כמות החום שהרדיאטור נותן.
פר
, והטמפרטורה האופקית של הרדיאטור היא
שר
.

איור 2

מהגרף המתקבל אנו קובעים עבור כוח נתון של 67W, שר

= 328 מעלות צלזיוס או 55 מעלות צלזיוס

14. על פי מאפיין החום של הרדיאטור, אנו קובעים כי בהספק נתון Pר

= 67W, טמפרטורת גוף הקירור
שר
= 328.5 מעלות צלזיוס רדיאטור מתחמם יתר על המידה
uר
ניתן לקבוע על ידי הנוסחה 2.

זה שווה ל- Uр = qр - qс = 328 - 296 = 32 ° K.

15. קבע את טמפרטורת הגביש והשווה אותה לערך הגבול שקבע היצרן

של
=ש
p + P (
ר
מחשב +
ר
pr) ° K = 328 + 67 (0.003 + 0.1) = 335 (62 ° C), [15]

איפה:

שר
–
טמפרטורת בסיס הרדיאטור לנקודת תכנון נתונה,

ר

- תוצאת החישוב לפי הנוסחה 14,

ר

מחשב - עמידות תרמית של מארז המעבד - קריסטל, עבור מקור חום זה הוא 0.003 K / W

ר

pr - עמידות תרמית של המקרה-רדיאטור, עבור מקור חום נתון שווה ל- 0.1K / W (עם הדבק מוליך חום).

התוצאה המתקבלת נמוכה מהטמפרטורה המקסימלית שקבע היצרן והיא קרובה לנתונים [L.2] (כ -57 ° C). במקרה זה, טמפרטורת התחממות היתר של הגביש ביחס לאוויר הסביבה בחישובים לעיל היא 32 ° C, וב [L.2] 34 ° C.

באופן כללי, ההתנגדות התרמית בין שני משטחים שטוחים בעת שימוש בחומרים, משחות ודבקים:

ר =

ד
ל
lk-1
·
סקונט
-1
[16]

איפה: ד

k הוא עובי הפער בין הרדיאטור למקרה של היחידה המקוררת המלאה בחומר מוליך חום ב- m,

lל

- מקדם מוליכות תרמית של חומר מוליך חום בפער W / (m K),

סהמשך

האם שטח משטח המגע הוא מ"ר.

הערך המשוער של rcr עם הידוק מספיק וללא אטמים וחומרי סיכה הוא

rcr = 2.2 / Scont

בעת שימוש במשחות, ההתנגדות התרמית צונחת בכפי שניים.

16. השווה של

עם
שלפני
, קיבלנו רדיאטור המספק
של
= 325 מעלות צלזיוס, פחות
שלפני=
348 מעלות צלזיוס, - הרדיאטור הנתון מספק את המצב התרמי של היחידה עם שוליים.

17. קבע את ההתנגדות התרמית של גוף הקירור המחושב:

ר =

u
ר
/ P (° K / W) [17]

r = uр / P (° / W) = 32/67 = 0.47 ° / W

ממצאים:

מחליף החום המחושב מספק הסרת כוח חום של 67 וואט בטמפרטורת סביבה של עד 23 מעלות צלזיוס, בעוד שטמפרטורת הגביש של 325 מעלות צלזיוס (62 מעלות צלזיוס) אינה עולה על 348 מעלות צלזיוס (75 מעלות צלזיוס) המותרת עבור מעבד זה.

השימוש בטיפול פני שטח מיוחד להגברת תפוקת הכוח התרמי באמצעות קרינה בטמפרטורות של עד 50 מעלות צלזיוס התברר כלא יעיל ולא ניתן להמליץ ​​עליו, משום אינו משלם את העלויות.

הייתי רוצה שחומר זה יעזור לך לא רק לחשב ולייצר מחליף חום מודרני בגודל קטן ויעיל במיוחד, הדומה לאלה שנמצאים בשימוש נרחב בטכנולוגיית המחשב, אלא גם בקבלת יכולות לקבל החלטות על השימוש במכשירים כאלה ביחס למשימות שלך. .

קבועים לחישוב מחליף החום.

שולחן 1

ניתן להשיג את ערכי הקבועים לטמפרטורות ביניים, בקירוב ראשון, על ידי התוויית גרפי הפונקציות לטמפרטורות המצוינות בעמודה הראשונה.

נספח 2.

חישוב מהירות התנועה של קירור האוויר הרדיאטור.

מהירות תנועת נוזל הקירור בזמן הסעה מאולצת בגזים:

V = Gv / Sк

איפה: Gv הוא קצב הזרימה הנפחי של נוזל הקירור, (עבור מאוורר 70x70, Sp = 30 ס"מ, 7 להבים, Rem = 2.3 W, w = 3500 סל"ד, Gv = 0.6-0.8 m3 / min. או למעשה 0, 2 -0.3 או V = 2m / sec),

Sк - שטח חתך רוחב ערוצי פנוי למעבר.

בהתחשב בכך שאזור הזרימה של המאוורר הוא 30 ס"מ, ושטח ערוצי הרדיאטור הוא 22 ס"מ, מהירות נשיבת האוויר נקבעת להיות נמוכה יותר והיא תהיה שווה ל:

V = Gv / S = 0.3 מ '3

/ דקה / 2.2 10
-3
M
2
= 136 מ / דקה = 2.2 מ / ש.

לצורך חישובים אנו לוקחים 2 מ 'לשנייה.

סִפְרוּת:

1. ספר ידני של המעצב REA, בעריכת RG Varlamov, M, הרדיו הסובייטי, 1972;
2. מדריך מעצבים REA, עורך מאת RG Varlamov, M, הרדיו הסובייטי, 1980;
3. https://www.ixbt.com/cpu/, Coolers for Socket 478, אביב-קיץ 2002, ויטלי קריניצין

   פורסם - 29 ביולי 2002;

4. https://www.ixbt.com/cpu/, מדידת מהירויות אוויר מאחורי מאווררי קירור ומקררים, אלכסנדר ציקולין, אלכסיי ראמייקין, פורסם - 30 באוגוסט 2002.

הוכן בשנת 2003 על בסיס חומרים L.1 ו -2

סורוקין א.ד.

ניתן להוריד טכניקה זו בפורמט PDF כאן.

חישוב מדויק של תפוקת החום

לשם כך משתמשים בגורמי תיקון:

• K1 תלוי בסוג החלונות. חלונות עם זיגוג כפול דו-תאיים תואמים לזיגוג אחד, רגיל - 1.27, חלון תלת תאי - 0.85;
• K2 מראה את מידת הבידוד התרמי של הקירות. זה בטווח שבין 1 (בטון קצף) ל -1.5 לגושי בטון ו- 1.5 לבנים;
• K3 משקף את היחס בין שטח החלונות לרצפה. ככל שיש יותר מסגרות חלונות, כך אובדן החום גדול יותר. ב -20% זיגוג, המקדם הוא 1, וב -50% הוא עולה ל -1.5;
• K4 תלוי בטמפרטורה המינימלית מחוץ לבניין בעונת החימום. טמפרטורה של -20 מעלות צלזיוס נלקחת כיחידה, ואז מוסיפים או מורידים 0.1 לכל 5 מעלות;
• K5 לוקח בחשבון את מספר הקירות החיצוניים. המקדם לקיר אחד הוא 1, אם יש שניים או שלושה, הוא 1.2, כאשר ארבעה - 1.33;
• K6 משקף את סוג החדר שממוקם מעל חדר מסוים. אם יש קומת מגורים מעל, ערך התיקון הוא 0.82, עליית גג חמה - 0.91, עליית גג קרה - 1.0;
• K7 - תלוי בגובה התקרות. לגובה 2.5 מטר זה 1.0, ולשלושה מטר - 1.05.

כאשר כל גורמי התיקון ידועים, כוחה של מערכת החימום מחושב עבור כל חדר באמצעות הנוסחה:

חישוב תרמי של חדר ובניין בכללותו, נוסחת אובדן חום

חישוב תרמי

לכן, לפני חישוב מערכת החימום לביתכם, עליכם לגלות כמה נתונים הנוגעים לבניין עצמו.

מפרויקט הבית תלמדו את ממדי השטח המחומם - גובה הקירות, השטח, מספר פתחי החלונות והדלתות, כמו גם מידותיהם. איך הבית ממוקם ביחס לנקודות הקרדינליות. היו מודעים לטמפרטורות החורף הממוצעות באזורכם. מאיזה חומר בנוי הבניין עצמו?

תשומת לב מיוחדת לקירות חיצוניים. הקפידו לקבוע את הרכיבים מהרצפה לקרקע, הכוללת את יסוד הבניין. כנ"ל לגבי החלקים העליונים, כלומר התקרה, הגג והלוחות.

פרמטרים אלה של המבנה הם שיאפשרו לך להמשיך לחישוב ההידראולי. בואו נודה בזה, כל המידע הנ"ל זמין, ולכן לא אמורות להיות בעיות באיסוףו.

חישוב עומס חום מקיף

בנוסף לפיתרון התיאורטי של נושאים הקשורים לעומסים תרמיים, מספר אמצעים מעשיים מבוצעים במהלך התכנון. סקרי הנדסת חום מקיפים כוללים תרמוגרפיה של כל מבני הבניין, כולל תקרות, קירות, דלתות, חלונות. בזכות עבודה זו ניתן לקבוע ולתעד גורמים שונים המשפיעים על אובדן החום של בית או מבנה תעשייתי.

סקרים תרמיים מספקים את הנתונים המהימנים ביותר על עומסי חום ואיבוד חום עבור בניין מסוים לאורך פרק זמן מסוים. צעדים מעשיים מאפשרים להדגים בבירור את מה שחישובים תיאורטיים אינם יכולים להראות - אזורים בעייתיים במבנה העתידי.

מכל האמור לעיל, ניתן להסיק כי חישובי עומסי החום לאספקת מים חמים, חימום ואוורור, בדומה לחישוב ההידראולי של מערכת החימום, הם חשובים מאוד ובהחלט יש לבצע אותם לפני תחילת ההסדר. של מערכת אספקת החום בבית שלך או במתקן למטרה אחרת. כאשר הגישה לעבודה נעשית בצורה נכונה, יובטח תפקוד ללא בעיות של מבנה החימום, וללא עלות נוספת.

דוגמת וידאו לחישוב עומס החום על מערכת החימום של בניין: