Šildymo sistemos projektavimas ir šiluminis skaičiavimas yra privalomas namo šildymo išdėstymo etapas. Pagrindinis skaičiavimo veiklos uždavinys yra nustatyti optimalius katilo ir radiatoriaus sistemos parametrus.
Sutikite, iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti, kad tik inžinierius gali atlikti šilumos inžinerijos skaičiavimus. Tačiau ne viskas taip sudėtinga. Žinant veiksmų algoritmą, paaiškės, kad jis savarankiškai atliks reikiamus skaičiavimus.
Straipsnyje išsamiai aprašoma skaičiavimo procedūra ir pateikiamos visos reikalingos formulės. Norėdami geriau suprasti, mes paruošėme šilumos skaičiavimo pavyzdį privačiam namui.
Patalpų temperatūros režimų normos
Prieš atliekant bet kokius sistemos parametrų skaičiavimus, būtina žinoti bent jau laukiamų rezultatų eiliškumą ir turėti kai kurių lentelės verčių standartizuotas charakteristikas, kurios turi būti pakeistos lentelėje. formules arba jomis vadovautis.
Atlikus parametrų su tokiomis konstantomis skaičiavimus, galima įsitikinti ieškomo sistemos dinaminio ar pastovaus parametro patikimumu.
Įvairios paskirties patalpoms taikomi standartiniai gyvenamųjų ir negyvenamųjų patalpų temperatūros režimų standartai. Šios normos yra įtvirtintos vadinamuosiuose GOST.
Šildymo sistemai vienas iš šių visuotinių parametrų yra kambario temperatūra, kuri turi būti pastovi nepriklausomai nuo sezono ir aplinkos sąlygų.
Pagal sanitarinių standartų ir taisyklių reguliavimą yra temperatūros skirtumų, palyginti su vasaros ir žiemos sezonais. Oro kondicionavimo sistema yra atsakinga už kambario temperatūros režimą vasaros sezonu, jo skaičiavimo principas išsamiai aprašytas šiame straipsnyje.
Bet kambario temperatūrą žiemą užtikrina šildymo sistema. Todėl mus domina temperatūros intervalai ir jų tolerancijos žiemos sezono nukrypimams.
Daugumoje norminių dokumentų nurodomi šie temperatūros intervalai, leidžiantys žmogui būti patogiai kambaryje.
Negyvenamoms biuro tipo patalpoms, kurių plotas yra iki 100 m2:
- 22–24 ° C - optimali oro temperatūra;
- 1 ° C - leistinas svyravimas.
Biuro tipo patalpose, kurių plotas didesnis nei 100 m2, temperatūra yra 21–23 ° C. Pramoninio tipo negyvenamosiose patalpose temperatūrų intervalai labai skiriasi, atsižvelgiant į patalpų paskirtį ir nustatytus darbo apsaugos standartus.
Kiekvienas žmogus turi savo patogią kambario temperatūrą. Kažkas mėgsta, kad kambaryje būtų labai šilta, kažkam patogu, kai kambaryje vėsu - visa tai yra gana individualu
Kalbant apie gyvenamąsias patalpas: butus, privačius namus, valdas ir kt., Yra tam tikri temperatūros intervalai, kuriuos galima koreguoti atsižvelgiant į gyventojų norus.
Vis dėlto konkrečioms buto ir namo patalpoms turime:
- 20-22 ° C - svetainė, įskaitant vaikų kambarį, tolerancija ± 2 ° С -
- 19–21 ° C - virtuvė, tualetas, tolerancija ± 2 ° С;
- 24-26 ° C - vonios kambarys, dušas, baseinas, tolerancija ± 1 ° С;
- 16-18 ° C - koridoriai, koridoriai, laiptai, sandėliai, tolerancija + 3 ° С
Svarbu pažymėti, kad yra dar keli pagrindiniai parametrai, turintys įtakos kambario temperatūrai ir į kuriuos reikia sutelkti dėmesį apskaičiuojant šildymo sistemą: drėgmė (40–60%), deguonies ir anglies dioksido koncentracija ore (250: 1), oro masės judėjimo greitis (0,13-0,25 m / s) ir kt.
Šilumos perdavimo mechanizmai skaičiuojant šilumokaičius
Šilumos perdavimas atliekamas per tris pagrindines šilumos perdavimo rūšis. Tai yra konvekcija, šilumos laidumas ir radiacija.
Šilumos mainų procesuose, vykstančiuose pagal šilumos laidumo mechanizmo principus, šilumos perdavimas vyksta kaip molekulių ir atomų elastinių virpesių energijos perdavimas. Ši energija iš vieno atomo perduodama mažėjimo kryptimi.
Skaičiuojant šilumos perdavimo parametrus pagal šilumos laidumo principą, naudojamas Furjė dėsnis:
Šilumos kiekiui apskaičiuoti naudojami duomenys apie srauto pratekėjimo laiką, paviršiaus plotą, temperatūros gradientą ir šilumos laidumo koeficientą. Temperatūros gradientas suprantamas kaip šilumos perdavimo krypties pokytis vienam ilgio vienetui.
Šilumos laidumo koeficientas suprantamas kaip šilumos perdavimo greitis, tai yra šilumos kiekis, praeinantis per vieną paviršiaus vienetą per laiko vienetą.
Atliekant bet kokius šilumos skaičiavimus atsižvelgiama į tai, kad metalų šilumos laidumo koeficientas yra didžiausias. Įvairių kietųjų medžiagų santykis yra daug mažesnis. Skysčiams šis rodiklis paprastai yra mažesnis nei bet kurios kietosios medžiagos.
Skaičiuojant šilumokaičius, kai šilumos perdavimas iš vienos terpės į kitą eina per sieną, Furjė lygtis taip pat naudojama duomenims apie perduodamą šilumos kiekį gauti. Jis apskaičiuojamas kaip šilumos kiekis, praeinantis be galo mažo storio plokštumą:
Jei integruosime temperatūros pokyčių rodiklius išilgai sienos storio, gausime
Remiantis tuo paaiškėja, kad temperatūra sienos viduje krinta pagal tiesės dėsnį.
Konvekcinis šilumos perdavimo mechanizmas: skaičiavimai
Kitas šilumos perdavimo mechanizmas yra konvekcija. Tai yra šilumos perdavimas terpės tūriu per jų abipusį judėjimą. Šiuo atveju šilumos perdavimas iš terpės į sieną ir atvirkščiai, nuo sienos iki darbinės terpės vadinamas šilumos perdavimu. Norint nustatyti perduodamos šilumos kiekį, naudojamas Niutono dėsnis
Šioje formulėje a yra šilumos perdavimo koeficientas. Turbulentiškai judant darbo terpei, šis koeficientas priklauso nuo daugelio papildomų kiekių:
- skysčio fiziniai parametrai, ypač šilumos talpa, šilumos laidumas, tankis, klampa;
- šilumos perdavimo paviršiaus plovimo dujomis ar skysčiu sąlygos, visų pirma skysčio greitis, jo kryptis;
- erdvinės sąlygos, ribojančios srautą (ilgis, skersmuo, paviršiaus forma, jo šiurkštumas).
Taigi šilumos perdavimo koeficientas yra daugelio dydžių funkcija, kuri parodyta formulėje
Matmenų analizės metodas leidžia išgauti funkcinį ryšį tarp panašumo kriterijų, apibūdinančių šilumos perdavimą turbulentiniu srautu lygiuose, tiesiuose ir ilguose vamzdžiuose.
Tai apskaičiuojama pagal formulę.
Šilumos perdavimo koeficientas skaičiuojant šilumokaičius
Chemijos technologijose dažnai pasitaiko šiluminės energijos mainų tarp dviejų skysčių per skiriamąją sieną. Šilumos mainų procesas eina tris etapus. Stabilios būsenos proceso šilumos srautas nesikeičia.
Apskaičiuojamas šilumos srautas, einantis iš pirmosios darbinės terpės į sieną, tada per šilumos perdavimo paviršiaus sienelę ir tada nuo sienos į antrąją darbinę terpę.
Atitinkamai skaičiavimams naudojamos trys formulės:
Dėl bendro lygčių sprendimo rezultato gauname
Kiekis
ir yra šilumos perdavimo koeficientas.
Vidutinės temperatūros skirtumo apskaičiavimas
Nustačius reikiamą šilumos kiekį naudojant šilumos balansą, reikia apskaičiuoti šilumos mainų paviršių (F).
Skaičiuojant reikalingą šilumos mainų paviršių, naudojama ta pati lygtis, kaip ir ankstesniuose skaičiavimuose:
Daugeliu atvejų darbo terpės temperatūra pasikeis vykstant šilumos mainų procesams. Tai reiškia, kad temperatūros skirtumas pasikeis išilgai šilumos mainų paviršiaus. Todėl apskaičiuojamas vidutinis temperatūros skirtumas.Dėl to, kad temperatūros pokytis nėra tiesinis, apskaičiuojamas logaritminis skirtumas. Skirtingai nuo tiesioginio srauto, naudojant priešingą darbo terpės srautą, reikalingas šilumos mainų paviršiaus plotas turėtų būti mažesnis. Jei tuo pačiu šilumokaičio taktu naudojami tiek tiesioginio, tiek priešinio srauto srautai, temperatūrų skirtumas nustatomas pagal santykį.
Šilumos nuostolių namuose apskaičiavimas
Pagal antrąjį termodinamikos (mokyklos fizikos) dėsnį nėra savaiminio energijos perkėlimo iš mažiau kaitinamų į labiau kaitinamus mini- ar makroobjektus. Ypatingas šio dėsnio atvejis yra „siekis“ sukurti temperatūros pusiausvyrą tarp dviejų termodinaminių sistemų.
Pavyzdžiui, pirmoji sistema yra aplinka, kurios temperatūra yra -20 ° C, antroji - pastatas, kurio vidaus temperatūra yra + 20 ° C. Pagal pirmiau minėtą įstatymą, šios dvi sistemos stengsis subalansuoti keisdamosi energija. Tai įvyks padedant šilumos nuostoliams iš antrosios sistemos ir aušinant pirmojoje.
Galima vienareikšmiškai pasakyti, kad aplinkos temperatūra priklauso nuo platumos, kurioje yra privatus namas. Temperatūros skirtumas daro įtaką šilumos nutekėjimui iš pastato (+)
Šilumos nuostoliai reiškia nevalingą šilumos (energijos) išsiskyrimą iš kokio nors objekto (namo, buto). Paprastam butui šis procesas nėra toks „pastebimas“, palyginti su privačiu namu, nes butas yra pastato viduje, o kiti „kaimynai“.
Privačiame name šiluma vienu ar kitu laipsniu „išbėga“ pro išorines sienas, grindis, stogą, langus ir duris.
Žinant šilumos nuostolių dydį nepalankiausiomis oro sąlygomis ir šių sąlygų ypatybes, galima labai tiksliai apskaičiuoti šildymo sistemos galią.
Taigi šilumos nutekėjimo iš pastato tūris apskaičiuojamas pagal šią formulę:
Q = Qfloor + Qwall + Qwindow + Qroof + Qdoor +… + Qikur
Qi - šilumos nuostolių tūris dėl vienodo pastato apvalkalo išvaizdos.
Kiekvienas formulės komponentas apskaičiuojamas pagal formulę:
Q = S * ∆T / Rkur
- Klausimas - terminiai nuotėkiai, V;
- S - konkretaus tipo statinio plotas, kv. m;
- ∆T - aplinkos ir patalpų oro temperatūrų skirtumas, ° C;
- R - tam tikro tipo konstrukcijos šiluminė varža, m2 * ° C / W.
Pačią faktiškai esamų medžiagų šiluminės varžos vertę rekomenduojama paimti iš pagalbinių lentelių.
Be to, šiluminę varžą galima gauti naudojant šį santykį:
R = d / kkur
- R - šiluminė varža, (m2 * K) / W;
- k - medžiagos šilumos laidumo koeficientas, W / (m2 * K);
- d Ar šios medžiagos storis, m.
Senesniuose namuose su drėgna stogo konstrukcija šilumos nutekėjimas vyksta per pastato viršų, būtent per stogą ir palėpę. Atlikdami palėpės stogo lubų pašildymo ar šilumos izoliacijos priemones, išspręskite šią problemą.
Jei apšiltinsite palėpės erdvę ir stogą, tada visi namo šilumos nuostoliai gali žymiai sumažėti.
Namuose yra keletas kitų rūšių šilumos nuostolių dėl įtrūkimų konstrukcijose, vėdinimo sistemos, virtuvės gaubto, atidaromų langų ir durų. Tačiau nėra prasmės atsižvelgti į jų tūrį, nes jie sudaro ne daugiau kaip 5% viso šilumos nutekėjimo skaičiaus.
Šilumos tinklo šiluminio vaizdo tikrinimas
Šilumos nuostolių skaičiavimas šilumos tinkluose buvo papildytas termovizijos tyrimu.
Šilumos tinklo terminio vizualizavimo patikrinimas padeda nustatyti vietinius vamzdynų ir šilumos izoliacijos defektus, kad vėliau būtų galima juos taisyti ar pakeisti.
Pažeista vamzdynų šilumos izoliacija. Maksimali temperatūra atvirose vietose buvo 59,3 ° C
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos aušinimo skysčiu sunaikinimas. Maksimali temperatūra atvirose vietose buvo 54,5 ° C
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos aušinimo skysčiu sunaikinimas. Maksimali temperatūra atvirose vietose buvo 56,2 ° C
Pažeista vamzdynų šilumos izoliacija su aušinimo skysčiu.Maksimali temperatūra atvirose vietose buvo 66,3 ° C
Atviros vamzdynų sekcijos be izoliacijos.
Atviros vamzdynų sekcijos be izoliacijos.
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos aušinimo skysčiu sunaikinimas.
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos aušinimo skysčiu sunaikinimas. Maksimali temperatūra atvirose vietose buvo 62,5 ° C
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos aušinimo skysčiu sunaikinimas. Maksimali temperatūra atvirose vietose buvo 63,2 ° C
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos aušinimo skysčiu sunaikinimas. Maksimali temperatūra atvirose vietose buvo 63,8 ° C
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos aušinimo skysčiu sunaikinimas. Maksimali temperatūra atvirose vietose buvo 66,5 ° C
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos aušinimo skysčiu sunaikinimas. Maksimali temperatūra atvirose vietose buvo 63,5 ° C
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos aušinimo skysčiu sunaikinimas. Maksimali temperatūra atvirose vietose buvo 69,5 ° C
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos aušinimo skysčiu sunaikinimas. Maksimali temperatūra atvirose vietose buvo 62,2 ° C
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos aušinimo skysčiu sunaikinimas. Maksimali temperatūra atvirose vietose buvo 52,0 ° C
Atviros vamzdynų sekcijos be izoliacijos. Maksimali temperatūra atvirose vietose buvo 62,4 ° C
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos su aušinimo skysčiu sunaikinimas veikiant aplinkai.
Sužinokite apie vandens tiekimo sistemų tyrimus.
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos su aušinimo skysčiu sunaikinimas veikiant aplinkai.
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos aušinimo skysčiu sunaikinimas. Maksimali temperatūra atvirose vietose buvo 67,6 ° C
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos aušinimo skysčiu sunaikinimas. Maksimali temperatūra atvirose vietose buvo 58,8 ° C
Dalinis vamzdynų šilumos izoliacijos su aušinimo skysčiu sunaikinimas veikiant aplinkai.
Katilo galios nustatymas
Norint išlaikyti temperatūros skirtumą tarp aplinkos ir temperatūros namo viduje, reikalinga autonominė šildymo sistema, palaikanti norimą temperatūrą kiekviename privataus namo kambaryje.
Šildymo sistemos pagrindas yra skirtingi katilų tipai: skystas arba kietasis kuras, elektriniai ar dujiniai.
Katilas yra centrinis šildymo sistemos blokas, kuris gamina šilumą. Pagrindinė katilo charakteristika yra jo galia, būtent šilumos kiekio perskaičiavimo greitis per laiko vienetą.
Apskaičiavus šilumos apkrovą šildymui, gauname reikiamą vardinę katilo galią.
Paprasto daugiabučio buto katilo galia apskaičiuojama pagal plotą ir savitąją galią:
Rboileris = (Sroom * Rudelnaya) / 10kur
- S kambariai- bendras šildomo kambario plotas;
- Rudellnaja- galios tankis, palyginti su klimato sąlygomis.
Bet ši formulė neatsižvelgia į šilumos nuostolius, kurių pakanka privačiame name.
Yra dar vienas ryšys, kuris atsižvelgia į šį parametrą:
Рboileris = (Qloss * S) / 100kur
- Rkotla- katilo galia;
- Qloss- šilumos nuostoliai;
- S - šildomas plotas.
Nominali katilo galia turi būti padidinta. Atsargos yra būtinos, jei planuojate naudoti katilą vandens šildymui vonios kambaryje ir virtuvėje.
Daugumoje privačių namų šildymo sistemų rekomenduojama naudoti išsiplėtimo baką, kuriame bus laikomas aušinimo skysčio tiekimas. Kiekvienam privačiam namui reikia karšto vandens tiekimo
Kad būtų užtikrintas katilo galios rezervas, saugos koeficientas K turi būti pridėtas prie paskutinės formulės:
Рboileris = (Qloss * S * K) / 100kur
Į - bus lygus 1,25, tai yra, apskaičiuota katilo galia padidės 25%.
Taigi katilo galia leidžia palaikyti standartinę oro temperatūrą pastato patalpose, taip pat namuose turėti pradinį ir papildomą karšto vandens kiekį.
Trumpas šildymo tinklo aprašymas
Šilumos apkrovoms padengti naudojama gamybos ir šildymo katilinė, kurios pagrindinis kuras yra gamtinės dujos.
Katilinė generuoja
- garas technologiniams poreikiams - ištisus metus
- karštas vanduo šildymo reikmėms - šildymo sezono metu ir
- karšto vandens tiekimas - ištisus metus.
- Projektas numato šilumos tinklo eksploatavimą pagal 98/60 laipsnių temperatūros grafiką. NUO.
Šildymo sistemos prijungimo schema yra priklausoma.
Šilumos tinklai, užtikrinantys šilumos perdavimą viso kaimo šildymui ir karšto vandens tiekimui jo dešiniajame krante, yra įrengti antžeminėje ir požeminėje versijose.
Šildymo tinklas yra aklavietė.
Šilumos tinklai buvo pradėti eksploatuoti 1958 m. Statyba tęsėsi iki 2007 m.
Atlikta šilumos izoliacija
- kilimėliai, pagaminti iš 50 mm storio stiklo vatos, su dangčiu iš ritininės medžiagos,
- presuoto putplasčio putplasčio TERMOPLEKS 40 mm storio, dengiamasis cinkuoto lakšto ir 50 mm storio putų polietileno sluoksnis.
Operacijos metu kai kurie šilumos tinklo ruožai buvo suremontuoti pakeitus vamzdynus ir šilumos izoliaciją.
Radiatorių pasirinkimo ypatybės
Radiatoriai, plokštės, grindų šildymo sistemos, konvektoriai ir kt. Yra standartiniai komponentai, skirti šilumai patalpoje tiekti. Dažniausios šildymo sistemos dalys yra radiatoriai.
Radiatorius yra speciali tuščiavidurė modulinė konstrukcija, pagaminta iš didelio šilumos išsklaidymo lydinio. Jis pagamintas iš plieno, aliuminio, ketaus, keramikos ir kitų lydinių. Šildymo radiatoriaus veikimo principas yra sumažintas iki energijos spinduliuotės iš aušinimo skysčio į kambario erdvę per "žiedlapius".
Aliuminio ir bimetalinio šildymo radiatorius pakeitė masyvius ketaus radiatorius. Lengva gamyba, didelis šilumos išsklaidymas, gera konstrukcija ir dizainas padarė šį produktą populiariu ir plačiai paplitusiu įrankiu šilumai skleisti patalpose.
Yra keli šildymo radiatorių kambaryje skaičiavimo metodai. Toliau pateikiamas metodų sąrašas yra rūšiuojamas didėjant skaičiavimo tikslumui.
Skaičiavimo parinktys:
- Pagal plotą... N = (S * 100) / C, kur N yra sekcijų skaičius, S yra patalpos plotas (m2), C yra vienos radiatoriaus sekcijos šilumos perdavimas (W, paimtas iš tų pasų arba produkto sertifikatas), 100 W yra šilumos srautas, reikalingas 1 m2 šildymui (empirinė vertė). Kyla klausimas: kaip atsižvelgti į kambario lubų aukštį?
- Pagal tūrį... N = (S * H * 41) / C, kur N, S, C - panašiai. H yra patalpos aukštis, 41 W - šilumos srauto kiekis, reikalingas 1 m3 šildymui (empirinė vertė).
- Pagal koeficientą... N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C, kur N, S, C ir 100 yra panašūs. k1 - atsižvelgiant į kameros skaičių kambario lango stiklo pakete, k2 - sienų šilumos izoliacija, k3 - langų ploto ir kambario ploto santykis, k4 - vidutinė žemesnė nei nulinė temperatūra šalčiausią žiemos savaitę, k5 - kambario išorinių sienų (kurios „išeina“ į gatvę) skaičius, k6 - patalpos tipas viršuje, k7 - lubų aukštis.
Tai tiksliausias būdas apskaičiuoti skyrių skaičių. Natūralu, kad dalinio skaičiavimo rezultatai visada suapvalinami iki kito skaičiaus.
Bendrosios nuostatos
Bet kuris paprastas skaičiavimo metodas turi gana didelę klaidą. Tačiau praktiniu požiūriu mums svarbu užtikrinti pakankamą garantuojamą šilumos kiekį. Jei tai pasirodys reikalingesnė net žiemos šalčio piko metu, tai ką?
Bute, kur už šildymą mokama pagal plotą, kaulų šiluma neskauda; droselių reguliavimas ir termostatiniai temperatūros reguliatoriai nėra kažkas labai reto ir nepasiekiamo.
Privačiojo namo ir privataus katilo atveju mums kilovato šilumos kaina yra gerai žinoma, ir atrodytų, kad perteklinis šildymas pateks į jūsų kišenę. Tačiau praktiškai taip nėra. Visuose šiuolaikiniuose dujiniuose ir elektriniuose katiluose, skirtuose privačiam namui šildyti, yra termostatai, kurie reguliuoja šilumos perdavimą atsižvelgiant į kambario temperatūrą.
Termostatas neleis katilui eikvoti perteklinės šilumos.
Net jei apskaičiuojant radiatorių galingumą gaunama didelė klaida, rizikuojame tik kelių papildomų sekcijų kaina.
Beje: be vidutinės žiemos temperatūros, kas keleri metai būna ekstremalių šalčių.
Yra įtarimas, kad dėl pasaulinių klimato pokyčių jų pasitaikys vis dažniau, todėl, skaičiuodami šildymo radiatorius, nebijokite padaryti didelės klaidos.
Hidraulinis vandens tiekimo skaičiavimas
Žinoma, „paveikslas“ apie šilumos apskaičiavimą šildymui negali būti išsamus, neskaičiuojant tokių charakteristikų kaip šilumos nešiklio tūris ir greitis. Daugeliu atvejų aušinimo skystis yra įprastas vanduo, kurio agregatas yra skystas arba dujinis.
Realų šilumos nešiklio tūrį rekomenduojama apskaičiuoti susumavus visas šildymo sistemos ertmes. Naudojant vienos grandinės katilą, tai yra geriausias pasirinkimas. Naudojant dvigubos grandinės katilus šildymo sistemoje, būtina atsižvelgti į karšto vandens suvartojimą higienos ir kitais buitiniais tikslais.
Apskaičiuojant vandens, kurį šildo dvigubos grandinės katilas, kad gyventojai gautų karštą vandenį ir šildytų aušinimo skystį, tūris apskaičiuojamas susumavus vidinį šildymo kontūro tūrį ir realius šildomo vandens vartotojų poreikius.
Karšto vandens tūris šildymo sistemoje apskaičiuojamas pagal formulę:
W = k * Pkur
- W - šilumnešio tūris;
- P - šildymo katilo galia;
- k - galios koeficientas (litrų skaičius galios vienetui yra 13,5, diapazonas - 10-15 litrų).
Todėl galutinė formulė atrodo taip:
W = 13,5 * P
Šildymo terpės srautas yra galutinis dinaminis šildymo sistemos įvertinimas, apibūdinantis skysčio cirkuliacijos greitį sistemoje.
Ši vertė padeda įvertinti dujotiekio tipą ir skersmenį:
V = (0,86 * P * μ) / ∆Tkur
- P - katilo galia;
- μ - katilo efektyvumas;
- ∆T - tiekiamo ir grįžtančio vandens temperatūrų skirtumas.
Taikant minėtus hidraulinio skaičiavimo metodus, bus galima gauti realius parametrus, kurie yra būsimos šildymo sistemos „pagrindas“.
Dėl šildymo prietaisų pasirinkimo ir šiluminio skaičiavimo
Prie apskritojo stalo buvo aptarta keletas klausimų, pavyzdžiui, pastatų ir statinių inžinerinių sistemų patikros sistemos sukūrimas, gamintojų, tiekėjų ir prekybos tinklų atitikimas vartotojų teisių apsaugos reikalavimams, privalomas šildymo prietaisai, privalomai nurodant prietaisų bandymo sąlygas, rengiant projektavimo taisykles ir naudojant šildymo prietaisus. Diskusijos metu vėl buvo pastebėtas nepatenkinamas instrumentų veikimas.
Šiuo atžvilgiu norėčiau pažymėti, kad apie nepatenkinamą šildymo sistemos veikimą galima spręsti ne tik pagal šildymo prietaisai... Priežastis taip pat įmanoma dėl nuleistų išorinių sienų, langų, dangų šilumos inžinerijos duomenų (palyginti su projektavimo duomenimis) ir tiekiant vandenį į sumažintos temperatūros šildymo sistemą. Visa tai turėtų atsispindėti visapusiškos šildymo sistemos techninės būklės įvertinimo medžiagose.
Dėl įvairių priežasčių faktinis šildymo prietaisų šilumos perdavimas gali būti mažesnis nei reikalingas. Pirma, iš tikrųjų šildymo prietaisus nuo įvairių tipų patalpų skiria dekoratyvinės tvoros, užuolaidos ir baldai. Antra, šildymo sistemų techninio eksploatavimo taisyklių reikalavimų nesilaikymas [1].
Įrenginių šilumos išsiskyrimą įtakoja, pavyzdžiui, dažų sudėtis ir spalva. Sumažintas šilumos perdavimas ir nišos esantys radiatoriai.
Šildymo prietaisų šiluminio skaičiavimo metodas, pateiktas gerai žinomo dizainerio vadove [2], šiuo metu yra negaliojantis dėl daugelio priežasčių.
Šiuo metu šildymo prietaisai dažnai parenkami pagal jo vardinio šilumos srauto vertę, tai yra, neatsižvelgiant į kompleksinį vardinio šilumos srauto realybės sąlygų koeficientą, atsižvelgiant į šildymo sistemą (vieno vamzdžio arba dviejų vamzdžių) ), patalpos aušinimo skysčio ir oro temperatūra, kurios vertė paprastai yra mažesnė nei 1. Darbe pateikiamas rekomenduojamas šiuolaikinių prietaisų šiluminis skaičiavimas [3].
Prietaisai parenkami nustatant sulankstomo radiatoriaus sekcijų skaičių arba nesulankstomo radiatoriaus ar konvektoriaus tipą, kurio išorinis šilumos perdavimo paviršius turi užtikrinti bent reikiamo šilumos srauto perdavimą į patalpą ( 1 pav.).
Skaičiavimas atliekamas aušinimo skysčio temperatūroje prieš ir po šildytuvo (gyvenamuosiuose ir visuomeniniuose pastatuose paprastai naudojamas vanduo arba neužšąlantis skystis), kambario šilumos sąnaudos Qnom, atitinkančios apskaičiuotą šilumą deficitas, nurodytas vienam šildymo įrenginiui, esant numatomai lauko oro temperatūrai [keturi].
Apskaičiuotą pakankamai tiksliai surenkamų radiatorių sekcijų skaičių galima nustatyti pagal šią formulę:
Neatskiriamų radiatorių ir konvektorių tipas ir ilgis turėtų būti nustatomi pagal sąlygą, kad jų vardinis šilumos srautas Qpom turi būti ne mažesnis už apskaičiuotą šilumos perdavimą Qopr:
kur Qopr yra apskaičiuota šildytuvo šiluminė galia, W; qsecr - apskaičiuotas vienos prietaiso dalies šilumos srauto tankis W; Qtr yra bendras pastato vamzdžių, jungčių, atvirai uždėtų patalpose, šilumos perdavimas, susijęs su šildymo įtaisu, W; β yra koeficientas, kuris atsižvelgia į montavimo būdą, šildytuvo vietą [2, 3] (pvz., montuojant prietaisą, jis atidarytas šalia išorinės sienos β = 1, jei priešais įtaisai su angomis viršutinėje dalyje β = 1,4, o kai konvektorius yra grindų konstrukcijoje, koeficiento vertė siekia 2); β1 - koeficientas, atsižvelgiant į šilumos perdavimo iš radiatoriaus pokytį, atsižvelgiant į sekcijų skaičių ar prietaiso ilgį, β1 = 0,95-1,05; b - koeficientas, atsižvelgiant į atmosferos slėgį, b = 0,95-1,015; qv ir qr - šilumos perdavimas 1 m vertikalių ir horizontalių atvirai uždėtų vamzdžių [W / m], imamas neizoliuotiems ir izoliuotiems vamzdžiams pagal lentelę. 1 [2, 3]; lw ir lg - vertikalių ir horizontalių vamzdžių ilgis patalpose, m; qnom ir Qnom - vardinis sulankstomo arba atitinkamo tipo nesuglamžomo šildymo prietaiso vienos sekcijos vardinis šilumos srauto tankis, pateiktas [3], šildymo prietaisų laboratorijos „NIIsantekhniki“ (LLC „Vitaterm“) rekomendacijose ir prietaisų gamintojų kataloguose, kai aušinimo skysčio ir kambario oro vidutinės temperatūros skirtumas Δtav lygus 70 ° C, o vandens srautas įrenginyje yra 360 kg / h; Δtav ir Gpr - faktinis temperatūrų skirtumas 0,5 (tg + iki) - tv ir aušinimo skysčio srautas [kg / h] įrenginyje; n ir p yra eksperimentiniai skaitiniai rodikliai, kuriuose atsižvelgiama į prietaiso šilumos perdavimo koeficiento pokytį esant faktinėms vidutinės temperatūros skirtumo ir aušinimo skysčio srauto vertėms, taip pat į jungties tipą ir schemą. įtaisas prie šildymo sistemos vamzdžių, priimtas pagal [3] arba pagal šildymo prietaisų laboratorijos „NIIsantekhniki“ rekomendacijas; tg, to ir tв - apskaičiuotos aušinimo skysčio temperatūros vertės prieš ir po prietaiso bei oro tam tikroje patalpoje, ° C; Kopotn yra kompleksinis koeficientas, kad nominalus šilumos srautas būtų realus.
Renkantis šildymo prietaiso tipą [4], reikia nepamiršti, kad jo ilgis pastatuose, kuriuose keliami aukšti sanitariniai reikalavimai, turėtų būti bent 75%, gyvenamuosiuose ir kituose visuomeniniuose pastatuose - ne mažiau kaip 50% stoglangio ilgio
Apskaičiuotą šildytuvo, einančio per šildytuvą, srautą [kg / h] galima nustatyti pagal formulę:
Qpom vertė čia atitinka vienam šildymo įrenginiui priskirtą šilumos apkrovą (kai kambaryje jų yra du ar daugiau).
Renkantis šildymo prietaiso tipą [4], reikia nepamiršti, kad jo ilgis pastatuose, kuriuose yra padidėję sanitariniai ir higienos reikalavimai (ligoninėse, ikimokyklinio ugdymo įstaigose, mokyklose, pagyvenusių ir neįgalių žmonių namuose), turėtų būti bent 75 proc. gyvenamuosiuose ir kituose visuomeniniuose pastatuose - ne mažiau kaip 50% šviesos angos ilgio.
Šildymo prietaisų pasirinkimo pavyzdžiai
1 pavyzdys. Nustatykite reikiamą MC-140-M2 radiatoriaus sekcijų skaičių, sumontuotą be ekrano po 1,5 X 1,5 m lango palangės, jei žinoma: šildymo sistema yra dviejų vamzdžių, vertikali, vamzdžių klojimas yra atviras, nominalus vertikalių vamzdžių (stovų) skersmuo patalpose 20 mm, horizontaliai (jungtys su radiatoriumi) 15 mm, apskaičiuota patalpos Nr. 1 šilumos sąnaudos Qpom yra 1000 W, apskaičiuota tiekiamo vandens temperatūra tg ir grįžtančio vandens vertė yra lygi iki 95 ir 70 ° C, oro temperatūra kambaryje yra tв = 20 ° C, prietaisas sujungtas schema iš viršaus į apačią, vertikalių lw ir horizontalių lg vamzdžių ilgis yra atitinkamai 6 ir 3 m. Nominalus vienos sekcijos qnom šilumos srautas yra 160 W.
Sprendimas.
1. Mes radome vandens radaro greitį, einantį per radiatorių:
Rodikliai n ir p yra atitinkamai 0,3 ir 0,02; β = 1,02, β1 = 1 ir b = 1.
2. Raskite temperatūros skirtumą Δtav:
3. Vamzdžių šilumos perdavimas randamas naudojant atvirai uždėtų vertikalių ir horizontalių vamzdžių šilumos perdavimo lenteles:
4. Nustatykite sekcijų skaičių Npr:
Turėtų būti priimami keturi skyriai. Tačiau 0,38 m radiatoriaus ilgis yra mažesnis nei pusė lango dydžio. Todėl teisingiau sumontuoti konvektorių, pavyzdžiui, „Santekhprom Auto“. Konvektoriaus indeksai n ir p yra atitinkamai lygūs 0,3 ir 0,18.
Apskaičiuotas konvektoriaus Qopr šilumos perdavimas randamas pagal formulę:
Mes priimame konvektorių „Santekhprom Auto“ tipo KSK20-0.918kA, kurio vardinis šilumos srautas Qnom = 918 W. Konvektoriaus korpuso ilgis yra 0,818 m.
2 pavyzdys. Nustatykite reikiamą MC-140-M2 radiatorių sekcijų skaičių esant apskaičiuotai tiekiamo vandens temperatūrai tg, o grįžtamasis t lygus 85 ir 60 ° C. Likę pradiniai duomenys yra tokie patys.
Sprendimas.
Šiuo atveju: Δtav = 52,5 ° C; šilumos vamzdžių perdavimas bus
Priimami šeši skyriai. Reikiamo radiatorių sekcijų skaičiaus padidėjimą antrame pavyzdyje lemia apskaičiuotos srauto ir grįžtamosios temperatūros sumažėjimas šildymo sistemoje.
Remiantis skaičiavimais (5 pavyzdys), galima montuoti vieną ant sienos pritvirtintą konvektorių „Santekhprom Super Auto“, kurio vardinis šilumos srautas yra 3070 W. Kaip pavyzdys - vidutinio gylio konvektorius KSK 20-3070k su kampiniu plieniniu vožtuvo korpusu KTK-U1 ir su uždaromąja sekcija. Konvektoriaus korpuso ilgis 1273 mm, bendras aukštis 419 mm
Radiatoriaus ilgis 0,57 m yra mažesnis nei pusė lango dydžio. Todėl turėtumėte sumontuoti mažesnio aukščio, pavyzdžiui, MC-140-300 tipo radiatorių, kurio vienos sekcijos vardinis šilumos srautas yra 0,12 kW (120 W).
Skyrių skaičių randame pagal šią formulę:
Mes priimame aštuonis skyrius montuoti. Radiatorius yra 0,83 m ilgio, tai yra daugiau nei pusė lango dydžio.
3 pavyzdys. Nustatykite reikiamą MC-140-M2 radiatoriaus sekcijų skaičių, sumontuotą po palangėmis be dviejų langų, kurių matmenys 1,5 x 1,5 m, sienelės, jei žinoma: šildymo sistema yra dviejų vamzdžių, vertikali, atvira vamzdžių klojimas , vardiniai vertikalių vamzdžių skersmenys kambaryje 20 mm, horizontalūs (jungtys prieš ir po radiatoriaus) 15 mm, apskaičiuota patalpos šilumos sąnaudos Qpom yra 3000 W, apskaičiuota tiekiamo tg ir grįžtančio vandens temperatūra yra 95 ir 70 ° C, oro temperatūra kambaryje yra tв = 20 ° C, prietaiso prijungimas
pagal „iš viršaus į apačią“ schemą vertikalių lw ir horizontalių lg vamzdžių ilgis yra atitinkamai 6 ir 4 m. Nominalus vienos sekcijos šilumos srautas qnom = 0,16 kW (160 W). Sprendimas.
1. Nustatykite vandens, einančio per du radiatorius, srauto greitį:
Rodikliai n ir p yra atitinkamai 0,3 ir 0,02; β = 1,02, β1 = 1 ir b = 1.
2. Raskite temperatūros skirtumą Δtav:
3. Vamzdžių šilumos perdavimas randamas naudojant atvirai uždėtų vertikalių ir horizontalių vamzdžių šilumos perdavimo lenteles:
4. Nustatykite bendrą sekcijų skaičių Npr:
Priimsime montuoti du 9 ir 10 sekcijų radiatorius.
4 pavyzdys. Nustatykite reikiamą MC-140-M2 radiatorių sekcijų skaičių esant apskaičiuotai tiekiamo vandens temperatūrai tg, o atvirkščiai - 85 ir 60 ° C. Likę pradiniai duomenys yra tokie patys.
Sprendimas.
Šiuo atveju: Δtav = 52,5 ° C; šilumos vamzdžių perdavimas bus:
Mes priimsime montuoti du 12 sekcijų radiatorius.
5 pavyzdys. Nustatykite konvektoriaus tipą esant projektinei tiekiamo vandens temperatūrai tp ir grįžkite į lygią 85 ir 60 ° C, o apskaičiuotas patalpos šilumos suvartojimas Qpom, lygus 2000 W. Likę pradiniai duomenys parodyti 3 pavyzdyje: n = 0,3, p = 0,18.
Šiuo atveju: Δtav = 52,5 ° C; šilumos vamzdžių perdavimas bus:
Tada
Galima priimti montuoti vieną ant sienos pritvirtintą konvektorių „Santekhprom Super Auto“, kurio vardinis šilumos srautas yra 3070 W. Konvektorius KSK 20-3070k vidutinio gylio, pavyzdžiui, su kampiniu plieniniu vožtuvo korpusu KTK-U1 ir su uždaromąja sekcija. Konvektoriaus korpuso ilgis yra 1273 mm, bendras aukštis - 419 mm.
Taip pat galima sumontuoti NBBK LLC pagamintą konvektorių KS20-3030, kurio vardinis šilumos srautas yra 3030 W, o korpuso ilgis - 1327 mm.
Terminio dizaino pavyzdys
Kaip šilumos skaičiavimo pavyzdys yra įprastas 1 aukšto namas su keturiomis svetainėmis, virtuve, vonios kambariu, „žiemos sodu“ ir pagalbinėmis patalpomis.
Pamatai pagaminti iš monolitinės gelžbetoninės plokštės (20 cm), išorinės sienos betoninės (25 cm) su tinku, stogas pagamintas iš medinių sijų, stogas metalinis ir mineralinė vata (10 cm)
Paskirkime namo pradinius parametrus, reikalingus skaičiavimams.
Pastato matmenys:
- grindų aukštis - 3 m;
- nedidelis pastato priekio ir galo langas 1470 * 1420 mm;
- didelis fasado langas 2080 * 1420 mm;
- įėjimo durys 2000 * 900 mm;
- galinės durys (išėjimas į terasą) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.
Bendras pastato plotis yra 9,5 m2, ilgis - 16 m2. Šildomos bus tik svetainės (4 vnt.), Vonios kambarys ir virtuvė.
Norėdami tiksliai apskaičiuoti šilumos nuostolius ant sienų iš išorinių sienų ploto, turite atimti visų langų ir durų plotą - tai visiškai kitokio tipo medžiaga, turinti savo šiluminę varžą
Pirmiausia apskaičiuojame vienarūšių medžiagų plotus:
- grindų plotas - 152 m2;
- stogo plotas - 180 m2, atsižvelgiant į mansardos aukštį 1,3 m ir bėgimo plotį - 4 m;
- lango plotas - 3 * 1,47 * 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m2;
- durų plotas - 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m2.
Išorinių sienų plotas bus 51 * 3-9,22-7,4 = 136,38 m2.
Pereikime prie kiekvienos medžiagos šilumos nuostolių apskaičiavimo:
- 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;
Taip pat Qwall yra lygus 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546. Visų šilumos nuostolių suma bus 19628,4 W.
Dėl to mes apskaičiuojame katilo galią: 21 kW.
Apskaičiuosime vieno kambario radiatorių sekcijų skaičių. Visiems kitiems skaičiavimai yra vienodi. Pavyzdžiui, kampinis kambarys (kairysis, apatinis diagramos kampas) yra 10,4 m2.
Taigi, 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.
Šiam kambariui reikalingi 9 sekcijos šildymo radiatorių, kurių šiluminė galia yra 180 W.
Mes pradedame skaičiuoti aušinimo skysčio kiekį sistemoje - W = 13,5 * P = 13,5 * 21 = 283,5 litro. Tai reiškia, kad aušinimo skysčio greitis bus: V = (0,86 * P * μ) / ∆T = (0,86 * 21000 * 0,9) / 20 = 812,7 litro.
Todėl visa aušinimo skysčio tūrio apyvarta sistemoje bus lygi 2,87 karto per valandą.
Straipsnių apie terminį skaičiavimą pasirinkimas padės nustatyti tikslius šildymo sistemos elementų parametrus:
- Privačiojo namo šildymo sistemos apskaičiavimas: taisyklės ir skaičiavimo pavyzdžiai
- Terminis pastato skaičiavimas: skaičiavimų atlikimo ypatumai ir formulės + praktiniai pavyzdžiai
Apskaičiuojamas radiatorius kaip šilumokaičio su priverstine konvekcija elementas.
Pateikiama technika, naudojant „Intel Pentium4 Willamette“ 1,9 GHz procesoriaus ir „AD66 Corporation“ gaminamo aušintuvo „B66-1A“ pavyzdį, kuriame aprašoma spintelių radiatorių, skirtų vėsinti elektroninę įrangą, priverstinės konvekcijos ir plokščią šilumą generuojančių elementų, skaičiavimo procedūra. šiluminiai kontaktiniai paviršiai, kurių galia iki 100 W. Ši technika leidžia praktiškai apskaičiuoti šiuolaikinius didelio našumo mažo dydžio prietaisus šilumai pašalinti ir pritaikyti juos visam radijoelektronikos prietaisų, kuriems reikia aušinimo, spektrui.
Pradiniuose duomenyse nurodyti parametrai:
P
= 67 W, aušinto elemento išsklaidytą galią;
qnuo
= 296 ° K, terpės (oro) temperatūra Kelvino laipsniais;
qprieš tai
= 348 ° K, ribinė kristalo temperatūra;
qR
= nn ° K, vidutinė radiatoriaus pagrindo temperatūra (apskaičiuota skaičiuojant);
H
= 3 10-2 m, radiatoriaus peleko aukštis metrais;
d
= 0,8 10-3 m, šonkaulių storis metrais;
b
= 1,5 10-3 m, atstumas tarp šonkaulių;
lm
= 380 W / (m ° K), radiatoriaus medžiagos šilumos laidumo koeficientas;
L
= 8,3 10-2 m, radiatoriaus dydis išilgai krašto metrais;
B
= 6,9 10-2 m, radiatoriaus dydis per pelekus;
IR
= 8 10-3 m, radiatoriaus pagrindo storis;
V
³ 2 m / s, oro greitis radiatoriaus kanaluose;
Z
= 27, radiatoriaus pelekų skaičius;
uR
= nn K, aušintuvo pagrindo perkaitimo temperatūra, apskaičiuojama skaičiuojant;
eR
= 0,7, radiatoriaus juodumo laipsnis.
Manoma, kad šilumos šaltinis yra radiatoriaus centre.
Visi linijiniai matmenys matuojami metrais, temperatūra Kelvine, galia vatais ir laikas sekundėmis.
Radiatoriaus konstrukcija ir skaičiavimams reikalingi parametrai parodyti 1 pav.
1 paveikslas.
Skaičiavimo procedūra.
1. Nustatykite bendrą kanalų skerspjūvio plotą tarp šonkaulių pagal formulę:
Sк = (Z - 1) · b · H [1]
Priimtiems pradiniams duomenims - Sk = (Z - 1) b H = (27-1) 1,5 10-3 3 10-2 = 1,1 10-3 m2
Centriniam ventiliatoriaus montavimui oro srautas išeina per du galinius paviršius, o kanalų skerspjūvio plotas padvigubėja iki 2,2 10-3 m2.
2. Mes nustatome dvi radiatoriaus pagrindo temperatūros vertes ir apskaičiuojame kiekvieną vertę:
qр = {353 (+ 80 ° С) ir 313 (+ 40 ° С)}
Iš čia nustatoma radiatoriaus pagrindo perkaitimo temperatūra. uR
atsižvelgiant į aplinką.
uр = qр - qс [2]
Pirmajam taškui uр = 57 ° K, antram - uр = 17 ° K.
3. Nustatykite temperatūrą q
reikalingi norint apskaičiuoti Nusselto (Nu) ir Reinoldso (Re) kriterijus:
q = qс + P / (2 · V · Sк · r · Cр) [3]
Kur: qnuo
–
aplinkos oro temperatūra, aplinka,
V
- oro greitis kanaluose tarp šonkaulių, m / s;
Sį
- bendras kanalų skerspjūvio plotas tarp šonkaulių, m2;
r
- oro tankis esant temperatūrai
q
Trečiadienis, kg / m3,
q
plg = 0,5 (
qp +qnuo)
;
CR
- oro šiluminė talpa esant temperatūrai
q
Trečiadienis, J / (kg x ° K);
P
- radiatoriaus išsklaidyta galia.
Priimtiems pradiniams duomenims - 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)
* Konkretaus radiatoriaus su centriniu ventiliatoriumi vertė, V
iš skaičiavimų 1,5 - 2,5 m / s (žr. 2 priedą), iš publikacijų [L.3] apie 2 m / s. Trumpais, besiplečiančiais kanalais, tokiais kaip „Golden Orb“ aušintuvas, aušinimo oro greitis gali siekti 5 m / s.
4. Nustatykite Reinoldso ir Niuselto kriterijų vertes, reikalingas radiatoriaus pelekų šilumos perdavimo koeficientui apskaičiuoti:
Re = V · L / n [4]
Kur: n
- oro kinematinės klampos koeficientas
qnuo,m2/ iš
iš 1 priedėlio 1 lentelės.
Priimtiems pradiniams duomenims - Re = VL / n = 2 8,3 10-2 / 15,8 10-6 = 1,05104
Nu = 0,032 Re 0,8 [5]
Priimtiems pradiniams duomenims - Nu = 0,032 Re 0,8 = 0,032 (2,62 104) 0,8 = 52,8
5. Nustatykite radiatoriaus pelekų konvekcinio šilumos perdavimo koeficientą:
aį
=Nu·lį/
L W / (m
2
K) [6]
Kur, l
- oro šilumos laidumo koeficientas (W / (m deg)), esant
qnuo
iš 1 priedėlio 1 lentelės.
Priimtiems pradiniams duomenims - ak = Nu · lv / L = 52,8 · 2,72 10-2 / 8,3 10-2 = 17,3
6. Nustatykite pagalbinius koeficientus:
m = (2 · ak / lm · d) 1/2 [7]
nustatome mh reikšmę ir hiperbolinio th (mh) liestinę.
Priimtiems pradiniams duomenims - m = (2 ak / lm d) 1/2 = (2 17,3 / (380 0,8 10-3)) 1/2 = 10,6
Priimtiems pradiniams duomenims - m · H = 10,6 · 3 10-2 = 0,32; th (mH) = 0,31
7. Nustatykite šilumos kiekį, kurį skleidžia konvekcija iš radiatoriaus pelekų:
Prc = Z · lm · m · S · uр · th (m · H) [8]
Kur: Z
- šonkaulių skaičius;
lm
= radiatoriaus metalo šilumos laidumo koeficientas, W / (m
·
° K);
m
- žr. 7 formulę;
SR
- radiatoriaus peleko skerspjūvio plotas, m2,
Sр = L · d [9]
uR
- radiatoriaus pagrindo perkaitimo temperatūra.
Sp = L d = 8,3 10-2 0,8 10-3 = 6,6 10-5 m2
Prk = Z · lm · m · Sр · uр · th (m · H) = 27 · 380 · 10,6 · 6,6 10–5 · 57 · 0,31 = 127 W.
8. Nustatykite vidutinę radiatoriaus pelekų temperatūrą:
qср = (qр / 2) [1 + 1 / ch (m · H)] [10]
Kur: ch
(mH)
- kosinusas yra hiperbolinis.
Priimtiems pradiniams duomenims - qср = (qр / 2) [1 + 1 / ch (m · H)] = (353/2) [1 + 1 / 1,05] = 344 ° K (71 ° С)
* Hiperbolinės liestinės ir kosinuso dydis apskaičiuojamas inžinerinėje skaičiuoklėje, nuosekliai atliekant „hyp“ ir „tg“ arba „cos“ operacijas.
9. Nustatykite spinduliavimo šilumos perdavimo koeficientą:
al = eр · f (qср, qс) · j [11]
f (qср, qс) = 0,23 [5 10-3 (qср + qс)] 3
Priimtiems pradiniams duomenims - f (qcr, qc) = 0,23 [5 10-3 (qcr + qc)] 3 = 0,23 [5 10-3 (335 + 296)] 3 = 7,54
Apšvitimo koeficientas:
j = b / (b + 2 val.)
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. Nustatykite spinduliuojančio šilumos srauto paviršiaus plotą:
Sl = 2 L [(Z -1) · (b + d) + d] +2 H · L · Z (m2) [12]
Priimtiems pradiniams duomenims - Sl = 2 L [(Z -1) · (b + d) + d] +2 H · L · Z = 0,1445 m2
11. Nustatykite radiacijos metu išsiskiriančios šilumos kiekį:
Pl = al · Sl (qav - qc) [13]
Priimtiems pradiniams duomenims - Pl = alSl (qav - qc) = 0,25 0,1445 (344 - 296) = 1,73 W
12. Bendras radiatoriaus skleidžiamos šilumos kiekis esant tam tikrai radiatoriaus temperatūrai qр = 353K:
P = Prk + Pl [14]
Priimtiems pradiniams duomenims - P = Prk + Pl = 127 + 1,73 = 128,7 W.
13. Pakartojame radiatoriaus temperatūros skaičiavimus q
p = 313K, ir apskaičiuojame apskaičiuoto radiatoriaus šiluminę charakteristiką dviejuose taškuose. Šiam taškui P = 38W. Čia, išilgai vertikalios ašies, nusėda radiatoriaus skleidžiamas šilumos kiekis
PR
, o horizontali radiatoriaus temperatūra yra
qR
.
2 paveikslas
Pagal gautą grafiką mes nustatome tam tikrą 67 W galią, qR
= 328 ° K arba 55 ° C.
14. Pagal radiatoriaus šilumos charakteristiką nustatome, kad duotai galiai PR
= 67 W, radiatoriaus temperatūra
qR
= 328,5 ° C. Radiatoriaus perkaitimo temperatūra
uR
galima nustatyti pagal 2 formulę.
Jis lygus uр = qр - qс = 328 - 296 = 32 ° K.
15. Nustatykite kristalo temperatūrą ir palyginkite su gamintojo nustatyta ribine verte
qį
=q
p + P (
r
pc +
r
pr) ° K = 328 + 67 (0,003 + 0,1) = 335 (62 ° C), [15]
Kur:
qR
–
radiatoriaus pagrindo temperatūra tam tikram projektiniam taškui,
R
- skaičiavimo pagal 14 formulę rezultatas,
r
pc - procesoriaus korpuso šiluminė varža - kristalas, šiam šilumos šaltiniui yra 0,003 K / W
r
pr - korpuso radiatoriaus šiluminė varža tam tikram šilumos šaltiniui lygi 0,1K / W (su šilumą laidžia pasta).
Gautas rezultatas yra žemesnis už gamintojo nustatytą maksimalią temperatūrą ir yra artimas duomenims [L.2] (apie 57 ° C). Tokiu atveju aukščiau pateiktuose skaičiavimuose kristalo perkaitimo temperatūra, palyginti su aplinkos oru, yra 32 ° C, o [L.2] - 34 ° C.
Apskritai šiluminė varža tarp dviejų plokščių paviršių naudojant lydmetalius, pastas ir klijus:
r =
d
į
lk-1
·
Scont
-1
[16]
Kur: d
k yra tarpo tarp radiatoriaus ir aušinančio įrenginio, užpildyto šilumą praleidžiančia medžiaga, storis m,
lį
- šilumą laidžios medžiagos šilumos laidumo koeficientas tarpelyje W / (m K),
Stęsinys
Ar kontaktinio paviršiaus plotas yra m2.
Apytikslė rcr vertė su pakankamu priveržimu ir be tarpiklių ir tepalų yra
rcr = 2,2 / šoninis
Naudojant pastas, šiluminė varža sumažėja maždaug 2 kartus.
16. Palyginkite qį
nuo
qprieš tai
, gavome radiatorių
qį
= 325 ° K, mažiau
qprieš tai=
348 ° K, - nurodytas radiatorius suteikia įrenginio šiluminį režimą su atsarga.
17. Nustatykite apskaičiuoto radiatoriaus šiluminę varžą:
r =
u
R
/ P (° K / W) [17]
r = uр / P (° / W) = 32/67 = 0,47 ° / W
Išvados:
Apskaičiuotas šilumokaitis užtikrina 67 W šilumos energijos pašalinimą esant aplinkos temperatūrai iki 23 ° C, o kristalo temperatūra 325 ° K (62 ° C) neviršija 348 ° K (75 ° C) leistinos šiam procesoriui.
Specialus paviršiaus apdorojimas, siekiant padidinti šiluminės galios spinduliuotę iki 50 ° C temperatūros, yra neveiksmingas ir negali būti rekomenduojamas, nes neatlygina išlaidų.
Norėčiau, kad ši medžiaga padėtų jums ne tik apskaičiuoti ir pagaminti modernų mažo dydžio labai efektyvų šilumokaitį, panašų į tą, kuris plačiai naudojamas kompiuterinėse technologijose, bet ir kompetentingai priimti sprendimus dėl tokių prietaisų naudojimo atliekant jūsų užduotis. .
Šilumokaičio skaičiavimo konstantos.
1 lentelė
| qs, K. (° C) | l *10-2 W / (m K) | n * 10 6 m 2 / sek | Vid. 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 |
Tarpinių temperatūrų konstantų reikšmes, pirmą kartą apytiksliai, galima gauti nubrėžus pirmame stulpelyje nurodytų temperatūrų funkcijų grafikus.
2 priedėlis.
Radiatoriaus aušinimo oro judėjimo greičio apskaičiavimas.
Aušinimo skysčio judėjimo greitis priverstinės konvekcijos metu dujose:
V = Gv / Sк
Kur: Gv yra aušinimo skysčio tūrinis srautas (70x70 ventiliatoriui, Sp = 30 cm2, 7 mentės, Rem = 2,3 W, w = 3500 aps / min, Gv = 0,6-0,8 m3 / min. Arba iš tikrųjų 0, 2 -0,3 arba V = 2m / sek.),
Sк - kanalo skerspjūvio plotas laisvas praeiti.
Atsižvelgiant į tai, kad ventiliatoriaus srauto plotas yra 30 cm2, o radiatoriaus kanalų plotas yra 22 cm2, nustatyta, kad oro pūtimo greitis bus mažesnis ir bus lygus:
V = Gv / S = 0,3 m3
/ min / 2,2 10
-3
m
2
= 136 m / min = 2,2 m / s.
Skaičiavimams imame 2 m / s.
Literatūra:
- CEA dizainerio vadovas, red. RG Varlamovas, M, sovietinis radijas, 1972;
- „REA Designer Handbook“, red. RG Varlamovas, M, Sovietų radijas, 1980;
- https://www.ixbt.com/cpu/, „Socket 478“ aušintuvai, 2002 m. pavasaris – vasara, Vitalijus Krinicinas
, Paskelbta - 2002 m. Liepos 29 d .;
- https://www.ixbt.com/cpu/, Aušinimo ventiliatorių ir aušintuvų oro greičio matavimas, Aleksandras Tsikulinas, Aleksejus Rameykinas, Paskelbta - 2002 m. rugpjūčio 30 d.
paruoštas 2003 m. remiantis L.1 ir 2 medžiagomis
Sorokinas A.D.
Šią techniką PDF formatu galite atsisiųsti čia.
Tikslus šilumos galios apskaičiavimas
Tam naudojami korekcijos koeficientai:
- K1 priklauso nuo langų tipo. Dviejų kamerų stiklo paketai atitinka 1, įprasti stiklai - 1,27, trijų kamerų langai - 0,85;
- K2 rodo sienų šilumos izoliacijos laipsnį. Tai yra nuo 1 (putplasčio betono) iki 1,5 betoninių blokų ir 1,5 plytų;
- K3 atspindi langų ploto ir grindų santykį. Kuo daugiau langų rėmų, tuo didesni šilumos nuostoliai. 20% stiklinimo koeficientas yra 1, o 50% padidėja iki 1,5;
- K4 priklauso nuo minimalios temperatūros pastato išorėje šildymo sezono metu. Laikoma -20 ° C temperatūra kaip vienetas, tada kiekvienam 5 laipsniui pridedama arba atimama 0,1;
- K5 atsižvelgiama į išorinių sienų skaičių. Vienos sienos koeficientas yra 1, jei yra dvi ar trys, tada jis yra 1,2, kai keturios - 1,33;
- K6 atspindi kambario, esančio virš tam tikro kambario, tipą. Jei viršuje yra gyvenamasis aukštas, korekcijos vertė yra 0,82, šilta palėpė - 0,91, šalta mansarda - 1,0;
- K7 - priklauso nuo lubų aukščio. 2,5 metro aukštyje tai yra 1,0, o 3 metruose - 1,05.
Kai žinomi visi korekcijos koeficientai, šildymo sistemos galia kiekvienam kambariui apskaičiuojama pagal formulę:
Kambario ir viso pastato šiluminis skaičiavimas, šilumos nuostolių formulė
Terminis skaičiavimas
Taigi, prieš apskaičiuodami savo namo šildymo sistemą, turite sužinoti keletą duomenų, susijusių su pačiu pastatu.
Iš namo projekto sužinosite šildomų patalpų matmenis - sienų aukštį, plotą, langų ir durų angų skaičių, taip pat jų matmenis. Kaip namas yra pagrindinių taškų atžvilgiu. Žinokite apie vidutinę žiemos temperatūrą jūsų vietovėje. Iš kokios medžiagos yra pastatytas pats pastatas?
Ypatingas dėmesys išorinėms sienoms. Būtinai nustatykite komponentus nuo grindų iki žemės, įskaitant pastato pamatą. Tas pats pasakytina ir apie viršutinius elementus, ty lubas, stogą ir plokštes.
Būtent šie konstrukcijos parametrai leis jums atlikti hidraulinį skaičiavimą. Pripažinkime, visa aukščiau pateikta informacija yra prieinama, todėl ją renkant neturėtų kilti problemų.
Išsamus šilumos apkrovos skaičiavimas
Projektavimo metu be teorinio klausimų, susijusių su šiluminėmis apkrovomis, sprendimo yra atliekama ir keletas praktinių priemonių. Išsamūs šilumos inžinerijos tyrimai apima visų pastato konstrukcijų, įskaitant lubas, sienas, duris, langus, termografiją. Šio darbo dėka galima nustatyti ir užfiksuoti įvairius veiksnius, turinčius įtakos namo ar pramoninio pastato šilumos nuostoliams.
Terminiai tyrimai pateikia patikimiausius duomenis apie tam tikro pastato šilumos apkrovas ir šilumos nuostolius per tam tikrą laikotarpį. Praktinės priemonės leidžia aiškiai parodyti tai, ko negali parodyti teoriniai skaičiavimai - būsimos struktūros probleminės sritys.
Iš viso to, kas išdėstyta pirmiau, galime daryti išvadą, kad karšto vandens tiekimo, šildymo ir vėdinimo šilumos apkrovų skaičiavimai, panašiai kaip hidrauliniai šildymo sistemos skaičiavimai, yra labai svarbūs ir jie tikrai turėtų būti atlikti prieš pradedant įrengti šilumos tiekimo sistemą savo namuose ar kitam tikslui skirtame objekte. Kai požiūris į darbą bus atliktas teisingai, bus užtikrintas be rūpesčių veikiantis šildymo įrenginys ir be jokių papildomų išlaidų.
Vaizdinis pastato šildymo sistemos šilumos apkrovos apskaičiavimo pavyzdys:
