Cálculo de um radiador com aletas como elemento de um trocador de calor com convecção forçada.

O projeto e cálculo térmico de um sistema de aquecimento é uma etapa obrigatória no arranjo de aquecimento de uma casa. A principal tarefa das atividades de computação é determinar os parâmetros ótimos da caldeira e do sistema de radiador.

Concordo, à primeira vista pode parecer que apenas um engenheiro pode fazer um cálculo de engenharia de calor. No entanto, nem tudo é tão complicado. Conhecendo o algoritmo de ações, ele acabará por realizar de forma independente os cálculos necessários.

O artigo descreve em detalhes o procedimento de cálculo e fornece todas as fórmulas necessárias. Para um melhor entendimento, preparamos um exemplo de cálculo térmico para uma casa particular.

Normas de regimes de temperatura de instalações

Antes de realizar qualquer cálculo dos parâmetros do sistema, é necessário, no mínimo, conhecer a ordem dos resultados esperados, bem como ter disponíveis características padronizadas de alguns valores tabulares que devem ser substituídos nas fórmulas ou ser guiado por eles.

Tendo realizado cálculos dos parâmetros com tais constantes, pode-se ter certeza da confiabilidade do parâmetro dinâmico ou constante procurado do sistema.

Para instalações para diversos fins, existem padrões de referência para os regimes de temperatura de instalações residenciais e não residenciais. Essas normas estão consagradas nos chamados GOSTs.

Para um sistema de aquecimento, um desses parâmetros globais é a temperatura ambiente, que deve ser constante independentemente da estação do ano e das condições ambientais.

De acordo com a regulamentação de normas e normas sanitárias, existem diferenças de temperatura em relação aos períodos de verão e inverno. O sistema de ar condicionado é responsável pelo regime de temperatura da divisão no verão, o princípio do seu cálculo é descrito em detalhe neste artigo.

Mas a temperatura ambiente no inverno é fornecida pelo sistema de aquecimento. Portanto, estamos interessados ​​nas faixas de temperatura e suas tolerâncias para os desvios para o inverno.

A maioria dos documentos regulamentares estipula as seguintes faixas de temperatura que permitem que uma pessoa se sinta confortável em uma sala.

Para instalações não residenciais de um tipo de escritório com uma área de até 100 m2:

• 22-24 ° C - temperatura ideal do ar;
• 1 ° C - flutuação permitida.

Para instalações do tipo escritório com uma área de mais de 100 m2, a temperatura é de 21-23 ° C. Para instalações não residenciais de tipo industrial, as faixas de temperatura variam muito, dependendo da finalidade das instalações e das normas de proteção do trabalho estabelecidas.

Cada pessoa tem sua própria temperatura ambiente confortável. Alguém gosta de estar muito quente na sala, alguém se sente confortável quando a sala está fria - tudo isso é bastante individual

Quanto a instalações residenciais: apartamentos, casas particulares, bairros, etc., existem certas faixas de temperatura que podem ser ajustadas de acordo com os desejos dos residentes.

E ainda, para instalações específicas de um apartamento e uma casa, temos:

• 20-22 ° C - sala de estar, incluindo quarto das crianças, tolerância ± 2 ° С -
• 19-21 ° C - cozinha, banheiro, tolerância ± 2 ° С;
• 24-26 ° C - banheiro, chuveiro, piscina, tolerância ± 1 ° С;
• 16-18 ° C - corredores, corredores, escadas, depósitos, tolerância + 3 ° С

É importante notar que existem vários parâmetros mais básicos que afetam a temperatura da sala e que você precisa se concentrar ao calcular o sistema de aquecimento: umidade (40-60%), a concentração de oxigênio e dióxido de carbono no ar (250: 1), a velocidade de movimento da massa de ar (0,13-0,25 m / s), etc.

Mecanismos de transferência de calor no cálculo de trocadores de calor

A transferência de calor é realizada por meio de três tipos principais de transferência de calor. Estes são convecção, condução de calor e radiação.

Em processos de troca de calor que ocorrem de acordo com os princípios do mecanismo de condução de calor, a transferência de calor ocorre como uma transferência de energia de vibrações elásticas de moléculas e átomos. Essa energia é transferida de um átomo para outro na direção decrescente.

Ao calcular os parâmetros de transferência de calor de acordo com o princípio da condutividade térmica, a lei de Fourier é usada:

Para calcular a quantidade de calor, são utilizados dados sobre o tempo de passagem do escoamento, área superficial, gradiente de temperatura e também sobre o coeficiente de condutividade térmica. O gradiente de temperatura é entendido como sua mudança na direção da transferência de calor por uma unidade de comprimento.

O coeficiente de condutividade térmica é entendido como a taxa de transferência de calor, ou seja, a quantidade de calor que passa por uma unidade de superfície por unidade de tempo.

Quaisquer cálculos térmicos levam em consideração que os metais têm o coeficiente de condutividade térmica mais alto. Vários sólidos têm uma proporção muito mais baixa. E para os líquidos, esse valor é, via de regra, inferior ao de qualquer um dos sólidos.

Ao calcular trocadores de calor, onde a transferência de calor de um meio para outro atravessa a parede, a equação de Fourier também é usada para obter dados sobre a quantidade de calor transferida. É calculado como a quantidade de calor que passa por um plano com espessura infinitesimal :.

Se integrarmos os indicadores de mudanças de temperatura ao longo da espessura da parede, obtemos

Com base nisso, verifica-se que a temperatura dentro da parede cai de acordo com a lei da linha reta.

Mecanismo de transferência de calor por convecção: cálculos

Outro mecanismo de transferência de calor é a convecção. Esta é a transferência de calor por volumes do meio por meio de seu movimento mútuo. Neste caso, a transferência de calor do meio para a parede e vice-versa, da parede para o meio de trabalho é chamada de transferência de calor. Para determinar a quantidade de calor que é transferida, a lei de Newton é usada

Nesta fórmula, a é o coeficiente de transferência de calor. Com o movimento turbulento do meio de trabalho, este coeficiente depende de muitas quantidades adicionais:

• parâmetros físicos do fluido, em particular capacidade de calor, condutividade térmica, densidade, viscosidade;
• as condições de lavagem da superfície de transferência de calor com um gás ou líquido, em particular a velocidade do fluido, a sua direção;
• condições espaciais que limitam o fluxo (comprimento, diâmetro, formato da superfície, sua rugosidade).

Consequentemente, o coeficiente de transferência de calor é uma função de muitas quantidades, o que é mostrado na fórmula

O método de análise dimensional permite derivar uma relação funcional entre os critérios de similaridade que caracterizam a transferência de calor com escoamento turbulento em tubos lisos, retos e longos.

Isso é calculado usando a fórmula.

Coeficiente de transferência de calor no cálculo de trocadores de calor

Na tecnologia química, muitas vezes há casos de troca de energia térmica entre dois fluidos através de uma parede divisória. O processo de troca de calor passa por três etapas. O fluxo de calor para um processo em estado estacionário permanece inalterado.

O cálculo do fluxo de calor que passa do primeiro meio de trabalho para a parede, depois através da parede da superfície de transferência de calor e depois da parede para o segundo meio de trabalho é realizado.

Assim, três fórmulas são usadas para cálculos:

Como resultado da solução conjunta das equações, obtemos

A quantidade

e existe o coeficiente de transferência de calor.

Cálculo da diferença média de temperatura

Quando a quantidade necessária de calor foi determinada usando o balanço de calor, é necessário calcular a superfície de troca de calor (F).

Ao calcular a superfície de troca de calor necessária, a mesma equação é usada como nos cálculos anteriores:

Na maioria dos casos, a temperatura do meio de trabalho mudará durante o curso dos processos de troca de calor. Isso significa que a diferença de temperatura mudará ao longo da superfície de troca de calor. Portanto, a diferença média de temperatura é calculada.E devido ao fato de que a mudança de temperatura não é linear, a diferença logarítmica é calculada. Em contraste com um fluxo direto, com um contrafluxo de meio de trabalho, a área necessária da superfície de troca de calor deve ser menor. Se tanto o fluxo direto quanto o fluxo em contracorrente forem usados ​​no mesmo curso do trocador de calor, a diferença de temperatura é determinada com base na razão.

Cálculo da perda de calor na casa

De acordo com a segunda lei da termodinâmica (física escolar), não há transferência espontânea de energia de mini ou macroobjetos menos aquecidos para mais aquecidos. Um caso especial dessa lei é o “esforço” para criar um equilíbrio de temperatura entre dois sistemas termodinâmicos.

Por exemplo, o primeiro sistema é um ambiente com temperatura de -20 ° C, o segundo sistema é um edifício com temperatura interna de + 20 ° C. De acordo com a lei acima, esses dois sistemas se esforçarão para se equilibrar por meio da troca de energia. Isso acontecerá com a ajuda das perdas de calor do segundo sistema e do resfriamento do primeiro.

Podemos afirmar de forma inequívoca que a temperatura ambiente depende da latitude em que se encontra a casa particular. E a diferença de temperatura afeta a quantidade de vazamentos de calor do edifício (+)

Perda de calor significa a liberação involuntária de calor (energia) de algum objeto (casa, apartamento). Para um apartamento comum, esse processo não é tão "perceptível" em comparação com uma casa particular, uma vez que o apartamento está localizado dentro do prédio e é "adjacente" a outros apartamentos.

Em uma casa particular, o calor “escapa” em um grau ou outro pelas paredes externas, piso, telhado, janelas e portas.

Conhecendo a quantidade de perda de calor para as condições climáticas mais desfavoráveis ​​e as características dessas condições, é possível calcular com alta precisão a potência do sistema de aquecimento.

Portanto, o volume de vazamentos de calor do edifício é calculado usando a seguinte fórmula:

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

Qi - o volume de perda de calor da aparência uniforme da envolvente do edifício.

Cada componente da fórmula é calculado pela fórmula:

Q = S * ∆T / ROnde

• Q - vazamentos térmicos, V;
• S - área de um tipo específico de estrutura, sq. m;
• ∆T - diferença de temperatura entre o ar ambiente e o ar interno, ° C;
• R - resistência térmica de um determinado tipo de estrutura, m2 * ° C / W.

O próprio valor da resistência térmica para materiais realmente existentes é recomendado para ser obtido de tabelas auxiliares.

Além disso, a resistência térmica pode ser obtida usando a seguinte proporção:

R = d / kOnde

• R - resistência térmica, (m2 * K) / W;
• k - coeficiente de condutividade térmica do material, W / (m2 * K);
• d É a espessura deste material, m.

Nas casas mais antigas com estrutura de telhado húmida, a fuga de calor ocorre através do topo do edifício, nomeadamente através do telhado e sótão. A execução de medidas de aquecimento do teto ou isolamento térmico da cobertura do sótão resolve este problema.

Se você isolar o sótão e o telhado, a perda total de calor da casa pode ser reduzida significativamente.

Existem vários outros tipos de perda de calor na casa através de fendas nas estruturas, sistema de ventilação, exaustor, abertura de janelas e portas. Mas não faz sentido levar em consideração seu volume, uma vez que não representam mais do que 5% do número total de vazamentos de calor principais.

Inspeção de imagem térmica da rede de aquecimento

O cálculo das perdas de calor nas redes de aquecimento foi complementado com uma pesquisa de imagens térmicas.

Um levantamento de imagens térmicas de uma rede de aquecimento ajuda a detectar defeitos locais em dutos e isolamento térmico para posterior reparo ou substituição.

O isolamento térmico das tubulações com transportador de calor está danificado. A temperatura máxima em áreas abertas foi 59,3 ° C

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante. A temperatura máxima em áreas abertas foi de 54,5 ° C

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante. A temperatura máxima em áreas abertas foi de 56,2 ° C

O isolamento térmico das tubulações com transportador de calor está danificado.A temperatura máxima em áreas abertas foi de 66,3 ° C

Seções abertas de dutos sem isolamento.

Seções abertas de dutos sem isolamento.

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante.

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante. A temperatura máxima em áreas abertas foi de 62,5 ° C

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante. A temperatura máxima em áreas abertas foi de 63,2 ° C

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante. A temperatura máxima em áreas abertas foi de 63,8 ° C

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante. A temperatura máxima em áreas abertas foi de 66,5 ° C

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante. A temperatura máxima em áreas abertas foi de 63,5 ° C

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante. A temperatura máxima em áreas abertas foi de 69,5 ° C

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante. A temperatura máxima em áreas abertas foi de 62,2 ° C

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante. A temperatura máxima em áreas abertas foi de 52,0 ° C

Seções abertas de dutos sem isolamento. A temperatura máxima em áreas abertas foi de 62,4 ° C

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante sob a influência do meio ambiente.

Conheça o levantamento dos sistemas de abastecimento de água.

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante sob a influência do meio ambiente.

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante. A temperatura máxima em áreas abertas foi de 67,6 ° C

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante. A temperatura máxima em áreas abertas foi de 58,8 ° C

Destruição parcial do isolamento térmico de dutos com refrigerante sob a influência do meio ambiente.

Determinação da potência da caldeira

Para manter a diferença de temperatura entre o ambiente e a temperatura interna da casa, é necessário um sistema de aquecimento autônomo que mantenha a temperatura desejada em todos os cômodos de uma casa particular.

A base do sistema de aquecimento são diferentes tipos de caldeiras: combustível líquido ou sólido, elétrico ou gás.

A caldeira é a unidade central do sistema de aquecimento que gera calor. A principal característica da caldeira é a sua potência, nomeadamente a taxa de conversão da quantidade de calor por unidade de tempo.

Feitos os cálculos da carga térmica para aquecimento, obteremos a potência nominal exigida da caldeira.

Para um apartamento comum com vários cômodos, a potência da caldeira é calculada através da área e da potência específica:

Rboiler = (Sroom * Rudelnaya) / 10Onde

• Salas S- a área total da sala aquecida;
• Rudellnaya- densidade de potência em relação às condições climáticas.

Mas esta fórmula não leva em conta as perdas de calor, que são suficientes em uma casa particular.

Existe outra relação que leva este parâmetro em consideração:

Рboiler = (Qloss * S) / 100Onde

• Rkotla- potência da caldeira;
• Qloss- perda de calor;
• S - área aquecida.

A potência nominal da caldeira deve ser aumentada. O estoque é necessário se você pretende utilizar a caldeira para aquecimento de água do banheiro e da cozinha.

Na maioria dos sistemas de aquecimento para residências particulares, é recomendado o uso de um tanque de expansão no qual um suprimento de refrigerante será armazenado. Cada casa particular precisa de abastecimento de água quente

A fim de fornecer a reserva de energia da caldeira, o fator de segurança K deve ser adicionado à última fórmula:

Рboiler = (Qloss * S * K) / 100Onde

PARA - será igual a 1,25, ou seja, a potência estimada da caldeira será aumentada em 25%.

Assim, a potência da caldeira permite manter a temperatura padrão do ar nas divisões do edifício, bem como ter um volume inicial e adicional de água quente na casa.

Breve descrição da rede de aquecimento

Para cobrir as cargas de calor, é utilizada uma casa de caldeiras de produção e aquecimento, cujo combustível principal é o gás natural.

Sala da caldeira gera

• vapor para necessidades tecnológicas - durante todo o ano
• água quente para necessidades de aquecimento - durante a estação de aquecimento e
• abastecimento de água quente - durante todo o ano.
• O projeto prevê o funcionamento da rede de aquecimento de acordo com uma escala de temperatura de 98/60 graus. COM.

O diagrama de conexão do sistema de aquecimento é dependente.

As redes de aquecimento, proporcionando a transmissão de calor para as necessidades de aquecimento de toda a aldeia e o abastecimento de água quente na sua margem direita, são instaladas acima do solo e no subsolo.

A rede de aquecimento é ramificada, sem saída.

As redes de aquecimento foram comissionadas em 1958. A construção continuou até 2007.

Isolamento térmico feito

• esteiras feitas de lã de vidro com 50 mm de espessura, com uma camada de cobertura de material em rolo,
• espuma de poliestireno extrudido tipo TERMOPLEKS de 40 mm de espessura, com cobertura de chapa galvanizada e polietileno expandido de 50 mm de espessura.

Durante a operação, alguns trechos da rede de aquecimento foram reparados com a substituição de dutos e isolamento térmico.

Características da seleção de radiadores

Os radiadores, painéis, sistemas de piso radiante, convectores, etc. são componentes padrão para fornecer calor a uma divisão. As partes mais comuns de um sistema de aquecimento são os radiadores.

O dissipador de calor é uma estrutura de tipo modular oca especial feita de liga de alta dissipação de calor. É feito de aço, alumínio, ferro fundido, cerâmica e outras ligas. O princípio de funcionamento de um radiador de aquecimento é reduzido à radiação de energia do refrigerante para o espaço da sala através das “pétalas”.

Um radiador de aquecimento bimetálico e de alumínio substituiu os grandes radiadores de ferro fundido. Facilidade de produção, alta dissipação de calor, boa construção e design tornaram este produto uma ferramenta popular e difundida para irradiar calor em ambientes internos.

Existem vários métodos para calcular os radiadores de aquecimento em uma sala. A lista de métodos abaixo é classificada em ordem crescente de precisão computacional.

Opções de cálculo:

1. Por área... N = (S * 100) / C, onde N é o número de seções, S é a área da sala (m2), C é a transferência de calor de uma seção do radiador (W, retirado desses passaportes ou certificado do produto), 100 W é a quantidade de fluxo de calor necessária para aquecer 1 m2 (valor empírico). Surge a pergunta: como levar em conta a altura do teto da sala?
2. Por volume... N = (S * H ​​* 41) / C, onde N, S, C - de forma semelhante. H é a altura da sala, 41 W é a quantidade de fluxo de calor necessária para aquecer 1 m3 (valor empírico).
3. Por probabilidades... N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C, onde N, S, C e 100 são semelhantes. k1 - tendo em conta o número de câmaras do vidro da janela da sala, k2 - isolamento térmico das paredes, k3 - relação entre a área das janelas e a área da sala, k4 - a temperatura média abaixo de zero na semana mais fria do inverno, k5 - o número de paredes externas do cômodo (que “saem” para a rua), k6 - tipo de cômodo em cima, k7 - altura do teto.

Esta é a maneira mais precisa de calcular o número de seções. Naturalmente, os resultados do cálculo fracionário são sempre arredondados para o próximo inteiro.

Disposições Gerais

Qualquer método de cálculo simples apresenta um erro bastante grande. No entanto, de um ponto de vista prático, é importante para nós garantir uma produção de calor suficiente garantida. Se for mais necessário mesmo no auge do frio do inverno, e daí?

Em um apartamento onde o aquecimento é pago por área, o calor dos ossos não dói; e reguladores de pressão e reguladores termostáticos de temperatura não são algo muito raro e inacessível.

No caso de uma casa particular e uma caldeira particular, o preço de um quilowatt de calor é bem conhecido por nós, e parece que o excesso de aquecimento atingirá seu bolso. Na prática, porém, não é esse o caso. Todas as caldeiras modernas a gás e elétricas para aquecimento de uma casa privada estão equipadas com termostatos que regulam a transferência de calor em função da temperatura do ambiente.

O termostato evitará que a caldeira desperdice o excesso de calor.

Mesmo que nosso cálculo da potência dos radiadores de aquecimento forneça um erro significativo em grande escala, arriscamos apenas o custo de algumas seções adicionais.

A propósito: além das temperaturas médias de inverno, geadas extremas ocorrem a cada poucos anos.

Suspeita-se que devido às mudanças climáticas globais, elas acontecerão cada vez com mais frequência, por isso, ao calcular os radiadores de aquecimento, não tenha medo de cometer um grande erro.

Cálculo hidráulico do abastecimento de água

Obviamente, a “imagem” do cálculo do calor para aquecimento não pode ser completa sem o cálculo de características como o volume e a velocidade do transportador de calor. Na maioria dos casos, o refrigerante é água comum em um estado de agregação líquido ou gasoso.

Recomenda-se calcular o volume real do portador de calor através da soma de todas as cavidades no sistema de aquecimento. Ao usar uma caldeira de circuito único, esta é a melhor opção. Ao usar caldeiras de circuito duplo no sistema de aquecimento, é necessário levar em consideração o consumo de água quente para fins higiênicos e outros fins domésticos.

O cálculo do volume de água aquecida por caldeira de duplo circuito para abastecer os moradores com água quente e aquecimento do refrigerante é feito somando-se o volume interno do circuito de aquecimento e as reais necessidades dos usuários em água aquecida.

O volume de água quente no sistema de aquecimento é calculado usando a fórmula:

W = k * POnde

• C - o volume do portador de calor;
• P - potência da caldeira de aquecimento;
• k - fator de potência (o número de litros por unidade de potência é 13,5, faixa - 10-15 litros).

Como resultado, a fórmula final se parece com isto:

W = 13,5 * P

A vazão do meio de aquecimento é a avaliação dinâmica final do sistema de aquecimento, que caracteriza a taxa de circulação do líquido no sistema.

Este valor ajuda a estimar o tipo e o diâmetro da tubulação:

V = (0,86 * P * μ) / ∆TOnde

• P - potência da caldeira;
• µ - eficiência da caldeira;
• ∆T - a diferença de temperatura entre a água fornecida e a água de retorno.

Usando os métodos de cálculo hidráulico acima, será possível obter parâmetros reais, que são a “base” do futuro sistema de aquecimento.

Sobre a seleção e cálculo térmico de dispositivos de aquecimento

Vários assuntos foram discutidos na mesa-redonda, como, por exemplo, a criação de um sistema de verificação para sistemas de engenharia de edifícios e estruturas, conformidade por fabricantes, fornecedores e redes de varejo com os requisitos de proteção dos direitos do consumidor, testes obrigatórios de dispositivos de aquecimento com indicação obrigatória das condições para dispositivos de teste, desenvolvimento de regras de projeto e uso de aparelhos de aquecimento. Durante a discussão, novamente, foi constatado o funcionamento insatisfatório dos instrumentos.

A este respeito, gostaria de observar que o funcionamento insatisfatório do sistema de aquecimento pode ser julgado não apenas por dispositivos de aquecimento... A razão também é possível nos dados de engenharia térmica reduzidos (em comparação com os dados de projeto) das paredes externas, janelas, revestimentos e no fornecimento de água para o sistema de aquecimento com uma temperatura reduzida. Tudo isso deve ser refletido nos materiais para uma avaliação abrangente da condição técnica do sistema de aquecimento.

A transferência de calor real dos dispositivos de aquecimento pode ser menor do que a necessária por várias razões. Em primeiro lugar, na realidade, os dispositivos de aquecimento são separados de vários tipos de instalações por cercas decorativas, cortinas e móveis. Em segundo lugar, o não cumprimento dos requisitos das Regras para o funcionamento técnico de sistemas de aquecimento [1].

A dissipação de calor dos dispositivos é influenciada, por exemplo, pela composição e cor da tinta. Reduz a transferência de calor e radiadores localizados em nichos.

O método de cálculo térmico de dispositivos de aquecimento, fornecido no conhecido manual do projetista [2], é atualmente inválido por uma série de razões.

Atualmente, os dispositivos de aquecimento são frequentemente selecionados de acordo com o valor de seu fluxo de calor nominal, ou seja, sem levar em consideração o coeficiente complexo de trazer o fluxo de calor nominal às condições reais, dependendo do sistema de aquecimento (one-pipe ou two-pipe ), a temperatura do refrigerante e do ar da sala, cujo valor, via de regra, é inferior a 1. O trabalho apresenta o cálculo térmico recomendado para dispositivos modernos [3].

A seleção de dispositivos consiste em determinar o número de seções de um radiador dobrável ou o tipo de um radiador ou convetor não dobrável, cuja superfície externa de transferência de calor deve garantir a transferência de pelo menos o fluxo de calor necessário para o ambiente ( Figura 1).

O cálculo é realizado na temperatura do refrigerante antes e depois do aquecedor (em edifícios residenciais e públicos, como regra, é utilizada água ou líquido não congelante), o consumo de calor da sala Qnom, correspondente ao calor calculado déficit nele, referido a um dispositivo de aquecimento, na estimativa da temperatura do ar externo [quatro].

O número estimado de seções de radiadores dobráveis ​​com precisão suficiente pode ser determinado pela seguinte fórmula:

O tipo e o comprimento dos radiadores e convetores não separáveis ​​devem ser determinados a partir da condição de que seu fluxo de calor nominal Qpom não deve ser menor do que a transferência de calor calculada Qopr:

onde Qopr é a potência térmica estimada do aquecedor, W; qsecr é a densidade de fluxo de calor calculada de uma seção do dispositivo, W; Qtr é a transferência de calor total dos tubos de riser, conexões, colocados abertamente dentro das instalações, relacionados ao dispositivo de aquecimento, W; β é um coeficiente que leva em consideração o método de instalação, a localização do aquecedor [2, 3] (ao instalar o dispositivo, por exemplo, ele é aberto próximo à parede externa β = 1, se houver uma blindagem na frente do os dispositivos com fendas na parte superior β = 1,4, e quando localizado convector na estrutura do piso, o valor do coeficiente chega a 2); β1 - coeficiente que leva em consideração a variação na transferência de calor do radiador em função do número de seções ou do comprimento do dispositivo, β1 = 0,95-1,05; b - coeficiente levando em consideração a pressão atmosférica, b = 0,95-1,015; qв e qr - transferência de calor de 1 m de tubos verticais e horizontais abertos [W / m], considerado para tubos não isolados e isolados de acordo com a tabela. 1 [2,3]; lw e lg - comprimento dos tubos verticais e horizontais dentro das instalações, m; qnom e Qnom - a densidade de fluxo de calor nominal de uma seção de um dispositivo de aquecimento dobrável ou correspondente tipo não dobrável, dada em [3], nas Recomendações do laboratório de dispositivos de aquecimento "NIIsantekhniki" (LLC "Vitaterm") e nos catálogos dos fabricantes de dispositivos, com diferença na temperatura média do refrigerante e Δtav do ar ambiente igual a 70 ° C, e com vazão de água de 360 ​​kg / h no dispositivo; Δtav e Gpr - diferença real de temperatura 0,5 (tg + to) - tv e vazão de refrigerante [kg / h] no dispositivo; n e p são indicadores numéricos experimentais que levam em consideração a mudança no coeficiente de transferência de calor do dispositivo nos valores reais da diferença média de temperatura e da vazão do refrigerante, bem como o tipo e esquema de conexão do dispositivo para as tubulações do sistema de aquecimento, adotado de acordo com [3] ou de acordo com as Recomendações do laboratório de dispositivos de aquecimento "NIIsantekhniki"; tg, to e tв - os valores calculados das temperaturas do refrigerante antes e depois do dispositivo e do ar na sala dada, ° C; Kopotn é um coeficiente complexo para trazer o fluxo de calor nominal às condições reais.

Na escolha do tipo de dispositivo de aquecimento [4], deve-se ter em mente que seu comprimento em edifícios com elevados requisitos sanitários deve ser de pelo menos 75%, em edifícios residenciais e outros edifícios públicos - pelo menos 50% do comprimento da claraboia

A taxa de fluxo estimada do meio de aquecimento que passa pelo aquecedor [kg / h] pode ser determinada pela fórmula:

O valor de Qpom aqui corresponde à carga de calor atribuída a um dispositivo de aquecimento (quando há dois ou mais deles na sala).

Ao escolher o tipo de dispositivo de aquecimento [4], deve-se ter em mente que seu comprimento em edifícios com maiores requisitos sanitários e higiênicos (hospitais, instituições pré-escolares, escolas, lares para idosos e deficientes) deve ser de pelo menos 75%, em edifícios residenciais e outros edifícios públicos - não menos de 50% do comprimento da abertura da luz.

Exemplos de seleção de dispositivos de aquecimento

Exemplo 1. Determine o número necessário de seções do radiador MC-140-M2, instalado sem uma tela sob o peitoril da janela de uma janela de 1,5 X 1,5 m, se conhecido: o sistema de aquecimento é de dois tubos, vertical, a colocação do tubo é aberta, nominal diâmetros de tubos verticais (risers) dentro das instalações 20 mm, horizontal (conexões ao radiador) 15 mm, o consumo de calor calculado Qpom da sala No. 1 é 1000 W, a temperatura de abastecimento de água calculada tg e água de retorno são iguais a 95 e 70 ° C, a temperatura do ar na sala é tв = 20 ° C, o dispositivo é conectado pelo esquema "top-down", o comprimento dos tubos lw vertical e lg horizontal é de 6 e 3 m, respectivamente . O fluxo de calor nominal de uma seção qnom é 160 W.

Decisão.

1. Encontramos a taxa de fluxo da água Gpr passando pelo radiador:

Os índices n e p são 0,3 e 0,02, respectivamente; β = 1,02, β1 = 1 e b = 1.

2. Encontre a diferença de temperatura Δtav:

3. Encontramos a transferência de calor de tubos Qtr, usando as tabelas de transferência de calor de tubos verticais e horizontais abertos:

4. Determine o número de seções Npr:

Quatro seções devem ser aceitas para instalação. No entanto, o comprimento do radiador de 0,38 m é menos da metade do tamanho da janela. Portanto, é mais correto instalar um convetor, por exemplo, "Santekhprom Auto". Os índices n e p para o convetor são considerados iguais a 0,3 e 0,18, respectivamente.

A transferência de calor calculada do convetor Qopr é encontrada pela fórmula:

Aceitamos um convetor "Santekhprom Auto" tipo KSK20-0,918kA com um fluxo de calor nominal Qnom = 918 W. O comprimento da caixa do convetor é de 0,818 m.

Exemplo 2. Determine o número necessário de seções do radiador MC-140-M2 na temperatura de abastecimento de água calculada tg e retorne para igual a 85 e 60 ° C. O resto dos dados iniciais são os mesmos.

Decisão.

Neste caso: Δtav = 52,5 ° C; a transferência de calor de tubos será

Seis seções são aceitas para instalação. O aumento no número necessário de seções do radiador no segundo exemplo é causado por uma diminuição no fluxo calculado e nas temperaturas de retorno no sistema de aquecimento.

De acordo com os cálculos (exemplo 5), um convector de parede "Santechprom Super Auto" com um fluxo de calor nominal de 3070 W pode ser aceito para instalação. Como exemplo - um convetor KSK 20-3070k de média profundidade com um corpo de válvula angular de aço KTK-U1 e com uma seção de fechamento. Comprimento da caixa do convetor 1273 mm, altura total 419 mm

O comprimento do radiador de 0,57 m é menos da metade do tamanho da janela. Portanto, deve-se instalar um radiador de altura inferior, por exemplo, do tipo MC-140-300, cujo fluxo de calor nominal de uma seção da qual qnom é 0,12 kW (120 W).

Encontramos o número de seções pela seguinte fórmula:

Aceitamos oito seções para instalação. O radiador tem 0,83 m de comprimento, mais da metade do tamanho da janela.

Exemplo 3. Determine o número necessário de seções do radiador MC-140-M2, instalado sob os peitoris das janelas sem uma tela de duas janelas medindo 1,5 X 1,5 m com uma parede, se conhecido: o sistema de aquecimento é de dois tubos, vertical, instalação de tubos abertos , diâmetros nominais de tubos verticais dentro da sala 20 mm, horizontal (conexões antes e depois do radiador) 15 mm, o consumo de calor calculado da sala Qpom é 3000 W, as temperaturas calculadas do abastecimento tg e da água de retorno são 95 e 70 ° C, a temperatura do ar na sala é tв = 20 ° C, a conexão do dispositivo

de acordo com o esquema "top-down", o comprimento dos tubos verticais lw e horizontal lg é de 6 e 4 m, respectivamente. Fluxo de calor nominal de uma seção qnom = 0,16 kW (160 W). Decisão.

1. Determine a taxa de fluxo de água Gpr que passa por dois radiadores:

Os índices n e p são 0,3 e 0,02, respectivamente; β = 1,02, β1 = 1 e b = 1.

2. Encontre a diferença de temperatura Δtav:

3. Encontramos a transferência de calor de tubos Qtr, usando as tabelas de transferência de calor de tubos verticais e horizontais abertos:

4. Determine o número total de seções Npr:

Aceitaremos para instalação dois radiadores de 9 e 10 seções.

Exemplo 4. Determine o número necessário de seções do radiador MC-140-M2 na temperatura de abastecimento de água calculada tg, e inverta para, igual a 85 e 60 ° C. O resto dos dados iniciais são os mesmos.

Decisão.

Neste caso: Δtav = 52,5 ° C; a transferência de calor dos tubos será:

Aceitaremos para instalação dois radiadores de 12 seções.

Exemplo 5. Determine o tipo de convetor nas temperaturas de abastecimento de água calculadas tp e retornem iguais a 85 e 60 ° C, e o consumo de calor calculado da sala Qpom, igual a 2.000 W. O restante dos dados iniciais são mostrados no exemplo 3: n = 0,3, p = 0,18.

Neste caso: Δtav = 52,5 ° C; a transferência de calor dos tubos será:

Então

É possível aceitar para instalação um convetor montado na parede "Santekhprom Super Auto" com um fluxo de calor nominal de 3070 W. Convector KSK 20-3070k de média profundidade, por exemplo, com corpo de válvula angular em aço KTK-U1 e com seção de fechamento. O comprimento da caixa do convector é 1273 mm, a altura total é 419 mm.

Também é possível instalar um convetor KS20-3030 fabricado pela NBBK LLC com um fluxo de calor nominal de 3030 W e um comprimento de carcaça de 1327 mm.

Exemplo de design térmico

Como exemplo de cálculo de calor, existe uma casa normal de 1 andar com quatro salas, uma cozinha, um banheiro, um “jardim de inverno” e despensas.

A fundação é feita de laje monolítica de concreto armado (20 cm), as paredes externas são de concreto (25 cm) com gesso, o telhado é feito de vigas de madeira, o telhado é de metal e lã mineral (10 cm)

Vamos designar os parâmetros iniciais da casa, necessários para os cálculos.

Dimensões da construção:

• altura do chão - 3 m;
• pequena janela da frente e de trás do edifício 1470 * 1420 mm;
• grande janela de fachada 2080 * 1420 mm;
• portas de entrada 2000 * 900 mm;
• portas traseiras (saída para o terraço) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

A largura total do edifício é de 9,5 m2, o comprimento é de 16 m2. Apenas salas de estar (4 unidades), Uma casa de banho e uma cozinha serão aquecidas.

Para calcular com precisão a perda de calor nas paredes da área das paredes externas, você precisa subtrair a área de todas as janelas e portas - este é um tipo de material completamente diferente com sua própria resistência térmica

Começamos calculando as áreas de materiais homogêneos:

• área útil - 152 m2;
• área de cobertura - 180 m2, considerando a altura do sótão de 1,3 me largura da terça - 4 m;
• área da janela - 3 * 1,47 * 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m2;
• área da porta - 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m2.

A área das paredes externas será 51 * 3-9,22-7,4 = 136,38 m2.

Vamos prosseguir para o cálculo da perda de calor para cada material:

• 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;

E também Qwall é equivalente a 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546. A soma de todas as perdas de calor será de 19628,4 W.

Como resultado, calculamos a potência da caldeira: 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.

Iremos calcular o número de seções do radiador para uma das salas. Para todos os outros, os cálculos são os mesmos. Por exemplo, uma sala de canto (canto esquerdo inferior do diagrama) tem 10,4 m2.

Portanto, 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.

Esta sala requer 9 seções de um radiador de aquecimento com uma saída de calor de 180 W.

Prosseguimos com o cálculo da quantidade de refrigerante no sistema - W = 13,5 * P = 13,5 * 21 = 283,5 litros. Isso significa que a velocidade do refrigerante será: V = (0,86 * P * μ) / ∆T = (0,86 * 21000 * 0,9) /20=812,7 litros.

Como resultado, uma rotação completa de todo o volume do refrigerante no sistema será equivalente a 2,87 vezes por hora.

Uma seleção de artigos sobre cálculo térmico ajudará a determinar os parâmetros exatos dos elementos do sistema de aquecimento:

1. Cálculo do sistema de aquecimento de uma casa privada: regras e exemplos de cálculo
2. Cálculo térmico de um edifício: especificações e fórmulas para realizar cálculos + exemplos práticos

Cálculo de um radiador com aletas como elemento de um trocador de calor com convecção forçada.

É apresentada uma técnica, usando o exemplo de um processador Intel Pentium4 Willamette 1.9 GHz e um cooler B66-1A fabricado pela ADDA Corporation, que descreve o procedimento de cálculo de radiadores aletados projetados para resfriar elementos geradores de calor de equipamentos eletrônicos com convecção forçada e plana superfícies de contato térmico com uma potência de até 100 W. A técnica permite o cálculo prático de dispositivos modernos de pequeno porte e alto desempenho para remoção de calor e aplicá-los a todo o espectro de dispositivos radioeletrônicos que precisam de resfriamento.

Parâmetros definidos nos dados iniciais:

P

= 67 W, a potência dissipada pelo elemento resfriado;

qcom

= 296 ° K, a temperatura do meio (ar) em graus Kelvin;

qantes de

= 348 ° K, a temperatura limite do cristal;

qR

= nn ° K, temperatura média da base do dissipador (calculada durante o cálculo);

H

= 3 10-2 m, altura da aleta do radiador em metros;

d

= 0,8 10-3 m, espessura da nervura em metros;

b

= 1,5 10-3 m, a distância entre as costelas;

eum

= 380 W / (m ° K), coeficiente de condutividade térmica do material do radiador;

eu

= 8,3 10-2 m, o tamanho do radiador ao longo da borda em metros;

B

= 6,9 10-2 m, o tamanho do radiador nas aletas;

MAS

= 8 10-3 m, a espessura da base do radiador;

V

³ 2 m / s, velocidade do ar nos canais do radiador;

Z

= 27, o número de aletas do radiador;

vocêR

= nn K, a temperatura de superaquecimento da base do dissipador de calor, é calculada durante o cálculo;

eR

= 0,7, o grau de escuridão do radiador.

Presume-se que a fonte de calor está localizada no centro do radiador.

Todas as dimensões lineares são medidas em metros, a temperatura em Kelvin, a potência em watts e o tempo em segundos.

O projeto do radiador e os parâmetros necessários para os cálculos são mostrados na Fig. 1.

Imagem 1.

Procedimento de cálculo.

1. Determine a área total da seção transversal dos canais entre as costelas pela fórmula:

Sк = (Z - 1) · b · H [1]

Para os dados iniciais aceitos - Sk = (Z - 1) b H = (27-1) 1,5 10-3 3 10-2 = 1,1 10-3 m2

Para uma instalação central do ventilador, o fluxo de ar sai pelas duas superfícies de extremidade e a área da seção transversal dos canais dobra para 2,2 10-3 m2.

2. Definimos dois valores para a temperatura da base do radiador e efetuamos o cálculo para cada valor:

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

A partir daqui, a temperatura de superaquecimento da base do radiador é determinada. vocêR

em relação ao meio ambiente.

uр = qр - qс [2]

Para o primeiro ponto, uр = 57 ° K, para o segundo, uр = 17 ° K.

3. Determine a temperatura q

necessário para calcular os critérios de Nusselt (Nu) e Reynolds (Re):

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

Onde: qcom
–
temperatura do ar ambiente, ambiente,

V

- velocidade do ar nos canais entre as costelas, em m / s;

Spara

- a área da seção transversal total dos canais entre as costelas, em m2;

r

- densidade do ar na temperatura
q
Quarta, em kg / m3,

q

cf = 0,5 (
qp +qcom)
;

CR

- capacidade de calor do ar na temperatura
q
Quarta, em J / (kg x ° K);

P

- a potência dissipada pelo radiador.

Para os dados iniciais aceitos - 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)

* O valor para um determinado radiador com aletas com uma instalação de ventilador central, V

dos cálculos 1,5 - 2,5 m / seg (Ver Apêndice 2), das publicações [L.3] cerca de 2 m / seg. Resumindo, canais em expansão, como o cooler Golden Orb, a velocidade do ar de resfriamento pode chegar a 5 m / s.

4. Determine os valores dos critérios de Reynolds e Nusselt necessários para calcular o coeficiente de transferência de calor das aletas do radiador:

Re = V · L / n [4]

Onde: n

- coeficiente de viscosidade cinemática do ar em
qcom,m2/com
do Apêndice 1, Tabela 1.

Para os dados iniciais aceitos - Re = VL / n = 2 8,3 10-2 / 15,8 10-6 = 1,05 104

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

Para os dados iniciais aceitos - Nu = 0,032 Re 0,8 = 0,032 (2,62 104) 0,8 = 52,8

5. Determine o coeficiente de transferência de calor por convecção das aletas do radiador:

umapara
=Nu·euno/
L W / (m
2
K) [6]

Onde, eu

- coeficiente de condutividade térmica do ar (W / (m deg)), em
qcom
do Apêndice 1, tabela 1.

Para os dados iniciais aceitos - ak = Nu · lv / L = 52,8 · 2,72 10-2 / 8,3 10-2 = 17,3

6. Determine os coeficientes auxiliares:

m = (2 · ak / lm · d) 1/2 [7]

determinamos o valor de mh e a tangente do th hiperbólico (mh).

Para os dados iniciais aceitos - m = (2 ak / lm d) 1/2 = (2 17,3 / (380 0,8 10-3)) 1/2 = 10,6

Para os dados iniciais aceitos - m · H = 10,6 · 3 10-2 = 0,32; th (m H) = 0,31

7. Determine a quantidade de calor emitida por convecção das aletas do radiador:

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

Onde: Z

- número de costelas;

eum

= coeficiente de condutividade térmica do metal do radiador, W / (m
·
° K);

m

- ver fórmula 7;

SR

- área da seção transversal da aleta do radiador, m2,

Sр = L · d [9]

vocêR

- temperatura de superaquecimento da base do radiador.

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. Determine a temperatura média da aleta do radiador:

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

Onde: CH
(mH)
- o cosseno é hiperbólico.

Para os dados iniciais aceitos - qср = (qр / 2) [1 + 1 / ch (m · H)] = (353/2) [1 + 1 / 1,05] = 344 ° K (71 ° С)

* A magnitude da tangente e cosseno de hiperbólica é calculada em uma calculadora de engenharia executando sequencialmente as operações "hyp" e "tg" ou "cos".

9. Determine o coeficiente de transferência de calor radiante:

al = eр · f (qср, qс) · j [11]

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

Para os dados iniciais aceitos - f (qcr, qc) = 0,23 [5 10-3 (qcr + qc)] 3 = 0,23 [5 10-3 (335 + 296)] 3 = 7,54

Coeficiente de irradiância:

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. Determine a área de superfície do fluxo de calor irradiado:

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

Para os dados iniciais aceitos - Sl = 2 L [(Z -1) · (b + d) + d] +2 H · L · Z = 0,1445 m2

11. Determine a quantidade de calor emitida pela radiação:

Pl = al · Sl (qav - qc) [13]

Para os dados iniciais aceitos - Pl = alSl (qav - qc) = 0,25 0,1445 (344 - 296) = 1,73 W

12. A quantidade total de calor emitida pelo radiador a uma dada temperatura do radiador qр = 353K:

P = Prk + Pl [14]

Para os dados iniciais aceitos - P = Prk + Pl = 127 + 1,73 = 128,7 W.

13. Repetimos os cálculos para a temperatura do dissipador de calor q

p = 313K, e plotamos a característica térmica do radiador calculado em dois pontos. Para este ponto, P = 38W. Aqui, o eixo vertical representa a quantidade de calor emitida pelo radiador.
PR
, e a temperatura horizontal do radiador é
qR
.

Figura 2

A partir do gráfico resultante, determinamos para uma dada potência de 67W, qR

= 328 ° K ou 55 ° C.

14. De acordo com a característica de calor do radiador, determinamos que a uma dada potência PR

= 67W, temperatura do dissipador de calor
qR
= 328,5 ° C Temperatura de superaquecimento do radiador
vocêR
pode ser determinado pela fórmula 2.

É igual a uр = qр - qс = 328 - 296 = 32 ° K.

15. Determine a temperatura do cristal e compare-a com o valor limite definido pelo fabricante

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

Onde:

qR
–
temperatura da base do radiador para um determinado ponto de projeto,

R

- o resultado do cálculo de acordo com a fórmula 14,

r

pc - resistência térmica da caixa do processador - cristal, para esta fonte de calor é 0,003 K / W

r

pr é a resistência térmica da caixa-radiador, para uma dada fonte de calor é 0,1K / W (com pasta condutora de calor).

O resultado obtido está abaixo da temperatura máxima determinada pelo fabricante, e próximo aos dados [L.2] (cerca de 57 ° C). Neste caso, a temperatura de superaquecimento do cristal em relação ao ar ambiente nos cálculos acima é 32 ° C, e em [L.2] 34 ° C.

Em termos gerais, a resistência térmica entre duas superfícies planas ao usar soldas, pastas e adesivos:

r =

d
para
lk-1
·
Scont
-1
[16]

Onde: d

k é a espessura da lacuna entre o radiador e a caixa da unidade resfriada preenchida com material condutor de calor em m,

eupara

- coeficiente de condutividade térmica de um material condutor de calor na lacuna W / (m K),

Scont

É a área da superfície de contato em m2.

O valor aproximado de rcr com aperto suficiente e sem juntas e lubrificantes é

rcr = 2,2 / Scont

Ao usar pastas, a resistência térmica cai cerca de 2 vezes.

16. Compare qpara

com
qantes de
, recebemos um radiador fornecendo
qpara
= 325 ° K, menos
qantes de=
348 ° K, - o radiador dado fornece o modo térmico da unidade com uma margem.

17. Determine a resistência térmica do dissipador de calor calculado:

r =

você
R
/ P (° K / W) [17]

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

Resultados:

O trocador de calor calculado fornece remoção de energia térmica de 67 W a uma temperatura ambiente de até 23 ° C, enquanto a temperatura do cristal de 325 ° K (62 ° C) não excede 348 ° K (75 ° C) permissível para este processador.

O uso de um tratamento especial de superfície para aumentar a produção de energia térmica por meio de radiação em temperaturas de até 50 ° C mostrou-se ineficaz e não pode ser recomendado, pois não compensa os custos.

Gostaria que este material o ajudasse não apenas a calcular e fabricar um trocador de calor moderno de pequeno porte e altamente eficiente, semelhante aos que são amplamente utilizados na tecnologia da computação, mas também a tomar decisões competentes sobre o uso de tais dispositivos em relação às suas tarefas .

Constantes para o cálculo do trocador de calor.

tabela 1

Os valores das constantes para temperaturas intermediárias, em uma primeira aproximação, podem ser obtidos traçando os gráficos das funções para as temperaturas indicadas na primeira coluna.

Apêndice 2.

Cálculo da velocidade de refrigeração do ar do radiador.

A velocidade de movimento do refrigerante durante a convecção forçada em gases:

V = Gv / Sк

Onde: Gv é a taxa de fluxo volumétrico do refrigerante, (para um ventilador 70x70, Sp = 30 cm2, 7 pás, Rem = 2,3 W, w = 3500 rpm, Gv = 0,6-0,8 m3 / min. Ou, na verdade, 0, 2 -0,3 ou V = 2m / seg),

Sк - área da seção transversal do canal livre para passagem.

Considerando que a área de fluxo do ventilador é de 30 cm2, e a área dos canais do radiador é de 22 cm2, a velocidade de sopro de ar é determinada como sendo menor, e será igual a:

V = Gv / S = 0,3 m3

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

Para cálculos, tomamos 2 m / s.

Literatura:

1. Handbook of the CEA designer, org. Por RG Varlamov, M, Soviet radio, 1972;
2. REA designer handbook, sob a direção de RG Varlamov, M, Soviet radio, 1980;
3. https://www.ixbt.com/cpu/, Coolers for Socket 478, Spring-Summer 2002, Vitaly Krinitsin

   , Publicado em 29 de julho de 2002;

4. https://www.ixbt.com/cpu/, Measuring air velocities behind coolers and coolers, Alexander Tsikulin, Alexey Rameykin, Publicado em 30 de agosto de 2002.

preparado em 2003 com base nos materiais L.1 e 2

Sorokin A.D.

Esta técnica pode ser baixada em formato PDF aqui.

Cálculo preciso da produção de calor

Para isso, são utilizados fatores de correção:

• K1 depende do tipo de janela. As janelas bicompartimentadas correspondem a 1, vidros comuns - 1,27, janela tripla - 0,85;
• K2 mostra o grau de isolamento térmico das paredes. Está na faixa de 1 (concreto espumoso) a 1,5 para blocos de concreto e alvenaria em 1,5 tijolos;
• K3 reflete a relação entre a área das janelas e o chão. Quanto mais esquadrias houver, maior será a perda de calor. Em 20% de envidraçamento, o coeficiente é 1 e em 50% aumenta para 1,5;
• K4 depende da temperatura mínima fora do edifício durante a estação de aquecimento. Uma temperatura de -20 ° C é considerada como uma unidade, e então 0,1 é adicionado ou subtraído para cada 5 graus;
• O K5 leva em consideração o número de paredes externas. O coeficiente para uma parede é 1, se houver duas ou três, então é 1,2, quando quatro - 1,33;
• K6 reflete o tipo de quarto localizado acima de um determinado quarto. Se houver um andar residencial no topo, o valor de correção é 0,82, um sótão quente - 0,91, um sótão frio - 1,0;
• K7 - depende da altura do teto. Para uma altura de 2,5 metros, isso é 1,0, e para 3 metros - 1,05.

Quando todos os fatores de correção são conhecidos, a potência do sistema de aquecimento é calculada para cada sala usando a fórmula:

Cálculo térmico de uma sala e de um edifício como um todo, fórmula de perda de calor

Cálculo térmico

Portanto, antes de calcular o sistema de aquecimento da sua casa, você deve descobrir alguns dados que dizem respeito ao próprio edifício.

A partir do projeto da casa, você aprenderá as dimensões das instalações aquecidas - a altura das paredes, a área, o número de aberturas de janelas e portas, bem como suas dimensões. Como a casa está localizada em relação aos pontos cardeais. Esteja ciente das temperaturas médias de inverno em sua área. De que material o próprio edifício é construído?

Atenção especial às paredes externas. Certifique-se de determinar os componentes do piso ao solo, o que inclui a fundação do edifício. O mesmo se aplica aos elementos superiores, ou seja, teto, telhado e lajes.

São estes parâmetros da estrutura que permitem proceder ao cálculo hidráulico. Vamos enfrentá-lo, todas as informações acima estão disponíveis, então não deve haver problemas em coletá-las.

Cálculo abrangente de carga de calor

Além da solução teórica de questões relacionadas às cargas térmicas, uma série de medidas práticas são realizadas durante o projeto. Levantamentos abrangentes de engenharia de calor incluem termografia de todas as estruturas de edifícios, incluindo tetos, paredes, portas, janelas. Graças a este trabalho, é possível determinar e registrar vários fatores que afetam a perda de calor de uma casa ou edifício industrial.

Os levantamentos térmicos fornecem os dados mais confiáveis ​​sobre cargas e perdas de calor para um determinado edifício durante um determinado período de tempo. As medidas práticas permitem demonstrar claramente o que os cálculos teóricos não podem mostrar - áreas problemáticas da estrutura futura.

De tudo o que foi exposto, podemos concluir que os cálculos das cargas térmicas para o abastecimento de água quente, aquecimento e ventilação, semelhantes ao cálculo hidráulico do sistema de aquecimento, são muito importantes e certamente devem ser realizados antes do início do arranjo do o sistema de fornecimento de calor em sua própria casa ou em uma instalação para outra finalidade. Quando a abordagem ao trabalho é feita corretamente, o funcionamento sem problemas da estrutura de aquecimento será garantido e sem nenhum custo extra.

Exemplo de vídeo de cálculo da carga de calor no sistema de aquecimento de um edifício: