Beräkning av en flänsad radiator som ett element i en värmeväxlare med tvungen konvektion.

Konstruktionen och värmeberäkningen av ett värmesystem är ett obligatoriskt steg i uppläggningen av ett hus. Huvuduppgiften för datoraktiviteter är att bestämma de optimala parametrarna för pannan och radiatorsystemet.

Du måste erkänna att det vid första anblicken kan tyckas att bara en ingenjör kan göra en värmeteknikberäkning. Men allt är inte så komplicerat. Att känna till algoritmen för åtgärder kommer att visa sig att självständigt utföra de nödvändiga beräkningarna.

Artikeln beskriver detaljerat beräkningsförfarandet och ger alla nödvändiga formler. För en bättre förståelse har vi förberett ett exempel på termisk beräkning för ett privat hus.

Normer för temperaturregimer i lokaler

Innan du gör några beräkningar av systemets parametrar är det minst nödvändigt att känna till ordningen på de förväntade resultaten, samt att ha tillgängliga standardiserade egenskaper för vissa tabellvärden som måste ersättas i formlerna eller vägledas av dem.

Efter att ha utfört beräkningar av parametrar med sådana konstanter kan man vara säker på tillförlitligheten hos den sökta dynamiska eller konstanta parametern i systemet.

För lokaler för olika ändamål finns referensstandarder för temperaturregimer i bostäder och andra bostäder. Dessa normer är förankrade i de så kallade GOST.

För ett värmesystem är en av dessa globala parametrar rumstemperaturen, som måste vara konstant oavsett säsong och omgivningsförhållanden.

Enligt regleringen av hygienstandarder och regler finns det skillnader i temperatur i förhållande till sommar- och vintersäsongen. Luftkonditioneringssystemet är ansvarigt för temperaturregimen i rummet under sommarsäsongen, principen för dess beräkning beskrivs i detalj i den här artikeln.

Men rumstemperaturen på vintern tillhandahålls av värmesystemet. Därför är vi intresserade av temperaturintervallen och deras toleranser för vintersäsongen.

De flesta regleringsdokument anger följande temperaturintervall som gör det möjligt för en person att vara bekväm i ett rum.

För lokaler av en kontortyp med en yta på upp till 100 m2:

• 22-24 ° C - optimal lufttemperatur;
• 1 ° C - tillåtna fluktuationer.

För kontorslokaler med en yta på mer än 100 m2 är temperaturen 21-23 ° C. För lokaler av industriell typ som inte är bostäder skiljer sig temperaturområdena mycket åt beroende på syftet med lokalerna och de fastställda arbetsskyddsnormerna.

Varje person har sin egen bekväma rumstemperatur. Någon gillar att det är väldigt varmt i rummet, någon är bekväm när rummet är coolt - allt detta är helt individuellt

När det gäller bostadslokaler: lägenheter, privata hus, egendomar etc., finns det vissa temperaturintervall som kan justeras beroende på invånarnas önskemål.

Och ändå, för specifika lokaler för en lägenhet och ett hus, har vi:

• 20-22 ° C - vardagsrum inklusive barnrum, tolerans ± 2 ° С -
• 19-21 ° C - kök, toalett, tolerans ± 2 ° С;
• 24-26 ° C - badrum, dusch, pool, tolerans ± 1 ° С;
• 16-18 ° C - korridorer, korridorer, trappor, förråd, tolerans + 3 ° С

Det är viktigt att notera att det finns flera grundläggande parametrar som påverkar temperaturen i rummet och som du behöver fokusera på när du beräknar värmesystemet: luftfuktighet (40-60%), koncentrationen av syre och koldioxid i luften (250: 1), luftmassans rörelsehastighet (0,13-0,25 m / s) etc.

Värmeöverföringsmekanismer vid beräkning av värmeväxlare

Värmeöverföring utförs genom tre huvudtyper av värmeöverföring. Dessa är konvektion, värmeledning och strålning.

I värmeväxlingsprocesser som fortsätter enligt principerna för mekanismen för värmeledning sker värmeöverföring som en överföring av energin av elastiska vibrationer av molekyler och atomer. Denna energi överförs från en atom till en annan i minskande riktning.

Vid beräkning av parametrarna för värmeöverföring enligt principen om värmeledningsförmåga används Fouriers lag:

För att beräkna värmemängden används data om tidpunkten för flöde, ytarea, temperaturgradient och även värmekonduktivitetskoefficienten. Temperaturgradienten förstås som dess förändring i riktningen för värmeöverföring per längdenhet.

Värmekonduktivitetskoefficienten förstås som värmeöverföringshastigheten, det vill säga mängden värme som passerar genom en ytenhet per tidsenhet.

Alla termiska beräkningar tar hänsyn till att metaller har den högsta värmeledningsförmågan. Olika fasta ämnen har ett mycket lägre förhållande. Och för vätskor är denna indikator som regel lägre än för något av de fasta ämnena.

Vid beräkning av värmeväxlare, där värmeöverföring från ett medium till ett annat går genom väggen, används Fourier-ekvationen också för att erhålla data om mängden överförd värme. Det beräknas som mängden värme som passerar genom ett plan med en oändlig tjocklek :.

Om vi ​​integrerar indikatorerna för temperaturförändringar längs väggtjockleken, får vi

Baserat på detta visar det sig att temperaturen inuti väggen faller enligt lagen om en rak linje.

Konvektionsvärmeöverföringsmekanism: beräkningar

En annan värmeöverföringsmekanism är konvektion. Detta är överföringen av värme i volymer av mediet genom deras ömsesidiga rörelse. I detta fall kallas överföring av värme från mediet till väggen och vice versa, från väggen till arbetsmediet värmeöverföring. För att bestämma mängden värme som överförs används Newtons lag

I denna formel är a värmeöverföringskoefficienten. Med turbulent rörelse av arbetsmediet beror denna koefficient på många ytterligare kvantiteter:

• vätskans fysiska parametrar, särskilt värmekapacitet, värmeledningsförmåga, densitet, viskositet;
• villkoren för att tvätta värmeöverföringsytan med gas eller vätska, särskilt vätskans hastighet, dess riktning;
• rumsliga förhållanden som begränsar flödet (längd, diameter, ytform, dess grovhet).

Följaktligen är värmeöverföringskoefficienten en funktion av många kvantiteter, vilket visas i formeln

Metoden för dimensionell analys gör att man kan härleda ett funktionellt förhållande mellan likhetskriterierna som kännetecknar värmeöverföring i flödets turbulenta natur i jämna, raka och långa rör.

Detta beräknas med formeln.

Värmeöverföringskoefficient vid beräkning av värmeväxlare

Inom kemisk teknik finns det ofta fall av utbyte av termisk energi mellan två vätskor genom en skiljevägg. Värmeväxlingsprocessen går igenom tre steg. Värmeflödet för en steady-state-process förblir oförändrat.

Beräkningen av värmeflöde som passerar från det första arbetsmediet till väggen, sedan genom väggen på värmeöverföringsytan och sedan från väggen till det andra arbetsmediet utförs.

Följaktligen används tre formler för beräkningar:

Som ett resultat av den gemensamma lösningen av ekvationerna får vi

Kvantiteten

och det finns värmeöverföringskoefficienten.

Beräkning av den genomsnittliga temperaturskillnaden

När den erforderliga mängden värme har bestämts med hjälp av värmebalansen är det nödvändigt att beräkna värmeväxlarytan (F).

Vid beräkning av den erforderliga värmeväxlarytan används samma ekvation som i tidigare beräkningar:

I de flesta fall kommer temperaturen på arbetsmediet att förändras under värmeväxlingsprocesserna. Detta innebär att temperaturskillnaden ändras längs värmeväxlarytan. Därför beräknas den genomsnittliga temperaturskillnaden.Och på grund av att temperaturförändringen inte är linjär, beräknas den logaritmiska skillnaden. I motsats till ett rakt genomflöde, med ett motflöde av arbetsmedia, bör den erforderliga ytan på värmeväxlarytan vara mindre. Om både direktflöde och motströmsflöden används i samma värmeväxlarslag, bestäms temperaturskillnaden baserat på förhållandet.

Beräkning av värmeförlust i huset

Enligt termodynamikens andra lag (skolfysik) sker ingen spontan överföring av energi från mindre uppvärmda till mer uppvärmda mini- eller makroobjekt. Ett speciellt fall av denna lag är "strävan" att skapa temperaturjämvikt mellan två termodynamiska system.

Till exempel är det första systemet en miljö med en temperatur på -20 ° C, det andra systemet är en byggnad med en inre temperatur på + 20 ° C. Enligt ovanstående lag kommer dessa två system att sträva efter att balansera genom utbyte av energi. Detta kommer att hända med hjälp av värmeförluster från det andra systemet och kylning i det första.

Det kan sägas otvetydigt att omgivningstemperaturen beror på den latitud där det privata huset ligger. Och temperaturskillnaden påverkar mängden värmeläckage från byggnaden (+)

Värmeförlust betyder ofrivillig frisättning av värme (energi) från något föremål (hus, lägenhet). För en vanlig lägenhet är denna process inte så "märkbar" i jämförelse med ett privat hus, eftersom lägenheten ligger inne i byggnaden och ligger "intill" andra lägenheter.

I ett privat hus ”släpper” värmen ut i en eller annan grad genom ytterväggarna, golvet, taket, fönstren och dörrarna.

Att känna till mängden värmeförlust för de mest ogynnsamma väderförhållandena och egenskaperna hos dessa förhållanden är det möjligt att beräkna värmesystemets kraft med hög noggrannhet.

Så beräknas volymen värmeläckage från byggnaden med följande formel:

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

Qi - volymen av värmeförlust från det enhetliga utseendet på byggnadshöljet.

Varje komponent i formeln beräknas med formeln:

Q = S * ∆T / Rvar

• F - termiska läckor, V;
• S - yta av en specifik typ av struktur, kvm. m;
• ∆T - temperaturskillnad mellan omgivande luft och inomhusluft, ° C;
• R - termisk beständighet av en viss typ av struktur, m2 * ° C / W.

Själva värdet av värmebeständighet för faktiskt existerande material rekommenderas att hämtas från hjälpbord.

Dessutom kan värmebeständighet erhållas med följande förhållande:

R = d / kvar

• R - termiskt motstånd, (m2 * K) / W;
• k - materialets värmeledningsförmåga, W / (m2 * K);
• d Är tjockleken på detta material, m.

I äldre hus med fuktig takkonstruktion uppstår värmeläckage genom byggnadens topp, nämligen genom taket och vinden. Åtgärder för att värma taket eller värmeisoleringen på vindtaket löser detta problem.

Om du isolerar vindutrymmet och taket kan den totala värmeförlusten från huset minskas avsevärt.

Det finns flera andra typer av värmeförluster i huset genom sprickor i strukturer, ett ventilationssystem, en köksfläkt, öppna fönster och dörrar. Men det är ingen mening att ta hänsyn till deras volym, eftersom de utgör högst 5% av det totala antalet värmeläckage.

Termisk bildkontroll av värmenätverket

Beräkningen av värmeförluster i uppvärmningsnät kompletterades med en termisk bildundersökning.

En värmekameraundersökning av ett värmenät hjälper till att upptäcka lokala defekter i rörledningar och värmeisolering för efterföljande reparation eller utbyte.

Värmeisoleringen av rörledningarna med kylvätskan är skadad. Den maximala temperaturen i öppna områden var 59,3 ° C

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska. Den maximala temperaturen i öppna områden var 54,5 ° C

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska. Den maximala temperaturen i öppna områden var 56,2 ° C

Värmeisoleringen av rörledningarna med kylvätskan är skadad.Den maximala temperaturen i öppna områden var 66,3 ° C

Öppna rörledningar utan isolering.

Öppna rörledningar utan isolering.

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska.

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska. Den maximala temperaturen i öppna områden var 62,5 ° C

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska. Den maximala temperaturen i öppna områden var 63,2 ° C

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska. Den maximala temperaturen i öppna områden var 63,8 ° C

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska. Den maximala temperaturen i öppna områden var 66,5 ° C

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska. Den maximala temperaturen i öppna områden var 63,5 ° C

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska. Maximal temperatur i öppna områden var 69,5 ° C

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska. Den maximala temperaturen i öppna områden var 62,2 ° C

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska. Den maximala temperaturen i öppna områden var 52,0 ° C

Öppna rörledningar utan isolering. Den maximala temperaturen i öppna områden var 62,4 ° C

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska under påverkan av miljön.

Lär dig mer om kartläggningen av vattenförsörjningssystem.

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska under påverkan av miljön.

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska. Den maximala temperaturen i öppna områden var 67,6 ° C

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska. Den maximala temperaturen i öppna områden var 58,8 ° C

Delvis förstöring av värmeisolering av rörledningar med kylvätska under påverkan av miljön.

Bestämning av pannkraft

För att bibehålla temperaturskillnaden mellan omgivningen och temperaturen inuti huset behövs ett autonomt värmesystem som bibehåller önskad temperatur i varje rum i ett privat hus.

Grunden för värmesystemet är olika typer av pannor: flytande eller fast bränsle, el eller gas.

Pannan är den centrala delen av värmesystemet som genererar värme. Pannans huvudegenskap är dess effekt, nämligen omvandlingshastigheten för värmemängden per tidsenhet.

Efter att ha gjort beräkningar av värmebelastningen för uppvärmning kommer vi att få den erforderliga nominella effekten för pannan.

För en vanlig flerrumslägenhet beräknas pannans effekt genom området och specifik effekt:

Rkotla = (Sroom * Rudelnaya) / 10var

• S-rum- den totala ytan för det uppvärmda rummet;
• Rudellnaya- effekttäthet i förhållande till klimatförhållandena.

Men denna formel tar inte hänsyn till värmeförluster, som är tillräckliga i ett privat hus.

Det finns en annan relation som tar hänsyn till denna parameter:

Р-panna = (Qloss * S) / 100var

• Rkotla- pannkraft;
• Qloss- värmeförlust;
• S - uppvärmt område.

Pannans märkeffekt måste ökas. Lagret är nödvändigt om du planerar att använda pannan för uppvärmning av vatten till badrummet och köket.

I de flesta värmesystem för privata hus rekommenderas att man använder en expansionsbehållare där en kylvätsketillförsel kommer att lagras. Varje privat hus behöver varmvattenförsörjning

För att försörja pannans effektreserv måste säkerhetsfaktorn K läggas till den sista formeln:

Р-panna = (Qloss * S * K) / 100var

TILL - kommer att vara lika med 1,25, det vill säga den beräknade pannkraften kommer att ökas med 25%.

Således gör pannans kraft det möjligt att bibehålla standardlufttemperaturen i byggnadens rum, samt att ha en initial och ytterligare volym varmvatten i huset.

Kort beskrivning av värmenätet

För att täcka värmebelastningen används ett produktions- och värmepannhus, vars huvudsakliga bränsle är naturgas.

Pannrum genererar

• ånga för tekniska behov - året runt
• varmvatten för värmebehov - under värmesäsongen och
• varmvattenförsörjning - året runt.
• Projektet ger drift av uppvärmningsnätet enligt ett temperaturschema på 98/60 grader. MED.

Kopplingsschemat för värmesystemet är beroende.

Uppvärmningsnät, som tillhandahåller värmeöverföring för att värma hela byn och varmvattenförsörjning av dess högra del, installeras ovan mark och under jord.

Värmenätet är förgrenat, återvändsgränd.

Uppvärmningsnätet togs i drift 1958. Byggandet fortsatte fram till 2007.

Värmeisolering gjort

• mattor av 50 mm tjockt glasull, med ett täcklager av rullmaterial,
• strängsprutat polystyrenskum typ TERMOPLEX 40 mm tjockt, med ett täckande lager av galvaniserat ark och expanderad polyeten 50 mm tjock.

Under operationen reparerades vissa delar av värmenätet med byte av rörledningar och värmeisolering.

Funktioner i valet av radiatorer

Radiatorer, paneler, golvvärmesystem, konvektorer etc. är standardkomponenter för att ge värme i ett rum. De vanligaste delarna av ett värmesystem är radiatorer.

Kylflänsen är en speciell ihålig modulstruktur av legering med hög värmeavledning. Den är tillverkad av stål, aluminium, gjutjärn, keramik och andra legeringar. Principen för driften av en värmeradiator reduceras till strålningen av energi från kylvätskan in i rummet genom "kronbladen".

En värmeelement av aluminium och bimetall har ersatt massiva radiatorer av gjutjärn. Enkel produktion, hög värmeavledning, bra konstruktion och design har gjort den här produkten till ett populärt och utbrett verktyg för att utstråla värme inomhus.

Det finns flera metoder för att beräkna värmestrålare i ett rum. Listan över metoder nedan sorteras i ordning för ökad beräkningsnoggrannhet.

Beräkningsalternativ:

1. Efter område... N = (S * 100) / C, där N är antalet sektioner, S är arean i rummet (m2), C är värmeöverföringen för en sektion av kylaren (W, tagen från passet eller produktcertifikat), 100 W är mängden värmeflöde, vilket är nödvändigt för uppvärmning av 1 m2 (empiriskt värde). Frågan uppstår: hur tar man hänsyn till takets höjd på rummet?
2. I volym... N = (S * H ​​* 41) / C, där N, S, C - på liknande sätt. H är rummets höjd, 41 W är den mängd värmeflöde som krävs för att värma 1 m3 (empiriskt värde).
3. Med odds... N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C, där N, S, C och 100 är lika. k1 - med hänsyn till antalet kamrar i glasenheten i fönstret i rummet, k2 - värmeisolering av väggarna, k3 - förhållandet mellan fönstrets yta och rummet, k4 - den genomsnittliga temperaturen under nollpunkten under den kallaste vintern, k5 - antalet ytterväggar i rummet (som "går ut" till gatan), k6 - typ av rum på toppen, k7 - takhöjd.

Detta är det mest exakta sättet att beräkna antalet sektioner. Naturligtvis avrundas fraktionerade beräkningsresultat alltid till nästa heltal.

Allmänna bestämmelser

Varje enkel beräkningsmetod har ett ganska stort fel. Ur praktisk synvinkel är det dock viktigt för oss att säkerställa en garanterad tillräcklig värmeeffekt. Om det visar sig vara mer nödvändigt även på toppen av vinterkylan, så vad?

I en lägenhet där värme betalas per område, värker inte benvärmen; och reglering av gasreglage och termostatregulatorer är inte något mycket sällsynt och oåtkomligt.

När det gäller ett privat hus och en privat panna är priset på ett kilowatt värme väl känt för oss, och det verkar som att överskottsvärme kommer att slå din ficka. I praktiken är detta dock inte fallet. Alla moderna gas- och elpannor för uppvärmning av ett privat hus är utrustade med termostater som reglerar värmeöverföringen beroende på temperaturen i rummet.

Termostaten förhindrar att pannan slösar bort överflödig värme.

Även om vår beräkning av värmeelementens effekt ger ett betydande fel i stort, riskerar vi bara kostnaden för några ytterligare sektioner.

Förresten: förutom de genomsnittliga vintertemperaturerna förekommer extrema frost varannan år.

Det finns en misstanke om att de på grund av globala klimatförändringar kommer att inträffa allt oftare, så var inte rädda för att göra ett stort misstag vid beräkning av värmeradiatorer.

Hydraulisk beräkning av vattenförsörjningen

Naturligtvis kan "bilden" av att beräkna värme för uppvärmning inte vara komplett utan att beräkna sådana egenskaper som värmebärarens volym och hastighet. I de flesta fall är kylvätskan vanligt vatten i flytande eller gasformigt tillstånd.

Det rekommenderas att beräkna värmebärarens verkliga volym genom summering av alla håligheter i värmesystemet. När du använder en krets med en krets är detta det bästa alternativet. När du använder dubbla kretspannor i värmesystemet är det nödvändigt att ta hänsyn till förbrukningen av varmt vatten för hygieniska och andra hushållsändamål.

Beräkningen av volymen vatten som värms upp av en dubbelkretspanna för att förse invånarna med varmvatten och värmer kylvätskan görs genom att summera värmekretsens interna volym och användarnas verkliga behov i uppvärmt vatten.

Volymen varmvatten i värmesystemet beräknas med formeln:

W = k * Pvar

• W - värmebärarens volym;
• P - värmepannaeffekt;
• k - effektfaktor (antalet liter per effektenhet är 13,5, intervall - 10-15 liter).

Som ett resultat ser den slutliga formeln så här ut:

W = 13,5 * P

Uppvärmningsmediets flödeshastighet är den slutliga dynamiska bedömningen av uppvärmningssystemet, vilket karakteriserar vätskans cirkulationshastighet i systemet.

Detta värde hjälper till att uppskatta rörledningens typ och diameter:

V = (0,86 * P * μ) / ∆Tvar

• P - pannkraft;
• μ - pannans effektivitet;
• ∆T - temperaturskillnaden mellan tillförselvattnet och returvattnet.

Med hjälp av ovanstående metoder för hydraulisk beräkning kommer det att vara möjligt att få verkliga parametrar, som är "grunden" för det framtida värmesystemet.

Om val och termisk beräkning av värmeenheter

Ett antal frågor diskuterades vid rundabordskonferensen, till exempel skapandet av ett verifieringssystem för konstruktionssystem av byggnader och konstruktioner, efterlevnad av tillverkare, leverantörer och detaljhandelskedjor med kraven för att skydda konsumenternas rättigheter, obligatorisk testning av uppvärmningsanordningar med obligatorisk indikation av villkoren för testutrustning, utveckling av designregler och användning av värmeapparater. Under diskussionen noterades återigen den otillfredsställande driften av instrumenten.

I detta avseende vill jag notera att den otillfredsställande driften av värmesystemet kan bedömas inte bara av värmeenheter... Anledningen är också möjlig i de sänkta värmetekniska data (jämfört med konstruktionsdata) för ytterväggarna, fönstren, beläggningarna och i tillförseln av vatten till värmesystemet med reducerad temperatur. Allt detta bör återspeglas i materialen för en omfattande bedömning av värmesystemets tekniska tillstånd.

Den faktiska värmeöverföringen av uppvärmningsanordningar kan av olika skäl vara mindre än den som krävs. För det första är uppvärmningsanordningar separerade från olika typer av lokaler genom dekorativa staket, gardiner och möbler. För det andra, bristande efterlevnad av kraven i reglerna för teknisk drift av värmesystem [1].

Enhetens värmeavledning påverkas till exempel av färgens sammansättning och färg. Minskar värmeöverföringen och radiatorerna i nischer.

Metoden för termisk beräkning av värmeenheter, som ges i den välkända designerns handbok [2], är för närvarande ogiltig av flera anledningar.

För närvarande väljs uppvärmningsanordningar ofta utifrån värdet på dess nominella värmeflöde, det vill säga utan att ta hänsyn till den komplexa koefficienten för att få det nominella värmeflödet till verkliga förhållanden, beroende på värmesystemet (enrörs eller tvårörs ), kylvätskans och luftens temperatur i rummet, vars värde som regel är mindre än 1. Arbetet presenterar den rekommenderade termiska beräkningen av moderna apparater [3].

Valet av anordningar består i att bestämma antalet sektioner av en hopfällbar radiator eller typen av en icke-hopfällbar radiator eller konvektor, vars yttre värmeöverföringsyta måste säkerställa överföring av åtminstone erforderligt värmeflöde till rummet ( Figur 1).

Beräkningen utförs vid kylvätskans temperatur före och efter värmaren (i bostads- och offentliga byggnader används som regel vatten eller icke-frysande vätska), varvid värmeförbrukningen i rummet Qnom motsvarar den beräknade värmen underskott i det, hänvisat till en värmeenhet, vid den beräknade uteluftstemperaturen [fyra].

Det beräknade antalet sektioner av hopfällbara radiatorer med tillräcklig noggrannhet kan bestämmas med följande formel:

Typ och längd för icke-separerbara radiatorer och konvektorer bör bestämmas utifrån villkoret att deras nominella värmeflöde Qpom inte ska vara mindre än den beräknade värmeöverföringen Qopr:

där Qopr är den beräknade termiska effekten hos värmaren, W; qsecr är den beräknade värmeflödestätheten för en sektion av anordningen, W; Qtr är den totala värmeöverföringen av stigarrören och anslutningarna, som ligger öppet i lokalen, relaterat till värmeenheten, W; β är en koefficient som tar hänsyn till installationsmetoden, placeringen av värmaren [2, 3] (när du till exempel installerar enheten är den öppen nära ytterväggen β = 1, om det finns en skärm framför enheterna med slitsar i den övre delen β = 1.4, och när de ligger i konvektorn i golvstrukturen når koefficientens värde 2); β1 - koefficient med hänsyn till förändringen i värmeöverföring från kylaren beroende på antalet sektioner eller enhetens längd, β1 = 0,95-1,05; b - koefficient med hänsyn till atmosfärstryck, b = 0,95-1,015; qв och qr - värmeöverföring på 1 m vertikala och horisontella öppet läggda rör [W / m], tagna för oisolerade och isolerade rör enligt tabellen. 1 [2, 3]; lw och lg - längden på vertikala och horisontella rör inom lokalerna, m; qnom och Qnom - den nominella värmeflödestätheten för en sektion av en hopfällbar eller motsvarande typ av icke-hopfällbar uppvärmningsanordning, som anges i [3], i rekommendationerna från laboratoriet för värmeenheter "NIisantekhniki" (LLC "Vitaterm") och i katalogerna över apparattillverkare, med en skillnad i medeltemperaturen för kylvätskan och rumsluften Δtav lika med 70 ° C, och med en vattenflödeshastighet på 360 kg / h i enheten; Δtav och Gpr - faktisk temperaturskillnad 0,5 (tg + till) - tv och kylvätskeflöde [kg / h] i enheten; n och p är experimentella numeriska indikatorer som tar hänsyn till ändringen i enhetens värmeöverföringskoefficient vid de faktiska värdena för den genomsnittliga temperaturskillnaden och kylvätskans flödeshastighet, liksom typen och schemat för anslutning av anordning till värmesystemets rör, antagen enligt [3] eller enligt rekommendationerna från laboratoriet för värmeenheter "NIIsantekhniki"; tg, to och tв - de beräknade värdena på kylvätskans temperaturer före och efter anordningen och luften i det givna rummet, ° C; Kopotn är en komplex koefficient för att få det nominella värmeflödet till verkliga förhållanden.

När du väljer typ av uppvärmningsanordning [4] bör man komma ihåg att dess längd i byggnader med höga sanitära krav bör vara minst 75%, i bostäder och andra offentliga byggnader - minst 50% av takfönstrets längd

Den beräknade flödeshastigheten för värmemediet som passerar genom värmaren [kg / h] kan bestämmas med formeln:

Värdet på Qpom motsvarar här den värmebelastning som tilldelats en värmeenhet (när det finns två eller fler av dem i rummet).

När man väljer typ av uppvärmningsanordning [4] bör man komma ihåg att dess längd i byggnader med ökade hygienkrav (sjukhus, förskolan, skolor, äldre- och handikapphem) bör vara minst 75%. i bostäder och andra offentliga byggnader - inte mindre än 50% av ljusöppningens längd.

Exempel på val av värmeenheter

Exempel 1. Bestäm önskat antal sektioner av MC-140-M2-kylaren, installerad utan en skärm under fönsterbrädan i ett 1,5 X 1,5 m fönster, om känt: värmesystemet är tvårörs, vertikalt, rörläggning är öppen, nominell vertikala rör (stigare) diametrar inom lokalen 20 mm, horisontella (anslutningar till kylaren) 15 mm, den beräknade värmeförbrukningen Qpom i rummet nr 1 är 1000 W, den beräknade tilluftstemperaturen tg och returvattnet är lika till 95 och 70 ° C, rumstemperaturen tв = 20 ° C, anordningen är ansluten med "top-down" -schemat, längden på de vertikala lw- och horisontella lg-rören är 6 respektive 3 m. Det nominella värmeflödet för en sektion qnom är 160 W.

Beslut.

1. Vi hittar flödeshastigheten för vatten Gpr som passerar genom kylaren:

Indikatorerna n och p är 0,3 respektive 0,02; P = 1,02, P1 = 1 och b = 1.

2. Hitta temperaturskillnaden Δtav:

3. Vi hittar värmeöverföringen av rör Qtr, med hjälp av tabellerna för värmeöverföring av öppet lagt vertikala och horisontella rör:

4. Bestäm antalet sektioner Npr:

Fyra sektioner bör accepteras för installation. Kylarlängden på 0,38 m är dock mindre än hälften av fönsterstorleken. Därför är det mer korrekt att installera en konvektor, till exempel "Santekhprom Auto". Indexen n och p för konvektorn tas lika med 0,3 respektive 0,18.

Den beräknade värmeöverföringen för konvektorn Qopr finns med formeln:

Vi accepterar en konvektor "Santekhprom Auto" typ KSK20-0.918kA med ett nominellt värmeflöde Qnom = 918 W. Längden på konvektorhöljet är 0,818 m.

Exempel 2. Bestäm det önskade antalet MC-140-M2-kylarsektioner vid den beräknade tilluftstemperaturen tg och återgå till lika med 85 och 60 ° C. Resten av de ursprungliga uppgifterna är desamma.

Beslut.

I detta fall: Atav = 52,5 ° C; värmeöverföring av rör kommer att vara

Sex delar accepteras för installation. Ökningen av det erforderliga antalet kylarsektioner i det andra exemplet orsakas av en minskning av de beräknade flödes- och returtemperaturerna i värmesystemet.

Enligt beräkningar (exempel 5) kan en väggmonterad konvektor "Santechprom Super Auto" med ett nominellt värmeflöde på 3070 W accepteras för installation. Som ett exempel - en konvektor KSK 20-3070k med medeldjup med en vinklad ventilkropp av stål KTK-U1 och med en stängningssektion. Konvektorhöljeslängd 1273 mm, total höjd 419 mm

Kylarens längd på 0,57 m är mindre än hälften av fönsterstorleken. Därför bör du installera en kylare av lägre höjd, till exempel av typen MC-140-300, vars nominella värmeflöde för en sektion varav qnom är 0,12 kW (120 W).

Vi hittar antalet sektioner med följande formel:

Vi accepterar åtta sektioner för installation. Kylaren är 0,83 m lång, vilket är mer än hälften av fönsterstorleken.

Exempel 3 Bestäm det nödvändiga antalet sektioner av MC-140-M2-kylaren, installerad under fönsterbrädor utan en skärm med två fönster som mäter 1,5 X 1,5 m med en vägg, om känt: värmesystemet är tvårörs, vertikalt, öppet rörläggning , nominella diametrar på vertikala rör i rummet 20 mm, horisontella (anslutningar före och efter kylaren) 15 mm, den beräknade värmeförbrukningen i rummet Qpom är 3000 W, de beräknade temperaturerna för tillförsel tg och returvatten är 95 och 70 ° C, är lufttemperaturen i rummet tв = 20 ° C, anslutningen av enheten

enligt schemat "uppifrån och ned" är längden på de vertikala lw- och horisontella lg-rören 6 respektive 4 m. Nominellt värmeflöde för en sektion qnom = 0,16 kW (160 W). Beslut.

1. Bestäm flödeshastigheten för vatten Gpr som passerar genom två radiatorer:

Indikatorerna n och p är 0,3 respektive 0,02; P = 1,02, P1 = 1 och b = 1.

2. Hitta temperaturskillnaden Δtav:

3. Vi hittar värmeöverföringen av rör Qtr med hjälp av tabellerna för värmeöverföring av öppet lagt vertikala och horisontella rör:

4. Bestäm det totala antalet sektioner Npr:

Vi accepterar för installation två radiatorer med 9 och 10 sektioner.

Exempel 4. Bestäm det erforderliga antalet MC-140-M2-kylarsektioner vid den beräknade tilluftstemperaturen tg, och omvänd till, lika med 85 och 60 ° C. Resten av de ursprungliga uppgifterna är desamma.

Beslut.

I detta fall: Atav = 52,5 ° C; värmeöverföring av rör kommer att vara:

Vi accepterar för installation två radiatorer med 12 sektioner.

Exempel 5. Bestäm vilken typ av konvektor vid konstruktionstillförselvattentemperaturerna tp och återgå till, lika med 85 och 60 ° C, och den beräknade värmeförbrukningen i rummet Qpom, lika med 2000 W. Resten av de ursprungliga uppgifterna visas i exempel 3: n = 0,3, p = 0,18.

I detta fall: Atav = 52,5 ° C; värmeöverföring av rör kommer att vara:

Sedan

Det är möjligt att för installation acceptera en väggmonterad konvektor "Santekhprom Super Auto" med ett nominellt värmeflöde på 3070 W. Konvektor KSK 20-3070k av medeldjup, som exempel, med en vinklad ventilkropp av stål KTK-U1 och med en stängningssektion. Längden på konvektorhöljet är 1273 mm, den totala höjden är 419 mm.

Det är också möjligt att installera en KS20-3030-konvektor tillverkad av NBBK LLC med ett nominellt värmeflöde på 3030 W och en höljelängd på 1327 mm.

Exempel på termisk design

Som ett exempel på värmeberäkning finns det ett vanligt hus med 1 våning med fyra vardagsrum, ett kök, ett badrum, en "vinterträdgård" och tvättstugor.

Grunden är gjord av en monolitisk armerad betongplatta (20 cm), ytterväggarna är betong (25 cm) med gips, taket är av träbjälkar, taket är metall och mineralull (10 cm)

Låt oss ange de ursprungliga parametrarna för huset, nödvändiga för beräkningarna.

Byggnadsmått:

• golvhöjd - 3 m;
• litet fönster på fram- och baksidan av byggnaden 1470 * 1420 mm;
• stort fasadfönster 2080 * 1420 mm;
• entrédörrar 2000 * 900 mm;
• bakdörrar (utgång till terrassen) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Byggnadens totala bredd är 9,5 m2, längden är 16 m2. Endast vardagsrum (4 st.), Badrum och kök värms upp.

För att exakt beräkna värmeförlusten på väggarna från ytan av ytterväggarna måste du subtrahera området för alla fönster och dörrar - detta är en helt annan typ av material med sin egen termiska motståndskraft

Vi börjar med att beräkna områdena för homogena material:

• golvyta - 152 m2;
• takyta - 180 m2, med hänsyn till vindhöjden på 1,3 m och löpbredden - 4 m;
• fönsteryta - 3 * 1,47 * 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m2;
• dörryta - 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m2.

Ytterväggarnas yta blir 51 * 3-9.22-7.4 = 136.38 m2.

Låt oss gå vidare till att beräkna värmeförlusten för varje material:

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

Och även Qwall motsvarar 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546. Summan av alla värmeförluster kommer att vara 19628,4 W.

Som ett resultat beräknar vi pannkraften: Р-panna = 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.

Vi beräknar antalet kylarsektioner för ett av rummen. För alla andra är beräkningarna desamma. Till exempel är ett hörnrum (vänster, nedre hörn av diagrammet) 10,4 m2.

Därför är 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.

Detta rum kräver 9 delar av en värmeradiator med en värmeeffekt på 180 W.

Vi vänder oss till att beräkna mängden kylvätska i systemet - W = 13,5 * P = 13,5 * 21 = 283,5 liter. Detta innebär att kylvätskans hastighet blir: V = (0,86 * P * μ) / ∆T = (0,86 * 21000 * 0,9) /20=812,7 liter.

Som ett resultat kommer en fullständig omsättning av hela kylvolymen i systemet att motsvara 2,87 gånger per timme.

Ett urval av artiklar om termisk beräkning hjälper till att bestämma de exakta parametrarna för elementen i värmesystemet:

1. Beräkning av ett huss värmesystem: regler och beräkningsexempel
2. Termisk beräkning av en byggnad: detaljer och formler för att utföra beräkningar + praktiska exempel

Beräkning av en flänsad radiator som ett element i en värmeväxlare med tvungen konvektion.

En teknik presenteras med ett exempel på en Intel Pentium4 Willamette 1,9 GHz-processor och en B66-1A-kylare tillverkad av ADDA Corporation, som beskriver förfarandet för beräkning av lamellradiatorer som är utformade för att kyla värmegenererande element av elektronisk utrustning med tvungen konvektion och platt termiska kontaktytor med en effekt på upp till 100 W. Tekniken möjliggör praktisk beräkning av moderna högpresterande småstora enheter för värmeavlägsnande och applicera dem på hela spektrumet av radioelektroniska enheter som behöver kylas.

Parametrar som anges i de ursprungliga uppgifterna:

P

= 67 W, effekten som försvinner av det kylda elementet;

qmed

= 296 ° K, temperaturen på mediet (luft) i grader Kelvin;

qinnan

= 348 ° K, kristallens begränsande temperatur;

qR

= nn ° K, medeltemperaturen på kylflänsbasen (beräknad under beräkningen);

H

= 3 10-2 m, höjd på kylflänsen i meter;

d

= 0,8 10-3 m, ribbtjocklek i meter;

b

= 1,5 10-3 m, avståndet mellan revbenen;

lm

= 380 W / (m ° K), värmekonduktivitetskoefficient för kylarmaterialet;

L

= 8,3 10-2 m, storleken på kylaren längs kanten i meter;

B

= 6,9 10-2 m, storleken på kylaren över fenorna;

MEN

= 8 10-3 m, tjockleken på kylarbasen;

V

³ 2 m / s, lufthastighet i radiatorkanalerna;

Z

= 27, antalet kylarflänsar;

uR

= nn K, överhettningstemperaturen för kylflänsbasen, beräknas under beräkningen;

eR

= 0,7, kylarens svarta grad.

Det antas att värmekällan är belägen i mitten av kylaren.

Alla linjära dimensioner mäts i meter, temperatur i Kelvin, effekt i watt och tid i sekunder.

Radiatorns utformning och parametrar som krävs för beräkningar visas i figur 1.

Bild 1.

Beräkningsförfarande.

1. Bestäm den totala tvärsnittsarean för kanalerna mellan ribborna med formeln:

Sк = (Z - 1) · b · H [1]

För accepterade initialdata - Sk = (Z - 1) b H = (27-1) 1,5 10-3 3 10-2 = 1,1 10-3 m2

För en central installation av fläkten kommer luftflödet ut genom de två ändytorna och tvärsnittsarean för kanalerna fördubblas till 2,2 10-3 m2.

2. Vi ställer in två värden för temperaturen på kylaren och utför beräkningen för varje värde:

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

Härifrån bestäms överhettningstemperaturen för kylarbasen. uR

när det gäller miljön.

uр = qр - qс [2]

För den första punkten, uр = 57 ° K, för den andra, uр = 17 ° K.

3. Bestäm temperaturen q

krävs för att beräkna kriterierna Nusselt (Nu) och Reynolds (Re):

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

Var: qmed
–
omgivande lufttemperatur, miljö,

V

- lufthastighet i kanalerna mellan revbenen, i m / s;

Still

- kanalernas totala tvärsnittsarea mellan ribborna, i m2,

r

- lufttäthet vid temperatur
q
Ons, i kg / m3,

q

cf = 0,5 (
qp +qmed)
;

CR

- luftens värmekapacitet vid temperatur
q
Ons, i J / (kg x ° K);

P

- den effekt som kylaren släpper ut.

För accepterade initialdata - 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)

* Värdet för en viss finnradiator med central fläktinstallation, V

från beräkningar 1,5 - 2,5 m / s (se bilaga 2), från publikationer [L.3] cirka 2 m / s. För korta expanderande kanaler, som Golden Orb-kylaren, kan kylhastigheten nå 5 m / s.

4. Bestäm värdena för Reynolds och Nusselt-kriterierna som krävs för att beräkna värmeöverföringskoefficienten för kylflänsarna:

Re = V · L / n [4]

Var: n

- koefficient för kinematisk viskositet hos luft vid
qmed,m2/med
från bilaga 1, tabell 1.

För accepterade initialdata - Re = VL / n = 2 8,3 10-2 / 15,8 10-6 = 1,05 104

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

För accepterade initiala data - Nu = 0,032 Re 0,8 = 0,032 (2,62 104) 0,8 = 52,8

5. Bestäm koefficienten för konvektiv värmeöverföring för kylflänsarna:

atill
=Nu·lpå/
L W / (m
2
K) [6]

Var, l

- värmekonduktivitetskoefficient för luft (W / (m deg)), vid
qmed
från bilaga 1, tabell 1.

För accepterade initiala data - ak = Nu · lv / L = 52,8 · 2,72 10-2 / 8,3 10-2 = 17,3

6. Bestäm hjälpkoefficienter:

m = (2 · ak / lm · d) 1/2 [7]

vi bestämmer värdet på mh och tangenten för den hyperboliska th (mh).

För accepterade initialdata - m = (2 ak / lm d) 1/2 = (2 17,3 / (380 0,8 10-3)) 1/2 = 10,6

För accepterade initialdata - m · H = 10,6 · 3 10-2 = 0,32; th (mH) = 0,31

7. Bestäm mängden värme som avges av konvektion från kylarflänsarna:

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

Var: Z

- antal revben

lm

= värmekonduktivitetskoefficient för kylarmetallen, W / (m
·
° K);

m

- se formel 7;

SR

- kylarflänsens tvärsnittsarea, m2,

Sр = L · d [9]

uR

- överhettningstemperatur på kylarbasen.

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

Prk = Z · lm · m · Sр · ur · th (m · H) = 27 · 380 · 10,6 · 6,6 10-5 · 57 · 0,31 = 127 W.

8. Bestäm medeltemperaturen på kylarflänsen:

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

Var: ch
(mH)
- cosinus är hyperboliskt.

För accepterade initiala data - qср = (qр / 2) [1 + 1 / ch (m · H)] = (353/2) [1 + 1 / 1.05] = 344 ° K (71 ° С)

* Storleken på tangenten och cosinus för hyperbolik beräknas på en ingenjörsräknare genom att sekventiellt utföra "hyp" och "tg" eller "cos" operationerna.

9. Bestäm värmeöverföringskoefficienten:

al = eр · f (qср, qс) · j [11]

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

För accepterade initialdata - f (qcr, qc) = 0,23 [5 10-3 (qcr + qc)] 3 = 0,23 [5 10-3 (335 + 296)] 3 = 7,54

Bestrålningskoefficient:

j = b / (b + 2h)

j = b / (b + 2H) = 1,5 10-3 / (1,5 10-3 + 3 10-2) = 0,048

al = eрf (qav, qs) j = 0,7 x 7,54 x 0,048 = 0,25 W / m2 K

10. Bestäm ytan för det utstrålande värmeflödet:

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

För accepterade initiala data - Sl = 2 L [(Z -1) · (b + d) + d] +2 H · L · Z = 0,1445 m2

11. Bestäm mängden värme som avges genom strålning:

Pl = al · Sl (qav - qc) [13]

För accepterade initialdata - Pl = alSl (qav - qs) = 0,25 0,1445 (344 - 296) = 1,73 W

12. Den totala mängden värme som avges av kylaren vid en given radiatortemperatur qр = 353K:

P = Prk + Pl [14]

För accepterade initialdata - P = Prk + Pl = 127 + 1,73 = 128,7 W.

13. Vi upprepar beräkningarna för kylflänsens temperatur q

p = 313K, och vi plottar den termiska karakteristiken för den beräknade radiatorn vid två punkter. För denna punkt är P = 38W. Här representerar den vertikala axeln mängden värme som avges av kylaren.
PR
, och kylarens horisontella temperatur är
qR
.

figur 2

Från den resulterande grafen bestämmer vi för en given effekt på 67W, qR

= 328 ° K eller 55 ° C.

14. Enligt värmekarakteristiken för kylaren bestämmer vi att vid en given effekt PR

= 67W, kylflänsens temperatur
qR
= 328,5 ° C Kylarens överhettningstemperatur
uR
kan bestämmas med formel 2.

Det är lika med uр = qр - qс = 328-296 = 32 ° K.

15. Bestäm kristallens temperatur och jämför den med det gränsvärde som tillverkaren ställer in

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

Var:

qR
–
temperaturen på kylarens bas för en given designpunkt,

R

- resultatet av beräkningen enligt formel 14,

r

pc - värmebeständighet hos processorhöljet - kristall, för denna värmekälla är 0,003 K / W

r

pr - värmebeständigheten hos höljets radiator, för en given värmekälla är lika med 0,1K / W (med värmeledande pasta).

Det erhållna resultatet ligger under den maximala temperatur som bestäms av tillverkaren och ligger nära data [L.2] (cirka 57 ° C). I detta fall är temperaturen för överhettning av kristallen i förhållande till den omgivande luften i ovanstående beräkningar 32 ° C och i [L.2] 34 ° C.

Generellt sett är värmebeständigheten mellan två plana ytor vid användning av säljare, klister och lim:

r =

d
till
lk-1
·
Scont
-1
[16]

Var: d

k är tjockleken på gapet mellan kylaren och höljet för den kylda enheten fylld med värmeledande material i m,

ltill

- värmekonduktivitetskoefficient för ett värmeledande material i gapet W / (m K),

Sforts

Är kontaktytans yta i m2.

Det ungefärliga värdet av RCR med tillräcklig åtdragning och utan packningar och smörjmedel är

rcr = 2.2 / Scont

När du använder pasta sjunker värmemotståndet med cirka 2 gånger.

16. Jämför qtill

med
qinnan
, vi fick en radiator som tillhandahåller
qtill
= 325 ° K, mindre
qinnan=
348 ° K, - den givna kylaren ger enhetens termiska läge en marginal.

17. Bestäm värmebeständigheten för den beräknade kylflänsen:

r =

u
R
/ P (° K / W) [17]

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

Resultat:

Den beräknade värmeväxlaren ger bort värmeeffekt på 67 W vid en omgivningstemperatur på upp till 23 ° C, medan kristalltemperaturen på 325 ° K (62 ° C) inte överstiger 348 ° K (75 ° C) tillåten för denna processor.

Användningen av en speciell ytbehandling för att öka effekten av termisk effekt genom strålning vid temperaturer upp till 50 ° C visade sig vara ineffektiv och kan inte rekommenderas, eftersom betalar inte kostnaderna.

Jag skulle vilja att detta material hjälper dig att inte bara beräkna och tillverka en modern liten högeffektiv värmeväxlare, liknande de som används i stor utsträckning inom datorteknik, utan också fatta kompetent beslut om användningen av sådana enheter i förhållande till dina uppgifter .

Konstanter för beräkning av värmeväxlaren.

bord 1

Värdena för konstanterna för mellanliggande temperaturer, i en första approximation, kan erhållas genom att plotta diagrammen över funktionerna för temperaturerna som anges i den första kolumnen.

Bilaga 2.

Beräkning av rörelseshastigheten för luftkylning av kylaren.

Kylvätskans rörelsehastighet under tvångskonvektion i gaser:

V = Gv / Sк

Var: Gv är kylvätskans volymflöde, (för en 70x70 fläkt, Sp = 30 cm2, 7 blad, Rem = 2,3 W, w = 3500 rpm, Gv = 0,6-0,8 m3 / min. Eller faktiskt 0, 2 -0,3 eller V = 2m / sek),

Sк - kanal tvärsnittsarea fri för passage.

Med tanke på att fläktens flödesarea är 30 cm2 och att radiatorkanalerna är 22 cm2, bestäms luftblåshastigheten att vara lägre och kommer att vara lika med:

V = Gv / S = 0,3 m3

/ min / 2.2 10
-3
m
2
= 136 m / min = 2,2 m / s.

För beräkningar tar vi 2 m / s.

Litteratur:

1. Handbok för designern REA, under redaktion av RG Varlamov, M, Sovjetradio, 1972;
2. REA Designer Handbook, red. Av RG Varlamov, M, Soviet Radio, 1980;
3. https://www.ixbt.com/cpu/, Coolers for Socket 478, Spring-Summer 2002, Vitaly Krinitsin

   , Publicerad - 29 juli 2002;

4. https://www.ixbt.com/cpu/, Mäta lufthastigheter bakom kylfläktar och kylare, Alexander Tsikulin, Alexey Rameykin, Publicerad - 30 augusti 2002.

beredd 2003 baserat på material L.1 och 2

Sorokin A.D.

Denna teknik kan laddas ner i PDF-format här.

Exakt beräkning av värmeeffekt

För detta används korrigeringsfaktorer:

• K1 beror på vilken typ av fönster. Dubbelglasfönster med två kammare motsvarar 1, vanligt fönster - 1,27, trekammarfönster - 0,85;
• K2 visar graden av värmeisolering av väggarna. Det ligger i intervallet från 1 (skumbetong) till 1,5 för betongblock och 1,5 tegelstenar;
• K3 återspeglar förhållandet mellan fönstrets yta och golvet. Ju fler fönsterramar det finns desto större värmeförlust. Vid 20% glas är koefficienten 1 och vid 50% ökar den till 1,5;
• K4 beror på minimitemperaturen utanför byggnaden under värmesäsongen. En temperatur på -20 ° C tas som en enhet och sedan tillsätts eller subtraheras 0,1 för var 5: e grad;
• K5 tar hänsyn till antalet ytterväggar. Koefficienten för en vägg är 1, om det finns två eller tre, är det 1,2, när fyra - 1,33;
• K6 återspeglar vilken typ av rum som ligger ovanför ett visst rum. Om det finns ett bostadsgolv ovanpå är korrigeringsvärdet 0,82, en varm vind - 0,91, en kall vind - 1,0;
• K7 - beror på takhöjden. För en höjd av 2,5 meter är detta 1,0 och för 3 meter - 1,05.

När alla korrigeringsfaktorer är kända beräknas värmesystemets effekt för varje rum med formeln:

Termisk beräkning av ett rum och en byggnad som helhet, värmeförlustformel

Termisk beräkning

Så innan du beräknar värmesystemet för ditt eget hem måste du ta reda på några data som rör byggnaden själv.

Från husets projekt kommer du att lära dig dimensionerna på de uppvärmda lokalerna - väggarnas höjd, området, antalet fönster- och dörröppningar samt deras dimensioner. Hur huset ligger i förhållande till kardinalpunkterna. Var medveten om de genomsnittliga vintertemperaturerna i ditt område. Vilket material är själva byggnaden konstruerad av?

Särskild uppmärksamhet mot ytterväggar. Var noga med att bestämma komponenterna från golvet till marken, inklusive byggnadens fundament. Detsamma gäller ovansidan, dvs. tak, tak och plattor.

Det är dessa parametrar i strukturen som gör att du kan gå vidare till den hydrauliska beräkningen. Låt oss inse det, all ovanstående information är tillgänglig, så det borde inte vara några problem med att samla in den.

Omfattande värmebelastningsberäkning

Förutom den teoretiska lösningen på problem relaterade till termiska belastningar utförs ett antal praktiska åtgärder under konstruktionen. Omfattande värmeteknikundersökningar inkluderar termografi av alla byggnadskonstruktioner, inklusive tak, väggar, dörrar, fönster. Tack vare detta arbete är det möjligt att bestämma och registrera olika faktorer som påverkar värmeförlusten i ett hus eller en industribyggnad.

Värmeundersökningar ger de mest tillförlitliga uppgifterna om värmebelastningar och värmeförluster för en viss byggnad under en viss tidsperiod. Praktiska åtgärder gör det möjligt att tydligt visa vad teoretiska beräkningar inte kan visa - problemområden i den framtida strukturen.

Av allt ovanstående kan man dra slutsatsen att beräkningarna av värmebelastningar för varmvattenförsörjning, uppvärmning och ventilation, liknar den hydrauliska beräkningen av värmesystemet, är mycket viktiga och de borde verkligen utföras innan arrangemanget påbörjas värmeförsörjningssystemet i ditt eget hus eller vid en anläggning för ett annat ändamål. När tillvägagångssättet till arbetet görs korrekt kommer den problemfria funktionen hos uppvärmningsstrukturen att säkerställas och utan extra kostnad.

Videoexempel på beräkning av värmebelastningen på byggnadens värmesystem: