Calcolo del riscaldamento dell'aria: principi di base + esempio di calcolo

L'installazione di un sistema di riscaldamento è impossibile senza calcoli preliminari.Le informazioni ottenute devono essere il più precise possibile, quindi i calcoli sul riscaldamento dell'aria vengono eseguiti da esperti utilizzando programmi specializzati, tenendo conto delle sfumature del progetto.

Puoi calcolare tu stesso il sistema di riscaldamento dell'aria (di seguito denominato sistema di riscaldamento dell'aria), avendo conoscenze di base di matematica e fisica.

In questo materiale ti spiegheremo come calcolare il livello di perdita di calore in casa e il sistema di perdita di calore. Per rendere il tutto più chiaro possibile verranno forniti esempi specifici di calcoli.

Calcolo della perdita di calore in casa

Per selezionare un sistema di riscaldamento, è necessario determinare la quantità di aria per il sistema, la temperatura iniziale dell'aria nel condotto dell'aria per un riscaldamento ottimale della stanza. Per trovare queste informazioni, è necessario calcolare la perdita di calore della casa e avviare i calcoli di base in un secondo momento.

Qualsiasi edificio perde energia termica durante la stagione fredda. La massima quantità fuoriesce dalla stanza attraverso le pareti, il tetto, le finestre, le porte e gli altri elementi di chiusura (di seguito OK), affacciandosi su un lato verso la strada.

Per garantire una certa temperatura in casa, è necessario calcolare la potenza termica in grado di compensare e mantenere i costi del riscaldamento temperatura desiderata.

Si ritiene erroneamente che le perdite di calore siano le stesse per ogni casa.Alcune fonti affermano che 10 kW sono sufficienti per riscaldare una piccola casa di qualsiasi configurazione, altre si limitano a 7-8 kW per metro quadrato. metro.

Secondo uno schema di calcolo semplificato, ogni 10 m² dell'area sfruttata nelle regioni settentrionali e nelle zone della zona centrale dovrebbe essere fornita una fornitura di 1 kW di potenza termica. Questo valore, individuale per ogni edificio, viene moltiplicato per un fattore 1,15, creando così una riserva di potenza termica in caso di perdite impreviste.

Tuttavia, tali stime sono piuttosto approssimative e non tengono conto delle qualità, delle caratteristiche dei materiali utilizzati nella costruzione della casa, delle condizioni climatiche e di altri fattori che influiscono sui costi del riscaldamento.

La quantità di calore perso dipende dall'area dell'elemento contenitore e dalla conduttività termica di ciascuno dei suoi strati. La maggior quantità di energia termica lascia la stanza attraverso le pareti, il pavimento, il tetto, le finestre

Se nella costruzione della casa fossero utilizzati materiali da costruzione moderni conduttività termica dei materiali che sono bassi, allora la perdita di calore della struttura sarà minore, il che significa che sarà necessaria meno potenza termica.

Se si prendono apparecchiature di riscaldamento che generano più energia del necessario, apparirà un calore in eccesso, che di solito viene compensato dalla ventilazione. In questo caso sorgono costi finanziari aggiuntivi.

Se per l'HVAC vengono selezionate apparecchiature a bassa potenza, ci sarà una carenza di calore nella stanza, poiché il dispositivo non sarà in grado di generare la quantità di energia richiesta, il che richiederà l'acquisto di unità di riscaldamento aggiuntive.

L'uso di schiuma di poliuretano, fibra di vetro e altri materiali isolanti moderni ci consente di ottenere il massimo isolamento termico della stanza

I costi termici di un edificio dipendono da:

• struttura degli elementi di contenimento (pareti, soffitti, ecc.), loro spessore;
• superficie riscaldata;
• orientamento rispetto ai punti cardinali;
• temperatura minima fuori dalla finestra nella regione o città per 5 giorni invernali;
• durata della stagione di riscaldamento;
• processi di infiltrazione, ventilazione;
• guadagni di calore domestico;
• consumo di calore per il fabbisogno domestico.

È impossibile calcolare correttamente le dispersioni termiche senza tenere conto delle infiltrazioni e della ventilazione, che incidono significativamente sulla componente quantitativa. L'infiltrazione è un processo naturale di movimento delle masse d'aria che si verifica durante il movimento delle persone nella stanza, l'apertura delle finestre per la ventilazione e altri processi domestici.

La ventilazione è un sistema appositamente installato attraverso il quale viene fornita aria e l'aria può entrare nella stanza a una temperatura più bassa.

La ventilazione rimuove 9 volte più calore rispetto alle infiltrazioni naturali

Il calore entra nella stanza non solo attraverso il sistema di riscaldamento, ma anche attraverso il riscaldamento di apparecchi elettrici, lampade a incandescenza e persone. È anche importante tenere conto del consumo di calore per il riscaldamento di oggetti freddi portati dalla strada e di vestiti.

Prima di scegliere l'attrezzatura per SVO, progettazione di impianti di riscaldamento È importante calcolare la perdita di calore in casa con elevata precisione. Questo può essere fatto utilizzando il programma gratuito Valtec. Per non approfondire le complessità dell'applicazione, è possibile utilizzare formule matematiche che forniscono un'elevata precisione dei calcoli.

Per calcolare le perdite di calore totali Q di un'abitazione, è necessario calcolare i costi di riscaldamento delle strutture di recinzione Q_org.k, consumo energetico per ventilazione e infiltrazione Q_v, tenere conto delle spese domestiche Q_T. Le perdite vengono misurate e registrate in Watt.

Per calcolare il consumo di calore totale Q, utilizzare la formula:

Q = Q_org.k + D_v -Q_T

Successivamente, considera le formule per determinare i costi del riscaldamento:

Q_org.k ,Q_v,Q_T.

Determinazione della perdita di calore dalle strutture di recinzione

La maggior parte del calore fuoriesce attraverso gli elementi che circondano la casa (pareti, porte, finestre, soffitto e pavimento). Per determinare Q_org.k è necessario calcolare separatamente le dispersioni termiche subite da ciascun elemento strutturale.

Cioè, Q_org.k calcolato con la formula:

Q_org.k =Q_pol + D_st + D_ok + D_punto + D_dv

Per determinare la Q di ciascun elemento della casa, è necessario conoscerne la struttura e il coefficiente di conduttività termica o coefficiente di resistenza termica, indicato nel passaporto del materiale.

Per calcolare i costi del riscaldamento vengono presi in considerazione gli strati che influiscono sull'isolamento termico. Ad esempio, isolamento, muratura, rivestimento, ecc.

Il calcolo delle perdite di calore avviene per ciascuno strato omogeneo dell'elemento di contenimento. Ad esempio, se un muro è costituito da due strati diversi (isolamento e muratura), il calcolo viene effettuato separatamente per l'isolamento e per la muratura.

Il consumo termico dello strato viene calcolato tenendo conto della temperatura desiderata nella stanza utilizzando l'espressione:

Q_st = S×(t_v -T_N) × B × l/k

In un'espressione, le variabili hanno il seguente significato:

• S: area dello strato, m²;
• T_v – temperatura desiderata in casa, °C; per le stanze d'angolo la temperatura viene presa 2 gradi più alta;
• T_N — temperatura media dei 5 giorni più freddi della regione, °C;
• k è il coefficiente di conducibilità termica del materiale;
• B – spessore di ogni strato dell'elemento di recinzione, m;
• l – parametro tabellare, tiene conto delle peculiarità del consumo di calore per gli OK situati in diverse direzioni del mondo.

Se nel muro per il quale viene effettuato il calcolo sono integrate finestre o porte, quando si calcola Q è necessario sottrarre l'area della finestra o della porta dall'area totale OK, poiché il loro consumo di calore sarà diverso.

Nella scheda tecnica dei serramenti a volte viene indicato il coefficiente di trasmittanza termica D, grazie al quale è possibile semplificare i calcoli

Il coefficiente di resistenza termica si calcola utilizzando la formula:

D = B/k

La formula per la perdita di calore per un singolo strato può essere presentata come:

Q_st = S×(t_v -T_N) × D × l

In pratica, per calcolare la Q di pavimenti, pareti o soffitti, i coefficienti D di ogni strato OK vengono calcolati separatamente, sommati e sostituiti nella formula generale, che semplifica il processo di calcolo.

Contabilità dei costi di infiltrazione e ventilazione

L'aria a bassa temperatura può entrare nella stanza dal sistema di ventilazione, il che influisce in modo significativo sulla perdita di calore. La formula generale per questo processo è:

Q_v = 0,28 × L_N × pag_v × c × (t_v -T_N)

In un'espressione, i caratteri alfabetici hanno significato:

• l_N – portata d'aria in entrata, m³/H;
• P_v — densità dell'aria nella stanza a una determinata temperatura, kg/m³;
• T_v – temperatura in casa, °C;
• T_N — temperatura media dei 5 giorni più freddi della regione, °C;
• c è la capacità termica dell'aria, kJ/(kg*°C).

Parametro L_N ricavato dalle caratteristiche tecniche del sistema di ventilazione. Nella maggior parte dei casi, il ricambio d'aria di mandata ha una portata specifica di 3 m³/h, in base al quale L_N calcolato con la formula:

l_N = 3×S_pol

Nella formula S_pol — superficie calpestabile, m².

Densità dell'aria interna P_v è determinato dall'espressione:

P_v = 353/273+t_v

Ecco t_v – la temperatura impostata in casa, misurata in °C.

La capacità termica c è una grandezza fisica costante ed è pari a 1.005 kJ/(kg × °C).

Con la ventilazione naturale, l'aria fredda entra attraverso finestre e porte, spostando il calore attraverso il camino

La ventilazione non organizzata, o infiltrazione, è determinata dalla formula:

Q_io = 0,28 × ∑G_H × c×(t_v -T_N) × k_T

Nell'equazione:

• G_H — il flusso d'aria attraverso ciascuna recinzione è un valore tabellare, kg/h;
• K_T — coefficiente di influenza del flusso d'aria termica, ricavato dalla tabella;
• T_v ,T_N — impostare le temperature interne ed esterne, °C.

Quando le porte vengono aperte, si verifica la perdita di calore dell'aria più significativa, pertanto, se l'ingresso è dotato di tende termoaeree, è necessario tenerne conto.

Una tenda termica è un termoventilatore allungato che genera un flusso potente all'interno di una finestra o di una porta. Minimizza o elimina virtualmente la perdita di calore e la penetrazione dell'aria dalla strada, anche quando la porta o la finestra sono aperte

Per calcolare la perdita di calore delle porte, viene utilizzata la formula:

Q_ot.d =Q_dv × j × H

Nell'espressione:

• Q_dv — calcolo della perdita di calore delle porte esterne;
• H: altezza dell'edificio, m;
• j è un coefficiente tabellare che dipende dal tipo di porte e dalla loro posizione.

Se la casa dispone di ventilazione o infiltrazione organizzata, i calcoli vengono effettuati utilizzando la prima formula.

La superficie degli elementi strutturali che racchiudono può essere eterogenea: potrebbero esserci crepe e perdite attraverso le quali passa l'aria. Queste perdite di calore sono considerate insignificanti, ma possono anche essere determinate.Questo può essere fatto esclusivamente utilizzando metodi software, poiché è impossibile calcolare alcune funzioni senza utilizzare le applicazioni.

Il quadro più accurato della reale perdita di calore è fornito da un’ispezione termografica di una casa. Questo metodo diagnostico consente di identificare errori costruttivi nascosti, buchi nell'isolamento termico, perdite nell'impianto idraulico che riducono le prestazioni termiche dell'edificio e altri difetti.

Guadagni di calore domestico

Il calore aggiuntivo entra nella stanza attraverso gli apparecchi elettrici, il corpo umano e le lampade, di cui viene tenuto conto anche nel calcolo delle perdite di calore.

È stato stabilito sperimentalmente che tali assorbimenti non possono superare i 10 W per 1 m². Pertanto, la formula di calcolo potrebbe essere simile a:

Q_T = 10×S_pol

Nell'espressione S_pol — superficie calpestabile, m².

Metodologia di base per il calcolo dell'SVO

Il principio di funzionamento di base di qualsiasi raffreddatore ad aria è il trasferimento di energia termica attraverso l'aria raffreddando il liquido di raffreddamento. I suoi elementi principali sono un generatore di calore e un tubo di calore.

L'aria viene fornita all'ambiente già riscaldato ad una temperatura t_Rper mantenere la temperatura desiderata t_v. Pertanto, la quantità di energia accumulata deve essere uguale alla perdita di calore totale dell’edificio, cioè Q. L’uguaglianza vale:

Q = E_ot × c×(t_v -T_N)

Nella formula E è la portata d'aria riscaldata in kg/s per il riscaldamento dell'ambiente. Dall'uguaglianza possiamo esprimere E_ot:

E_ot = Q/ (c × (t_v -T_N))

Ricordiamo che la capacità termica dell'aria è c=1005 J/(kg×K).

La formula determina esclusivamente la quantità di aria immessa utilizzata solo per il riscaldamento solo nei sistemi di ricircolo (di seguito denominata RSVO).

Nei sistemi di mandata e ricircolo, l'aria viene prelevata parte dalla strada e l'altra parte dall'ambiente. Entrambe le parti vengono miscelate e, dopo il riscaldamento alla temperatura richiesta, consegnate nella stanza

Se il raffreddatore d'aria viene utilizzato come ventilazione, la quantità di aria fornita viene calcolata come segue:

• Se la quantità di aria per il riscaldamento supera la quantità di aria per la ventilazione o è uguale ad essa, viene presa in considerazione la quantità di aria per il riscaldamento e il sistema viene selezionato come a flusso diretto (di seguito denominato PCVO) o con ricircolo parziale (di seguito denominato CHRSVO).
• Se la quantità di aria per il riscaldamento è inferiore alla quantità di aria necessaria per la ventilazione, viene presa in considerazione solo la quantità di aria necessaria per la ventilazione, viene introdotto un PSVO (a volte un PRVO) e la temperatura dell'aria fornita è calcolato utilizzando la formula: t_R =t_v + Q/c × E_sfogo.

Se l'indicatore t supera_R parametri consentiti, la quantità di aria introdotta attraverso la ventilazione dovrebbe essere aumentata.

Se nella stanza sono presenti fonti di generazione costante di calore, la temperatura dell'aria fornita viene ridotta.

Gli elettrodomestici accesi generano circa l'1% del calore di una stanza. Se uno o più dispositivi funzioneranno costantemente, nei calcoli si dovrà tenere conto della loro potenza termica

Per una camera singola, l'indicatore t_R potrebbe rivelarsi diverso. Tecnicamente è possibile realizzare l'idea di fornire temperature diverse alle singole stanze, ma è molto più semplice fornire aria alla stessa temperatura a tutte le stanze.

In questo caso la temperatura totale t_R prendi quello che risulta essere il più piccolo. Quindi la quantità di aria fornita viene calcolata utilizzando la formula che determina E_ot.

Successivamente, determiniamo la formula per il calcolo del volume dell'aria in entrata V_ot alla sua temperatura di riscaldamento t_R:

V_ot =E_ot/P_R

La risposta è scritta nel m³/H.

Tuttavia, il ricambio d'aria nella stanza V_P differirà dal valore V_ot, poiché deve essere determinata in base alla temperatura interna t_v:

V_ot =E_ot/P_v

Nella formula per determinare V_P e V_ot indicatori di densità dell'aria pag_R e pag_v (kg/mq³) sono calcolati tenendo conto della temperatura dell'aria riscaldata t_R e la temperatura ambiente t_v.

Temperatura ambiente di mandata t_R deve essere superiore a t_v. Ciò ridurrà la quantità di aria fornita e ridurrà le dimensioni dei canali dei sistemi con movimento d'aria naturale o ridurrà i costi dell'elettricità se viene utilizzata la stimolazione meccanica per far circolare la massa d'aria riscaldata.

Tradizionalmente, la temperatura massima dell'aria che entra nella stanza se fornita ad un'altezza superiore a 3,5 m dovrebbe essere di 70 °C. Se l'aria viene fornita ad un'altezza inferiore a 3,5 m, la sua temperatura è solitamente pari a 45 ° C.

Per i locali residenziali con un'altezza di 2,5 m il limite di temperatura consentito è di 60 °C. Quando la temperatura viene impostata più in alto, l'atmosfera perde le sue proprietà e non è adatta all'inalazione.

Se le tende termiche sono posizionate su cancelli esterni e aperture rivolte verso l'esterno, la temperatura dell'aria in entrata può essere di 70 °C, per le tende posizionate su porte esterne fino a 50 °C.

La temperatura fornita è influenzata dalle modalità di alimentazione dell'aria, dalla direzione del getto (verticale, inclinato, orizzontale, ecc.). Se nella stanza sono sempre presenti persone, la temperatura dell'aria di mandata deve essere ridotta a 25 °C.

Dopo aver effettuato i calcoli preliminari, è possibile determinare l'apporto termico necessario per il riscaldamento dell'aria.

Per i costi del riscaldamento RSVO Q₁ si calcolano con l'espressione:

Q₁ =E_ot × (T_R -T_v) × c

Per il calcolo del PSVO Q₂ prodotto secondo la formula:

Q₂ =E_sfogo × (T_R -T_v) × c

Consumo di calore Q₃ per FER si trova dall'equazione:

Q₃ = [E_ot ×(t_R -T_v)+E_sfogo × (T_R -T_v)]×c

In tutte e tre le espressioni:

• E_ot ed E_sfogo — portata d'aria in kg/s per il riscaldamento (E_ot) e ventilazione (E_sfogo);
• T_N — temperatura dell'aria esterna in °C.

Le restanti caratteristiche delle variabili sono le stesse.

In CHRSVO, la quantità di aria ricircolata è determinata dalla formula:

E_rec =E_ot –E_sfogo

VariabileE_ot esprime la quantità di aria miscelata riscaldata alla temperatura t_R.

C'è una particolarità nel PSVO con l'impulso naturale: la quantità di aria in movimento cambia a seconda della temperatura esterna. Se la temperatura esterna diminuisce, la pressione del sistema aumenta. Ciò porta ad un aumento del flusso d'aria in casa. Se la temperatura aumenta, si verifica il processo inverso.

Inoltre nei raffrescatori, a differenza dei sistemi di ventilazione, l'aria si muove con una densità inferiore e variabile rispetto a quella dell'aria che circonda i condotti dell'aria.

A causa di questo fenomeno si verificano i seguenti processi:

1. Proveniente dal generatore, l'aria che passa attraverso i condotti dell'aria viene notevolmente raffreddata durante lo spostamento
2. Con il movimento naturale, la quantità di aria che entra nella stanza cambia nel corso della stagione di riscaldamento.

I processi di cui sopra non vengono presi in considerazione se il sistema di circolazione dell'aria utilizza ventilatori per far circolare l'aria; inoltre ha una lunghezza e un'altezza limitata.

Se il sistema ha molte diramazioni, è piuttosto esteso e l'edificio è grande e alto, è necessario ridurre il processo di raffreddamento dell'aria nei condotti dell'aria, ridurre la ridistribuzione dell'aria che entra sotto l'influenza della pressione di circolazione naturale.

Nel calcolare la potenza richiesta dei sistemi di riscaldamento dell'aria estesi e ramificati, è necessario tenere conto non solo del processo naturale di raffreddamento della massa d'aria durante il movimento attraverso il condotto dell'aria, ma anche dell'effetto della pressione naturale della massa d'aria quando passando attraverso il condotto

Per controllare il processo di raffreddamento dell'aria, vengono eseguiti calcoli termici dei condotti dell'aria. Per fare ciò, è necessario impostare la temperatura iniziale dell'aria e chiarirne il flusso utilizzando le formule.

Per calcolare il flusso di calore Q_{oh oh} attraverso le pareti del condotto dell'aria, la cui lunghezza è l, utilizzare la formula:

Q_{oh oh} = q₁ × l

Nell'espressione, il valore q₁ denota il flusso di calore che passa attraverso le pareti di un condotto d'aria lungo 1 m Il parametro è calcolato dall'espressione:

Q₁ =k×S₁ ×(t_sr -T_v) = (t_sr -T_v)/D₁

Nell'equazione D₁ - resistenza al trasferimento di calore dall'aria riscaldata con temperatura media t_sr attraverso la zona S₁ pareti di un condotto d'aria lungo 1 m in una stanza a temperatura t_v.

L’equazione del bilancio termico è simile alla seguente:

Q₁l = E_ot × c × (t_nach -T_R)

Nella formula:

• E_ot — la quantità di aria necessaria per riscaldare l'ambiente, kg/h;
• c è il calore specifico dell'aria, kJ/(kg °C);
• T_nac — temperatura dell'aria all'inizio del condotto d'aria, °C;
• T_R — temperatura dell'aria immessa nella stanza, °C.

L'equazione del bilancio termico consente di impostare la temperatura iniziale dell'aria nel condotto dell'aria a una determinata temperatura finale e, al contrario, di scoprire la temperatura finale a una determinata temperatura iniziale, nonché di determinare il flusso d'aria.

Temperatura t_nach può essere trovato anche utilizzando la formula:

T_nach =t_v + ((Q + (1 - η) × Q_{oh oh})) × (t_R -T_v)

Qui η è parte di Q_{oh oh}, entrando nella stanza, viene considerato pari a zero nei calcoli. Le caratteristiche delle restanti variabili sono state menzionate sopra.

La formula raffinata per il consumo di aria calda sarà simile alla seguente:

Eot = (Q + (1 - η) × Q_{oh oh})/(c × (t_sr -T_v))

Tutti i valori delle lettere nell'espressione sono stati definiti sopra. Passiamo a considerare un esempio di calcolo del riscaldamento dell'aria per una casa specifica.

Un esempio di calcolo della perdita di calore in casa

La casa in questione si trova nella città di Kostroma, dove la temperatura esterna durante i cinque giorni più freddi raggiunge i -31 gradi, la temperatura del suolo è di +5 °C. La temperatura ambiente desiderata è +22 °C.

Considereremo una casa con le seguenti dimensioni:

• larghezza - 6,78 m;
• lunghezza - 8,04 m;
• altezza - 2,8 m.

I valori verranno utilizzati per calcolare l'area degli elementi di contenimento.

Per i calcoli, è più conveniente disegnare una pianta della casa su carta, indicando su di essa la larghezza, la lunghezza, l'altezza dell'edificio, la posizione di finestre e porte, le loro dimensioni

Le pareti dell'edificio sono costituite da:

• calcestruzzo aerato con spessore B=0,21 m, coefficiente di conducibilità termica k=2,87;
• plastica espansa B=0,05 m, k=1,678;
• mattone faccia a vista B=0,09 m, k=2,26.

Per determinare k, è necessario utilizzare le informazioni delle tabelle o, meglio ancora, le informazioni della scheda tecnica, poiché la composizione dei materiali di diversi produttori può differire e, quindi, avere caratteristiche diverse.

Il cemento armato ha la più alta conduttività termica, le lastre di lana minerale hanno la più bassa, quindi sono utilizzate in modo più efficace nella costruzione di case calde

Il pavimento della casa è composto dai seguenti strati:

• sabbia, B=0,10 m, k=0,58;
• pietrisco, B=0,10 m, k=0,13;
• calcestruzzo, B=0,20 m, k=1,1;
• isolamento ecowool, B=0,20 m, k=0,043;
• massetto armato, B=0,30 m k=0,93.

Nella pianta della casa sopra riportata, il piano ha la stessa struttura in tutta l'area; non è presente il seminterrato.

Il soffitto è composto da:

• lana minerale, B=0,10 m, k=0,05;
• cartongesso, B=0,025 m, k= 0,21;
• pannelli di pino, B=0,05 m, k=0,35.

Il soffitto non ha accesso alla soffitta.

Ci sono solo 8 finestre in casa, tutte a doppia camera con vetro K, argon, D = 0,6. Sei finestre hanno dimensioni di 1,2x1,5 m, una - 1,2x2 m, una - 0,3x0,5 m Le porte hanno dimensioni di 1x2,2 m, il valore D secondo il passaporto è 0,36.

Calcolo delle dispersioni termiche delle pareti

Calcoleremo le perdite di calore per ciascuna parete separatamente.

Per prima cosa troviamo l'area del muro settentrionale:

S_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

Non ci sono porte o aperture di finestre sul muro, quindi utilizzeremo questo valore S nei calcoli.

Per calcolare i costi termici di OK, orientato verso una delle direzioni cardinali, è necessario tenere conto dei coefficienti chiarificatori

In base alla composizione della parete ritroviamo la sua resistenza termica totale pari a:

D_s.sten = D_GB +D_p +D_kr

Per trovare D usiamo la formula:

D = B/k

Quindi, sostituendo i valori originali, otteniamo:

D_s.sten = 0.21/2.87 + 0.05/1.678 + 0.09/2.26 = 0.14

Per i calcoli utilizziamo la formula:

Q_st = S×(t_v -T_N) × D × l

Considerando che il coefficiente l per il muro nord è 1,1, otteniamo:

Q_sev.st = 22.51 × (22 + 31) × 0.14 × 1.1 = 184

Nella parete sud c'è una finestra con la zona:

S_ok3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Pertanto, nei calcoli, è necessario sottrarre la finestra S dalla S del muro sud per ottenere risultati più accurati.

S_yuj.s = 22.51 — 0.15 = 22.36

Il parametro l per la direzione sud è pari a 1. Quindi:

Q_sev.st = 22.36 × (22 + 31) × 0.14 × 1 = 166

Per le pareti est ed ovest il coefficiente di chiarifica è l=1,05, quindi è sufficiente calcolare la superficie OK senza tenere conto di S finestre e porte.

S_ok1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8

S_ok2 = 1.2 × 2 = 2.4

S_D = 1 × 2.2 = 2.2

S_zap+vost = 2 × 6.78 × 2.8 — 2.2 — 2.4 — 10.8 = 22.56

Poi:

Q_zap+vost = 22.56 × (22 + 31) × 0.14 × 1.05 = 176

In definitiva, la Q totale delle pareti è pari alla somma delle Q di tutte le pareti, ovvero:

Q_ste = 184 + 166 + 176 = 526

In totale, il calore fuoriesce attraverso le pareti per una quantità di 526 W.

Perdita di calore attraverso finestre e porte

La pianta della casa prevede che le porte e le 7 finestre siano rivolte ad est ed ovest, quindi parametro l=1,05. L'area totale di 7 finestre, tenendo conto dei calcoli di cui sopra, è pari a:

S_ok = 10.8 + 2.4 = 13.2

Per loro Q, tenendo conto del fatto che D = 0,6, verrà calcolato come segue:

Q_ok4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

Calcoliamo Q della finestra sud (l=1).

Q_ok5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

Per le porte D=0,36 e S=2,2, l=1,05, quindi:

Q_dv = 2.2 × (22 + 31) × 0.36 × 1.05 = 43

Sommiamo le perdite di calore risultanti e otteniamo:

Q_ok+dv = 630 + 43 + 5 = 678

Successivamente, determiniamo Q per il soffitto e il pavimento.

Calcolo della perdita di calore dal soffitto e dal pavimento

Per soffitto e pavimento l=1. Calcoliamo la loro area.

S_pol =S_pentola = 6.78 × 8.04 = 54.51

Tenendo conto della composizione del pavimento, determiniamo il D generale.

D_pol = 0.10/0.58 + 0.10/0.13 + 0.2/1.1 + 0.2/0.043 + 0.3/0.93 =61

Quindi le dispersioni termiche del pavimento, tenendo conto del fatto che la temperatura della terra è +5, sono pari a:

Q_pol = 54.51 × (21 — 5) × 6.1 × 1 = 5320

Calcoliamo il D totale del soffitto:

D_pentola = 0.10/0.05 + 0.025/0.21 + 0.05/0.35 = 2.26

Allora Q del soffitto sarà uguale a:

Q_pentola = 54.51 × (22 + 31) × 2.26 = 6530

La perdita di calore totale attraverso l'OK sarà pari a:

Q_ogr.k = 526 + 678 +6530 + 5320 = 13054

In totale la dispersione termica della casa sarà pari a 13054 W ovvero quasi 13 kW.

Calcolo delle perdite di calore e ventilazione

Il locale è ventilato con un tasso di ricambio d'aria specifico di 3 m³/h, l'ingresso è dotato di tettoia aerotermica, quindi per i calcoli è sufficiente utilizzare la formula:

Q_v = 0,28 × L_N × pag_v × c × (t_v -T_N)

Calcoliamo la densità dell'aria nella stanza ad una data temperatura di +22 gradi:

P_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Parametro L_N pari al prodotto dei consumi specifici per superficie, ovvero:

l_N = 3 × 54.51 = 163.53

La capacità termica dell'aria c è 1.005 kJ/(kg× °C).

Tenendo conto di tutte le informazioni, troviamo la ventilazione Q:

Q_v = 0.28 × 163.53 × 1.2 × 1.005 × (22 + 31) = 3000

Il consumo di calore totale per la ventilazione sarà di 3000 W o 3 kW.

Guadagni di calore domestici

Il reddito familiare viene calcolato utilizzando la formula.

Q_T = 10×S_pol

Cioè, sostituendo i valori noti, otteniamo:

Q_T = 54.51 × 10 = 545

Riassumendo, possiamo vedere che la perdita di calore totale Q della casa sarà pari a:

Q = 13054 + 3000 – 545 = 15509

Prendiamo Q=16000 W o 16 kW come valore operativo.

Esempi di calcoli per SVO

Lasciare che la temperatura dell'aria di mandata (t_R) - 55 °C, temperatura ambiente desiderata (t_v) - 22 °C, perdita di calore della casa (Q) - 16000 W.

Determinazione della quantità d'aria per RSVO

Per determinare la massa dell'aria fornita alla temperatura t_R La formula utilizzata è:

E_ot = Q/(c × (t_R -T_v)) 

Sostituendo i valori dei parametri nella formula, otteniamo:

E_ot = 16000/(1.005 × (55 — 22)) = 483

La quantità volumetrica di aria fornita è calcolata dalla formula:

V_ot =E_ot /P_R,

Dove:

P_R = 353/(273 +t_R)

Per prima cosa calcoliamo la densità p:

P_R = 353/(273 + 55) = 1.07

Poi:

V_ot = 483/1.07 = 451.

Il ricambio d'aria nella stanza è determinato dalla formula:

Vp = E_ot /P_v

Determiniamo la densità dell'aria nella stanza:

P_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Sostituendo i valori nella formula, otteniamo:

V_P = 483/1.19 = 405

Pertanto, il ricambio d'aria nella stanza è di 405 m³ all'ora e il volume dell'aria fornita dovrebbe essere pari a 451 m3³ in un'ora.

Calcolo della quantità d'aria per CHRSVO

Per calcolare la quantità d'aria per la FER, prendiamo le informazioni ottenute dall'esempio precedente, oltre a t_R = 55 °С, t_v = 22°C; Q=16000 W.Quantità di aria necessaria per la ventilazione, E_sfogo=110 m³/H. Temperatura esterna stimata t_N=-31°C.

Per calcolare il NER utilizziamo la formula:

Q₃ = [E_ot ×(t_R -T_v)+E_sfogo × pag_v × (T_R -T_v)] × c

Sostituendo i valori otteniamo:

Q₃ = [483 × (55 — 22) + 110 × 1.19 × (55 — 31)] × 1.005 = 27000

Il volume dell'aria ricircolata sarà 405-110=296 m³ all'ora.Il consumo di calore aggiuntivo è 27000-16000=11000 W.

Determinazione della temperatura iniziale dell'aria

La resistenza di un condotto d'aria meccanico è D=0,27 e si ricava dalle sue caratteristiche tecniche. La lunghezza del condotto dell'aria all'esterno dell'ambiente riscaldato è l=15 m, si determina che Q=16 kW, la temperatura dell'aria interna è di 22 gradi e la temperatura richiesta per il riscaldamento dell'ambiente è di 55 gradi.

Definiamo E_ot secondo le formule di cui sopra. Noi abbiamo:

E_ot = 10 × 3.6 × 1000/ (1.005 × (55 — 22)) = 1085

Valore del flusso di calore q₁ sarà:

Q₁ = (55 — 22)/0.27 = 122

La temperatura iniziale con deviazione η = 0 sarà:

T_nach = 22 + (16 × 1000 + 137 × 15) × (55 — 22)/ 1000 × 16 = 60

Facciamo chiarezza sulla temperatura media:

T_sr = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Poi:

Q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Tenendo conto delle informazioni ricevute, troviamo:

T_nach = 22 + (16 × 1000 + 1972) × (55 — 22)/(1000 × 16) = 59

Da ciò ne consegue che quando l'aria si muove si perdono 4 gradi di calore. Per ridurre la perdita di calore è necessario isolare i tubi. Ti consigliamo anche di leggere il nostro altro articolo, che descrive in dettaglio il processo di arrangiamento sistemi di riscaldamento dell'aria.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Video informativo sul calcolo dei costi energetici utilizzando il programma Ecxel:

È necessario affidare i calcoli CBO ai professionisti, perché solo gli specialisti hanno esperienza, conoscenze pertinenti e terranno conto di tutte le sfumature quando effettuano i calcoli.

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