Теплотехнический расчет отопления
Расчет поможет подобрать котлы отопления
Теплотехнический расчет отопления позволяет выяснить мощность котлов отопления для Вашего объекта. Каким образом? Все очень просто – чтобы выяснить сколько нужно давать тепла (мощность котлов), надо посчитать сколько тепла теряется. Объект теряет тепло следующими способами:
- через ограждающие конструкции (стены, крышу, пол). Представьте, что стены имеют щели, и через них на улицу уходит только что нагретый нами воздух.
- через систему вентиляции – теплый воздух из помещений вылетает на улицу через вентиляционную трубу, унося драгоценное тепло! Взамен с улицы поступает столько же воздуха обратно, но, к сожалению, холодного, который мы снова вынуждены нагревать.
Поскольку сейчас мы говорим именно об теплотехническом расчет отопления, то потери тепла при использовании горячей воды (тепло уходит в канализацию) мы опустим.
Так вот, посчитав указанные выше теплопотери и прибавив к ним потери котельной на свои нужды и потери тепла в трубах отопления, мы получим цифру в кВт, которая даст нам наконец возможность подобрать котел отопления для объекта – то, что мы и хотели.
Вторая польза теплотехнического расчета отопления
Вторая польза теплотехнического расчета отопления состоит в следующем: расчет покажет количество газа, расходуемое Вашим объектом в час и в год. Эти цифры будут нужны газовой компании, куда Вы прийдете с желанием газифицировать Ваш объект. На основании этих цифр будет приниматься решение о возможности газификации объекта и расположении точки врезки в газораспределительную сеть.
Расчет как необходимая бумага
Теплотехнический расчет отопления является обязательной бумагой при газификации объекта. Расчет будет первым документом, который Вас попросят предоставить в местном газовом тресте. Речь идет об объектах, потребляющих более 5м3 газа в час.
Соответственно, Вам срочно нужен исполнитель теплотехнического расчета. Т.е. расчет в таком случае фактически нужен “для галочки”. Мы готовы помочь и в этой ситуации и решить Вашу проблему! Правда расчет в таком случае будет выполнить сложнее из-за существующих ораничений в виде уже купленных котлов либо каких-то договоренностей с газовым трестом об объеме газа.Подробнее о теплотехническом расчете.
Наши преимущества:
- Скорость выполнения расчета – от 1х суток. В местном газовом тресте Вы можете прождать и месяц..
- Стоимость наших услуг ниже Мосгаза\Мособлгаза
- Большой опыт расчета нестандартных объектов. Список посчитанных объектов
Теплотехнический расчет системы отопления – Система отопления
» Расчеты отопленияСистема обогрева включает, систему соединения, батареи, коллекторы котел, бак для расширения, крепежи, увеличивающие давление насосы терморегуляторы, трубы, развоздушки. На открытой странице web проекта мы попбробуем выбрать для коттеджа необходимые компоненты монтажа.
Перечисленные узлы монтажа очень важны. Вот почему подбор перечисленных частей монтажа необходимо делать технически правильно. Сборка отопления квартиры насчитывает разные комплектующие.
Чтобы определить теплопотери помещения специалистами проводится расчет системы отопления. При этой работе опираться приходится на знания особенностей конструкции помещения.
Так, теплотехнический расчет системы отопления учитывает следующие характеристики: габариты помещения, толщину и тип наружных стен, остекление помещения, его теплоизоляцию, площадь оконных проемов и т.д. Теплотехнический расчет поможет наиболее оптимально использовать соответствующее оборудование.
Расчет системы центрального отопления поможет определиться с выбором нужного оборудования (котлы, радиаторы, горелки, насосы и т.п.), определить требуемые мощности и общую тепловую схему работы.
Расчет системы отопления проводится в несколько этапов.
На первом составляется проект отопительной схемы с учетом тепловых и гидравлических параметров.
На предварительном этапе следует определиться, какой вид отопления требуется: напольное, радиаторное или комбинированное. Обычно предварительные расчеты занимают не так много времени, в среднем не более четырех дней. Здесь же обозначается требуемое оборудование и монтажный план. Оборудование должно органично вписываться в дизайн и общий интерьер дома. Кроме того, отопительная система обязана отвечать ряду требований – пожарной безопасности, санитарно-гигиеническим, нормативно-техническим регламентам, а также общей функциональности.
Далее подбирается оборудование по подходящим параметрам и стоимости. Это второй этап работ.
На третьем этапе происходит комплектация объекта всем уже приобретенным оборудованием. Затем происходит монтаж отопительной системы – монтаж узлов распределения, стояков и т.д.
Завершающим этапом становится монтаж и пуско-наладка отопительного котла.
Расчет системы отопления выполняется либо по методике СниПа либо по методике академика Панфилова.
Расчет по СниПу учитывает тепловые потери здания и каждого его помещения.
Наша компания проводит полный расчет системы отопления. Работа начинается с подбора котла и труб и завершается монтажом радиатора отопления. В случае если подобный вид работ требуется в загородном доме, его следует проводить до этапа внутренней отделки помещений. По окончании монтажа проводятся пуско-наладочные работы.
Источник: http://www.thermostudio.ru/advisories_raschet
На досуге
Теплотехнический расчет систем отопления
Необходимость теплотехнического расчета систем отопления (а также других элементов и конструкций) возникает в случае проведения капитального ремонта и модернизации зданий.
Актуальность проведения таких работ на объектах повысилась последние годы в связи с большим износом зданий, построенных ещё в советские годы. Системы отопления, которыми здания оснащались еще десять лет назад, и оснащаются до сих пор, устроены таким образом, что не позволяют эффективно распределять объем тепла между этажами и отдельными элементами систем внутри здания.
Простыми словами, на некоторых участках системы отопления может отдаваться чрезмерно много тепла, а на других недостаточно. В итоге часть квартир получает переизбыток, который позволяет жильцам жить с открытыми форточками даже зимой. И наоборот — некоторые квартиры замерзают, потому что им приходит недостаточно тепла.
Устранить эти недостатки позволит теплотехническая и тепловизионная съемка конструкций зданий и сооружений http://www.disso.spb.ru/?item=9 .
На первом этапе производятся замеры — выполняется съемка и специалисты-инженеры получают примерно вот такую карту. Она показывает участки с разным тепловым режимом зданий по позволяет зафиксировать имеющиеся дефекты.
Следующий шаг проведение теплотехнического расчета, позволяющего решить вопрос с равномерными распределением тепла в доме. На каждом объекте эта задача решается по-разному. В ряде случаев необходимо утеплять дом — проводить обшивку с изоляцией. В других случаях необходима балансировка систем отопления, модернизация действующих инженерных систем от ИТП.
Теплотехническая съемка позволит выявить дефекты отопления и указать инженерам и проектировщикам, какие именно конструктивные элементы требуют перерасчета. В дальнейшем производится модернизация с использованием современных технологий и современного отопительного оборудования.
Просмотров: 787
Дата: Февраль 25th, 2014
Источник: http://saboy.ru/services/teplotehnicheskiy-raschet.html
При выборе радиаторов стоит учесть все факторы воздействия на них.
Поддержание комфортного температурно-влажностного режима в помещениях жилого или иного назначения в климатических условиях нашей страны невозможно без систем обогрева. Наибольшее распространение получили схемы с промежуточным теплоносителем, которые могут быть как централизованными, так и автономными.
Конечными устройствами в таких системах являются отопительные приборы, осуществляющие теплообменные процессы в помещениях.
Вопрос: как подобрать радиаторы отопления с учетом всех факторов – достаточно сложен и требует подробного рассмотрения.
Теплотехнический расчет
Системы отопления призваны компенсировать потери тепла через ограждающие строительные конструкции: наружные стены, полы, потолки. При проведении теплотехнического расчета учитываются следующие факторы:
- среднегодовая температура и влажность наружного воздуха в соответствии с климатической зоной;
- направления и сила ветров;
- толщина наружных строительных конструкций и коэффициент теплопроводности материала;
- наличие оконных и дверных проемов, характеристики остекления;
- наличие чердачных и подвальных помещений для первых и верхних этажей.
Правильно подобрать конечные теплотехнические приборы можно только при условии полного учета всех перечисленных параметров. При проведении расчетов лучше несколько завысить показатели, в противном случае недостаток тепловой мощности может привести к необходимости переделки всей системы в целом.
При расчете теплотехнических расчетов показатели лучше зависеть.
Выбрать потребные для данной схемы отопления приборы, в частности, радиаторы можно по результатам теплотехнического расчета.
В соответствии со СНиП 41-01-2003 «Отопление и вентиляция» рекомендуемая удельная мощность для жилых помещений составляет от 100 Вт на 1 м.кв. общей площади при высоте перекрытия не более 3000 мм. Эта величина корректируется специальными коэффициентами.
Как лучше учесть все факторы для точного расчета необходимой мощности приборов отопления? Следует учесть, что наличие в комнате одного или двух окон увеличивает теплопотери на 20-30%.
Если же они находятся на северной или на ветреной стороне, то поправку можно смело увеличивать еще на 10%.
Важно! Радиаторы призваны компенсировать потери тепла и их параметры должны быть рассчитаны с некоторым запасом.
Классификация оборудования для систем обогрева
Стальные радиаторы наиболее распространение и у них доступная цена.
Для того чтобы правильно выбрать качественные приборы отопления необходимо получить представление в этом вопросе. Строительная индустрия предлагает большой выбор теплотехнического оборудования.
Теплопередача от приборов в окружающую среду происходит за счет излучения и конвекции.
Существует несколько видов оборудования, применяемых в разных системах отопления. Как выбрать качественные радиаторы? Классификация оборудования производится по разным признакам и в том числе, по использованным в производстве материалам, по конструктивному исполнению, по способу монтажа и иным признакам.
Ответить на вопрос, какие приборы отопления лучше, помогут профессиональные продавцы консультанты из строительных супермаркетов. Наибольшее распространение получили стальные теплотехнические устройства, которые отличаются относительно невысокой стоимостью и приемлемыми прочностными характеристиками.
Они изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 19904-90 .
Хорошо зарекомендовали себя батареи из прессованного алюминиевого профиля или литые. Технология их производства определяется ГОСТ 8617-81. минимальная толщина стенки должна быть не менее полутора миллиметров. Это необходимо учитывать при подборе оборудования для обогрева помещений.
Технические требования к теплотехническим приборам
Как выбрать стальные или алюминиевые радиаторы наиболее подходящие для данных конкретных условий. Общие технические требования к приборам отопления устанавливаются ГОСТ 31311-2005. Этим документом устанавливаются основные понятия и их номинальные показатели. Максимальная температура теплоносителя для водяных приборов — 70°C при расходе не менее 60 кг в минуту и давлении в 1 атм.
При покупке радиатора важно изучить его техническую документацию.
Ответ на вопрос, какие выбрать устройства для систем обогрева, и в частности радиаторы, можно получить после внимательного изучения его технической документации. На предприятии изготовителе проводят паспортные испытания, результаты которых отражаются в информационных официальных изданиях завода изготовителя.
Рекомендации, какие лучше приборы для конкретных систем отопления могут дать сотрудники эксплуатационных предприятий. Наличие теплостойкого наружного покрытия не только имеет декоративное значение, но и защищает металлические детали от коррозии.
Требования к качеству таких покрытий определяется в соответствии с нормативами органов санитарного надзора и должны отвечать требованиям ГОСТ 9.032-74 (класс не ниже IV).
Важно! Оборудование систем обогрева зданий не должно иметь острых углов и кромок, способных травмировать человека при неосторожном обращении. Особенно внимательно к этому вопросу следует подходить при выборе оборудования для школ, детских садов и больниц.
Методика подбора приборов для систем отопления
При выборе радиатора отопления следует учитывать сроки его эксплуатации.
Как выбрать для систем отопления наилучшие радиаторы? Консультацию на эту тему можно получить в специализированных компаниях, занимающихся проектированием инженерных сетей. Общие рекомендации: для автономных закрытых систем можно использовать в принципе любые батареи, но необходимо обеспечить качественную подготовку теплоносителя.
Какие стальные или алюминиевые радиаторы лучше подобрать для данного конкретного случая? В этом вопросе следует исходить из собственных финансовых возможностей и стоимости эксплуатации.
Практика показывает, что энергоэффективность оборудования приблизительно одинакова для всех современных образцов. При выборе следует учитывать также и стилистку помещения, где они будут установлены.
Интересное по теме:
Почему биметаллические радиаторы лучшие?
Источник: http://utepleniedoma.com/otoplenie/radiatory-i-batarei/kak-podobrat-radiatory-otopleniya-osnovy-metodiki-rascheta
Как уже было упомянуто, при рассмотрении расчета потолочного отопления (см. гл. 34 и 35) при применении зависимостей двухмерной теплопроводности можно получить более точные результаты, чем при проведении вычислений на основе линейной теплопроводности. Точность вычислений не зависит от толщины бетонного слоя, поскольку среднюю температуру надо определять для плоскости оси змеевика (плоскости у = 0), а не для всего слоя бетона.
В соответствии с этим системы отопления в наружных стеновых панелях всегда следует рассчитывать на основании принципа двухмерной теплопроводности, принимая во внимание, что данная конструкция легче и проще с теплотехнической точки зрения, чем потолок.
По сути дела, нет разницы между расчетом змеевика для наружной стеновой панели и для потолочного отопления, однако в отношении рассматриваемых здесь конструкций необходимо принимать во внимание следующие условия:
змеевики должны соединяться друг с другом, как радиаторы в однотрубной проточной системе отопления, т. е. с коэффициентом затекания а=1;
по соображениям технологии изготовления следует стремиться использовать как можно меньшее число типов панелей, поэтому панели промежуточных этажей должны быть одинаковыми, хотя с учетом теплоотдачи число витков змеевика в направлении верхнего этажа должно уменьшаться. По той же причине расположение труб змеевика в одинаковых по размерам панелях на первом и самом верхнем этажах должно быть также одинаковым.
На рис. 40.1 приведены сводные графики, в верхней части которых даны кривые поскольку на начальной стадии расчетов всегда задана средняя температура греющей поверхности В нижней части рисунка приведены удельные количества теплоты, qFi и qFe, которые поступают внутрь и наружу.
Из графиков видно, что диаметр трубы змеевика лишь в небольшой мере влияет на теплоотдачу, а качество теплоизоляции почти не сказывается на количестве теплоты, отдаваемой внутрь. Исходя из рис. 40.1 после вычисления можно приступить к первой стадии проектирования — вычислить полную длину змеевика, который должен быть смонтирован в панели помещения на среднем этаже, взятого за основу. Далее необходимо установить длину змеевика на подающей и обратной ветвях таким образом, чтобы были выполнены сформулированные выше условия. Для этого целесообразно построить кривые
в большем масштабе, поскольку на этой стадии вычислений наряду с расстоянием между витками важную роль играет температура стенки трубы Фи.
На рис. 40.2 указаны количества теплоты, передаваемой отапливаемому помещению 1 м труб диаметрами /2 и 3Л дюйма при различных значениях и /. Согласно рисунку, кривые qi, cs в рассматриваемом интервале почти полностью могут быть заменены прямой, что значительно облегчает вычисления.
Вычисления начинают с расчета змеевика панели, расположенной в центре здания (например, на пятом этаже десяти- или одиннадцатиэтажного здания). Это необходимо потому, что теплопотребность уменьшается с каждым этажом из-за эффекта, создаваемого воздухообменом в лестничной клетке, соответственно с каждым этажом изменяется и значение w. При этом для этажей, расположенных выше, мы получим все уменьшающуюся среднюю температуру стенки трубы, а для этажей, расположенных ниже,— все возрастающую. Исключение составляет средняя температура воды в змеевиках первого этажа — она должна быть такой же, как температура на самом верхнем этаже. Изменяющуюся среднюю температуру змеевика можно определить путем соответствующего подбора длин змеевиков, присоединенных к подающей и обратной линиям.
Площадь поверхности А, которая должна быть охвачена змеевиком, нужно подобрать таким образом, чтобы в ее пределах помещались трубы вычисленной длины при стандартном расстоянии между трубами /. Поэтому естественно, что площадь поверхности А меньше, чем площадь свободной поверхности наружной стены. Следовательно, поверхность площадью А должна передавать и то количество теплоты, которое удаляется из помещения через неохваченную поверхность. Таким образом, теплота, передаваемая греющей поверхностью площадью А в помещение, равна
Эта длина трубы сохраняется для всех промежуточных этажей. Исходя из рис. 40.2, зная, можно построить кривую для выбранного расстояния между трубами (рис. 40.3). На этом же рисунке имеется кривая = Фш), построенная по средней температуре стенки трубы на остальных этажах (штрихпунктирная линия). Зная значение Qfr, которое следует по-этажно изменять, а также известную длину трубы L и расстояние между витками, по рис. 34.1 можно определить qiXs, а по рис.
40.2 — соответствующую температуру Поскольку, эту зависимость с очень хорошим приближением можно изобразить прямыми линиями. Значение Qfr с каждым этажом уменьшается пропорционально числу этажей, поэтому кривая также может быть заменена прямой линией.
Поэтажную среднюю температуру представим на уровне трети высоты этажа, поскольку основная часть змеевиков расположена в стене под окном.
Для самого верхнего и самого нижнего этажей примем ту температуру, которая получается при пересечении линии с уровнем пола верхнего этажа (на рисунке эта температура равна 52,6°С). Это значение будем считать действительным и для первого этажа. Далее примем во внимание, что на самом верхнем этаже следует обособленно смонтировать трубу длиной 3—3,5 м, соединяющую подающую и обратную магистрали. Ее теплоотдачу
Количество циркулирующей (без учета бесполезных теплопотерь панелей) воды т выражается зависимостью
Затем можно вычертить для этих двух уровней линию падения температуры как в подающей, так и в обратной ветви (см.
на рис. 40.3 линию температуры на подающей и обратной ветвях на одиннадцатом и первом этажах). Определение теплоотдачи змеевиков проводится после выявления двух значений, относящихся к трети высоты линий на графике
После того, как получены одинаковая средняя температура стенки трубы на первом и самом верхнем этажах и одинаковые снижения температуры ДХ=Д,0 и тем самым одинаковая теплоотдача
Общую длину змеевиков вычислили на основании теплопотерь на промежуточном этаже (на рис. 40.3 — на пятом) и температуры
Источник: http://engineeringsystems.ru/luchistoye-otopleniye/teplotehnicheskiy-raschet.php
Смотрите также:
- Формула расчета за отопление
- Формула расчета отопления помещения
пошаговая инструкция с примерами и формулами
При эксплуатации здания нежелательны как перегрев, так и замерзание. Определить золотую середину позволит теплотехнический расчет, который не менее важен, чем расчет экономичности, прочности, огнестойкости, долговечности.
На основании теплотехнических норм, климатических характеристик, паро- и влагопроницаемости осуществляется выбор материалов для возведения ограждающих конструкций. Как выполнить этот расчет, рассмотрим в статье.
Содержание статьи:
- Цель теплотехнического расчета
- Параметры для выполнения расчетов
- Формулы расчета
- Потери через ограждающие конструкции
- Недостатки расчета площади 900 09 Потери через домашнюю вентиляцию
- Пример теплотехнического расчета №1
- Пример теплотехнического расчета №2
- Пример теплотехнического расчета №3
- Пример теплового расчета №4
Назначение теплотехнического расчета
Многое зависит от теплотехнических характеристик капитального ограждения здания. Это и влажность конструктивных элементов, и температурные показатели, влияющие на наличие или отсутствие конденсата на межкомнатных перегородках и потолках.
Расчет покажет, сохраняются ли стабильные температурно-влажностные характеристики при плюсовых и минусовых температурах. В перечень этих характеристик входит и такой показатель, как количество тепла, теряемого ограждающими конструкциями в холодный период.
Вы не можете начать проектирование, не имея всех этих данных. На их основе выбирают толщину стен и перекрытий, последовательность слоев.
По нормам ГОСТ 30494-96 значения температуры внутри. В среднем это 21⁰. При этом относительная влажность должна оставаться в комфортных рамках, а это в среднем 37%. Наибольшая скорость движения воздушных масс – 0,15 м/с
Теплотехнический расчет направлен на определение:
- Идентичны ли конструкции заявленным требованиям по теплозащите?
- Так ли полностью обеспечен комфортный микроклимат внутри здания?
- Обеспечена ли оптимальная тепловая защита конструкций?
Основной принцип – соблюдение баланса разницы температурных показателей атмосферы внутренних конструкций ограждений и помещений.
Если его не соблюдать, эти поверхности будут поглощать тепло, а внутри температура будет оставаться очень низкой.
Изменения теплового потока не должны существенно влиять на внутреннюю температуру. Эта характеристика называется теплостойкостью.
Путем выполнения теплового расчета определяются оптимальные пределы (минимальные и максимальные) размеров стен и перекрытий по толщине. Это гарантия эксплуатации здания на протяжении длительного периода, как без сильного промерзания конструкций, так и без перегрева.
Параметры для выполнения расчетов
Для выполнения теплового расчета необходимы исходные параметры.
Зависят от ряда характеристик:
- Назначение здания и его тип.
- Ориентация вертикальных ограждающих конструкций относительно ориентации по сторонам света.
- Географические параметры будущего дома.
- Объем здания, его этажность, площадь.
- Типы и размерные данные дверных, оконных проемов.
- Вид отопления и его технические параметры.
- Количество постоянно проживающих.
- Материал вертикальных и горизонтальных ограждающих конструкций.
- Перекрытие верхнего этажа.
- Оборудован горячей водой.
- Тип вентиляции.
Другие конструктивные особенности сооружения учитываются при расчете. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций не должна способствовать переохлаждению внутри дома и снижению теплозащитных характеристик элементов.
Потери тепла вызывают и переувлажнение стен, а кроме того, это приводит к сырости, что отрицательно сказывается на долговечности здания.
В процессе расчета в первую очередь определяются теплотехнические характеристики строительных материалов, из которых изготавливается ограждающая конструкция. Кроме того, определению подлежит приведенное сопротивление теплопередаче и соответствие его нормативному значению.
Формулы для расчета
Утечки тепла в доме можно разделить на две основные части: потери через ограждающие конструкции и потери, вызванные функционированием.
Кроме того, тепло теряется при сбросе теплой воды в канализационную систему.
Потери через ограждающие конструкции
Для материалов, из которых состоят ограждающие конструкции, необходимо найти значение показателя теплопроводности Кт (Вт/м х град). Они есть в соответствующих справочниках.
Теперь, зная толщину слоев, по формуле: R = S / CT рассчитаем термическое сопротивление каждой единицы. Если конструкция многослойная, все полученные значения суммируются.
Размеры теплопотерь проще всего определить, сложив тепловые потоки через ограждающие конструкции, фактически образующие данное здание
Руководствуясь этой методикой, учитывайте тот момент, что материалы, входящие в состав конструкции, имеют различное строение. Учитывается также, что проходящий через них тепловой поток имеет различную специфику.
Для каждой отдельной конструкции теплопотери определяются по формуле:
Q = (A/R) x dT
Здесь:
- А – площадь в м².
- R – сопротивление конструкции теплопередачи.
- dT – разница температур снаружи и внутри. Его необходимо определить для самого холодного 5-дневного периода.
Выполняя расчет таким образом, можно получить результат только за самую холодную пятидневку. Суммарные теплопотери за весь холодный период года определяются с учетом параметра dT с учетом температуры не самой низкой, а средней.
Степень поглощения тепла, а также теплопередача зависят от влажности климата в регионе. По этой причине в расчетах используются карты влажности.
Далее рассчитайте количество энергии, необходимой для компенсации потерь тепла, ушедших как через ограждающие конструкции, так и через вентиляцию. Обозначается W.
Для этого есть формула:
W = ((Q + QB) x 24 x N) / 1000
В ней N – продолжительность отопительного периода в днях.
Недостатки расчета площади
Расчет по показателю площади не очень точен. Здесь не учитывается такой параметр, как климат, температурные показатели, как минимальные, так и максимальные, влажность.
Из-за игнорирования многих важных моментов расчет имеет существенные погрешности.
Часто их пытаются заблокировать, в проекте предусмотрен “запас”.
Если вы все-таки выбрали для расчета этот способ, необходимо учитывать следующие нюансы:
- При высоте вертикальных ограждений до трех метров и наличии не более двух проемов на одной поверхности результат лучше умножьте на 100 ватт.
- Если в проекте есть балкон, два окна или лоджия, умножается в среднем на 125 Вт.
- Если помещение производственное или складское, используется умножитель на 150 Вт.
- При размещении радиаторов возле окон их расчетная мощность увеличивается на 25%.
Формула площади:
Q = S x 100 (150) W.
Здесь Q – комфортный уровень тепла в здании, S – площадь с отоплением в м². Цифры 100 или 150 – удельное количество тепловой энергии, затраченное на обогрев 1 м².
Потери через домашнюю вентиляцию
Ключевым параметром в данном случае является кратность воздухообмена.
При условии, что стены дома паропроницаемы, эта величина равна единице.
Проникновение холодного воздуха в дом осуществляется приточной вентиляцией. Вытяжная вентиляция способствует оттоку теплого воздуха. Снижает потери через вентиляцию теплообменника. Он не дает теплу уйти вместе с вытяжным воздухом, а сам обогревает входящие потоки
Обеспечивает полное обновление воздуха внутри здания за один час. Здания, построенные по стандарту DIN, имеют стены с пароизоляцией, поэтому здесь коэффициент воздухообмена принимается равным двум.
Существует формула, по которой определяются потери тепла через систему вентиляции:
Qw = (V x Qu: 3600) x P x C x dT
Здесь символы обозначают следующее:
- Qв – потери тепла.
- V – объем помещения в мᶾ.
- P — плотность воздуха. его значение принимается равным 1,2047 кг/мᶾ.
- Kv – коэффициент воздухообмена.
- C – удельная теплоемкость. Он равен 1005 Дж/кг х Кл.
По результатам данного расчета можно определить мощность теплогенератора системы отопления. Если значение мощности слишком велико, ситуация может стать выходом из положения. . Давайте рассмотрим несколько примеров домов из разных материалов.
Пример теплотехнического расчета №1
Рассчитываем жилой дом, расположенный в 1 климатическом районе (Россия), подрайон 1Б. Все данные взяты из таблицы 1 СНиП 23-01-99. Самая низкая температура наблюдается за пять дней с безопасностью 0,9.2 – tн = -22⁰С.
В соответствии со СНиП отопительный период (зоп) длится 148 дней. Средняя температура за отопительный период при среднесуточных показателях температуры воздуха на улице составляет 8⁰ – общ = -2,3⁰. Температура наружного воздуха в отопительный сезон tht = -4,4⁰.
Теплопотери дома – важнейший момент на этапе проектирования. От результатов расчета зависит выбор строительных материалов и утеплителя. Нулевых потерь не бывает, но стремитесь к тому, чтобы они были максимально целесообразными.
Условием предусмотрено, что в комнатах дома должна быть обеспечена температура 22 дома. Дом имеет два этажа и стены толщиной 0,5 м. Его высота 7 м, размеры в плане 10 х 10 м. Материал вертикальных стен – теплая керамика. Для него коэффициент теплопроводности составляет 0,16 Вт/м х Кл.
В качестве наружного утеплителя использовалась минеральная вата, толщиной 5 см. Величина КТ для нее равна 0,04 Вт/м х С. Количество оконных проемов в доме 15 шт. 2,5 м² каждая.
Потери тепла через стены
В первую очередь необходимо определить тепловое сопротивление как керамической стены, так и изоляции. В первом случае R1 = 0,5: 0,16 = 3,125 кв.м x C/Вт. Во втором – R2 = 0,05: 0,04 = 1,25 кв.м x C/Вт. В целом для вертикальной ограждающей конструкции: R = R1 + R2 = 3,125 + 1,25 = 4,375 кв.м x С/Вт.
Поскольку теплопотери имеют прямопропорциональную зависимость от площади ограждающих конструкций, вычисляем площадь стен:
А = 10 х 4 х 7 – 15 х 2,5 = 242,5 м²
Теперь можно определить потери тепла через стены:
Qc = (242,5:4,375) х (22 – (-22)) = 2438,9 Вт
Потери тепла через горизонтальные перегородки рассчитываются аналогичным образом.
В результате все результаты суммируются.
Если есть подвал, то теплопотери через фундамент и пол будут меньше, так как в расчете участвует температура грунта, а не наружного воздуха
Если подвал под полом первого этажа отапливается, то пол можно не утеплять. Стены подвала все же лучше обшить утеплителем, чтобы тепло не уходило в землю.
Определение потерь через вентиляцию
Для упрощения расчета толщину стен не учитывать, а просто определить объем воздуха внутри:
V = 10х10х7 = 700 мᶾ.
При кратности воздухообмена Kv = 2 потери тепла составят:
Qw = (700 x 2): 3600) x 1,2047 x 1005 x (22 – (-22)) = 20 776 Вт.
Если Kv = 1:
Qw = (700 x 1): 3600) x 1,2047 х 1005 х (22 – (-22)) = 10 358 Вт.
Эффективную вентиляцию жилых зданий обеспечивают роторные и пластинчатые рекуператоры. КПД первого выше, он достигает 90%.
Пример теплотехнического расчета № 2
Требуется рассчитать потери через кирпичную стену толщиной 51 см.
Утеплен 10-сантиметровым слоем минеральной ваты. Снаружи – 18⁰, внутри – 22⁰. Размеры стены составляют 2,7 м в высоту и 4 м в длину. Единственная внешняя стена помещения ориентирована на юг, наружных дверей нет.
Для кирпича коэффициент теплопроводности Кт = 0,58 Вт/мºС, для минеральной ваты – 0,04 Вт/мºС. Тепловое сопротивление:
R1 = 0,51: 0,58 = 0,879 кв.м x С/Вт. R2 = 0,1:0,04=2,5 кв.м х С/Вт. В общем случае для вертикальной ограждающей конструкции: R=R1+R2=0,879+2,5=3,379 кв. м x C / Вт.
Площадь внешней стены A = 2,7 x 4 = 10,8 м²
Потери тепла через стену:
Qc = (10,8:3,379) x (22 – (-18)) = 127,9 Вт.
Для расчета потерь через окна используется та же формула, но их термическое сопротивление обычно указывается в паспорте и рассчитывать его не нужно.
В теплоизоляции дома окна являются «слабым звеном». Через них проходит довольно большая доля тепла. Многослойные стеклопакеты, теплоотражающие пленки, двойные рамы снизят потери, но даже это не поможет полностью избежать потерь тепла
Если окна дома размерами 1,5 х 1,5 м² энергосберегающие, ориентированы на север , а термическое сопротивление 0,87 м2°С/Вт, то потери составят:
Qo = (2,25:0,87) х (22 – (-18)) = 103,4 т.
Пример теплотехнического расчета № 3
Выполняем тепловой расчет деревянного сруба с фасадом, возведенным из сосновых бревен с толщиной слоя 0,22 м. Коэффициент для этого материала К = 0,15. При таком раскладе теплопотери составят:
R = 0,22: 0,15 = 1,47 м² х ⁰C/Вт.
Минимальная пятидневная температура -18⁰, для комфорта в доме устанавливается температура 21⁰. Разница составляет 39⁰. Если исходить из площади 120 м², то получим результат:
Qc = 120 х 39:1,47 = 3184 Вт.
Для сравнения определяем потери кирпичного дома. Коэффициент для силикатного кирпича равен 0,72.
R = 0,22: 0,72 = 0,306 м² x ⁰C / Вт.
Qs = 120 x 39: 0,306 = 15 294 Вт.
В тех же условиях деревянный дом более экономичен. Силикатный кирпич для возведения стен здесь совершенно не подходит.
Деревянная конструкция обладает высокой теплоемкостью. Его ограждающие конструкции долго сохраняют комфортную температуру. Тем не менее, даже бревенчатый дом нужно утеплять и лучше это делать как изнутри, так и снаружи
Строители и архитекторы рекомендуют заняться грамотным подбором оборудования и на этапе проектирования дома подобрать подходящую систему утепления.
Пример теплового расчета №4
Дом будет построен в Московской области. Для расчета была взята стена, созданная из пеноблоков. Как применяется изоляция. Отделка конструкции – штукатурка с обеих сторон. Его структура известковая и песчаная.
Пенополистирол имеет плотность 24 кг/мᶾ.
Относительная влажность воздуха в помещении 55% при средней температуре 20⁰. Толщина слоя: штукатурка
- – 0,01 м;
- пенобетон – 0,2 м;
- пенополистирол – 0,065 м.
Задача найти необходимое сопротивление теплопередаче и фактическое. Необходимая Ртр определяется подстановкой значений в выражение:
Ртр = а х ГСОП + b
где ГОСП – градусо-день отопительного сезона, а а и b – коэффициенты, взятые из таблицы № 3 Свода правил 50.13330.2012. Поскольку здание жилое, а равно 0,00035, b = 1,4.
ГСОП рассчитывается по формуле, взятой из того же СП:
ГСОП = (тв – общ) х зот.
В этой формуле тв = 20⁰, tф = -2,2⁰, zф – 205 – отопительный период в днях.
Отсюда:
ГСОП = (20 – (-2,2)) х 205 = 4551⁰ С х сут.;
Rтр = 0,00035 х 4551 + 1,4 = 2,99 м2 х С/Вт.
Используя таблицу № 2 СП50.13330.2012, определить коэффициент теплопроводности для каждого слоя стены:
- λb1 = 0,81 Вт/м ⁰С;
- λb2 = 0,26 Вт/м ⁰С;
- λb3 = 0,041 Вт/м ⁰С;
- λb4 = 0,81 Вт/м ⁰С.
Суммарное условное сопротивление теплопередаче Ro, равное сумме сопротивлений всех слоев. Рассчитайте его по формуле:
Эта формула взята из СП 50.13330.2012. Здесь 1/ср – противодействие тепловосприятию внутренних поверхностей. 1 / en – то же внешнее, δ / λ – сопротивление теплового слоя
Подставляя значения получаем: = 2,54 м2 °С/Вт. Rf определяют умножением Ro на коэффициент r, равный 0,9:
Rf = 2,54 х 0,9 = 2,3 м2 х °С/Вт.
Результат обязывает изменить конструкцию ограждающего элемента, так как фактическое термическое сопротивление меньше расчетного.
Существует множество компьютерных сервисов, которые ускоряют и упрощают расчеты.
Теплотехнические расчеты непосредственно связаны с определением . Что это такое и как найти его значение, вы узнаете из статьи, которую мы рекомендуем.
Выводы и полезное видео по теме
Выполнение теплотехнического расчета с помощью онлайн-калькулятора:
Правильный теплотехнический расчет:
Грамотный теплотехнический расчет позволит оценить эффективность утепления наружных элементов дома, определить мощность необходимого отопительного оборудования.
В результате вы сможете сэкономить на покупке материалов и отопительных приборов. Лучше заранее узнать, справится ли оборудование с обогревом и кондиционированием здания, чем покупать все наобум.
Пожалуйста, оставляйте комментарии, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи в блоке ниже. Расскажите о том, как теплотехнический расчет помог вам выбрать отопительное оборудование необходимой мощности или систему утепления.
Не исключено, что ваша информация будет полезна посетителям сайта.
Теплотехнический расчет теплообменника для гелиоустановок
Фуад Мамедов
Азербайджанская Государственная Нефтяная Академия, Азербайджанская Республика, AZ1010, г. Баку, Д. Алиева 227
Адрес для корреспонденции: Фуад Мамедов, Азербайджанская Государственная Нефтяная Академия, Азербайджанская Республика, AZ1010, город Баку, Д. Алиева 227.
| Электронная почта: |
Copyright © 2012 Научное и академическое издательство. Все права защищены.
Аннотация
Статья посвящена использованию теплообменного аппарата, используемого при механической очистке нефтесодержащих вод механическими способами. Здесь, как один из основных элементов солнечной энергетической установки, имеющей фокусирующий концентратор, были представлены общие тепловые и энергетические расчеты теплообменного аппарата.
Ключевые слова: Теплообменник, Расчет тепловой энергии, Солнечная энергия, Солнечная электростанция с параболическим желобом, Первичная очистка нефтесодержащих сточных вод
Процитируйте эту статью: Фуад Мамедов, Теплотехнический расчет теплообменника для солнечных электростанций, Наука и техника , Vol. 3 № 2, 2013. С. 55-60. doi: 10.5923/j.scit.20130302.02.
Описание статьи
- 1. Введение
- 2. Экспериментальная методика и результаты
- 3. Теплотехнический расчет теплообменника
- 904 08 4. Выводы
- Номенклатура
1 Введение
- В настоящее время в наземных нефтяных скважинах очистка нефтесодержащих вод является одним из основных вопросов. Воды, сбрасываемые нефтью и нефтедобычей, имеют в составе большое количество вредных токсичных веществ и тяжелых металлов, которые могут загрязнять другие соседние водоемы, нанося огромный экологический ущерб.
В результате медико-гигиеническая катастрофа влияет на окружающую среду, в том числе на фауну, флору и т.д. Решению этого вопроса послужит сбор нефти на экспорт и улучшение экологического состояния. Наиболее выгодным среди прочих способов очистки нефтесодержащих отходов является механический способ. В то время как применение механического способа утилизации тепловой энергии значительно увеличивает производительность. Для использования тепла в процессах необходимы в основном теплообменные аппараты. В технологических процессах, где используется солнечная энергия с помощью фокусирующих концентраторов, большое значение имеет эксплуатация теплообменных аппаратов. Основными параметрами теплообменников являются высокая производительность, малый вес (металлоемкость) и минимальные теплопотери. Теплообменники делятся на две группы: рекуперативные и регенеративные теплообменные аппараты. Теплообменные аппараты, используемые на нефтепромыслах и в других отраслях промышленности, должны быть рекуперативного типа.
Различные конструкции теплообменников такого типа применялись в высокотемпературных солнечных энергетических установках для подготовки сырой нефти и очистки нефтесодержащих вод[1,2]. С технологической и конструктивной точек зрения рекуперативные теплообменники слишком надежны. Передача тепла в рекуперативном теплообменнике от одной среды к другой происходит в жестком слое. Поэтому между любыми двумя видами веществ возможен процесс теплообмена. Поэтому теплотехнический расчет процесса необходимо учитывать при предварительном изучении процесса теплообмена в теплообменных аппаратах между теплоносителем и нефтеотходами. Для этого необходимо определить следующие параметры.2. Экспериментальная методика и результаты
- В ходе эксперимента измеряется плотность солнечного излучения-Вт/м 2 , температура воздуха ℃, скорость ветра-м/сек. Для проверки работоспособности установки ранее в начальных опытах в качестве нагревающей (вода) и нагреваемой (маслосодержащие сточные воды) материи принималась вода-вода[3].
Из-за отсутствия конвекции полученной температуры из-за отражения солнечных лучей от концентратора солнечный реактор был помещен внутрь трубы из молибденового стекла диаметром, толщиной и длиной. Интегральное светопропускание трубы из молибденового стекла в солнечном спектре. Для повышения эффективности и получения изотермических условий поверхность реактора, поглощающая солнечные лучи, была покрыта селективной черной хромированной поверхностью и окружена прозрачными стеклянными трубками. Расстояние между стеклянными и стальными трубами вакуумировано, что дает возможность свести потери тепла к минимуму. Как правило, из-за отсутствия потерь тепла во всей системе, в которой движется теплопередача, использовалась стекловата и специальное покрытие. Калиброванные хромель-копелевые термопары устанавливались на подходящие места для измерения разности температур на внутренней и внешней поверхности солнечного реактора, стеклянной трубы, теплообменника, а также для измерения температуры масла и теплоотдачи на входе и выходе.
Выходы термопары были присоединены к цифровому потенциометру. В соответствии с коэффициентом потенциометра температуры указаны в тарировочной таблице. В качестве теплоносителя принимается вода.3. Теплотехнический расчет теплообменника
- Определить потери тепла, которые происходят за счет излучения и конвекции в полимерных трубах, соединяющих выход солнечного реактора и вход теплообменника в солнечном коллекторе. энергетические установки, имеющие фокусирующие концентраторы. Для этого можно использовать следующую формулу. ● Соответственно можно рассчитать тепловые потери на поверхности соединения линий связи (резиновой трубки), которые происходят путями облучения.
| (1) |
. ● Потери тепла конвекционными путями на поверхности присоединения линий связи,| (2) |
| (3) |
| (4) |
| (5) |
| (6) |
Средняя температура подогреваемых нефтесодержащих сточных вод:| (7) |
| (8) |
| (9) |
| (10) |
| (11) |
| (12 ) |
| (13) |
| (14) |
| (15) |
| (16) |
| (17) |
| (18) |
| (20) |
| (21) | 903 85
| (22) |
| (23) | 9 0385
| (24) |
0382 Длина трубы теплообменника:| (26) |
| (27) |
| (28) |
| (29) |
| (30) |
Температура поверхности первого слоя:| (31) |
– Температура нефтесодержащих сточных вод на входе, . – Температура нефтесодержащих сточных вод на выходе, . Средняя температура теплопередачи, . Средняя температура нефтесодержащих сточных вод, . – Плотность теплопередачи при средней температуре, . – Плотность нефтесодержащих сточных вод при средней температуре, . – Теплопроводность теплопередачи при средней температуре, . – Теплопроводность нефтесодержащих сточных вод при средней температуре, . – Критерий Прандтля теплопередачи при средней температуре. – Критерий Прандтля нефтесодержащих сточных вод при средней температуре. – Коэффициент кинематической вязкости теплопередачи при средней температуре, .
– Наружный диаметр трубы, по которой проходит теплопередача, . – Внутренний диаметр трубы, по которой текут нефтесодержащие сточные воды, . – Наружный диаметр трубы, по которой проходят нефтесодержащие сточные воды, . – Критерии Рейнольдса для теплопередачи. – Критерии Рейнольдса для нефтесодержащих сточных вод. – Критерии Нуссельта для теплопередачи.
Среднее логарифмическое падение температуры для теплообменника с противотоком, . – Плотность теплового потока в каждом 1 м трубы теплообменника с прямотоком, . – Плотность теплового потока в каждом 1 м трубы теплообменника с противотоком, .
– Сумма секций теплообменника с прямотоком. – Количество секций теплообменника с противотоком.