+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

как рассчитать теплопотери здания с помощью калькулятора

Энергоэффективная реконструкция здания поможет сэкономить тепловую энергию и повысить комфортность жизни. Наибольший потенциал экономии заключается в хорошей теплоизоляции наружных стен и крыши. Самый простой способ оценить возможности эффективного ремонта – это потребление тепловой энергии. Если в год потребляется более 100 кВт ч электроэнергии (10 м³ природного газа) на квадратный метр отапливаемой площади, включая площадь стен, то энергосберегающий ремонт может быть выгодным.

Расчет теплопотерь здания

Потери тепла через внешнюю оболочку

Основная концепция энергосберегающего здания – это сплошной слой теплоизоляции над нагретой поверхностью контура дома.

  1. Крыша. С толстым слоем теплоизоляции потери тепла через крышу можно уменьшить;

Важно! В деревянных конструкциях теплозащитное уплотнение крыши затруднено, так как древесина набухает и может повреждаться от большой влажности.

  1. Стены. Как и с крышей, потери тепла снижаются при применении специального покрытия. В случае внутренней теплоизоляции стен существует риск того, что конденсат будет собираться за изоляцией, если влажность в помещении слишком высокая;

Способы выхода тепла из дома

  1. Пол или подвал. По практическим соображениям тепловая изоляция производится изнутри здания;
  2. Термические мосты. Тепловые мосты представляют собой нежелательные охлаждающие ребра (теплопроводники) снаружи здания. Например, бетонный пол, который одновременно является балконным полом. Многие тепловые мосты находятся в области почвы, парапетах, оконных и дверных рамах. Существуют также временные тепловые мосты, если детали стен закреплены металлическими элементами. Термомосты могут составлять значительную часть потерь тепла;
  3. Окна. За последние 15 лет теплоизоляция оконного стекла улучшилась в 3 раза. Сегодняшние окна обладают специальным отражающим слоем на стеклах, что уменьшает потери излучения, это одно,- и двухкамерные стеклопакеты;
  4. Вентиляция. Обычное здание имеет воздушные утечки, особенно в области окон, дверей и на крыше, что обеспечивает необходимый воздухообмен. Однако в холодное время года это вызывает значительные теплопотери дома от выходящего нагретого воздуха. Хорошие современные здания достаточно воздухонепроницаемы, и необходимо регулярно вентилировать помещения, открывая окна на несколько минут. Чтобы уменьшить потери тепла за счет вентиляции, все чаще устанавливаются комфортные вентиляционные системы. Этот вид теплопотерь оценивается в 10-40%.

Термографические съемки в здании с плохой изоляцией дают представление о том, как много тепла теряется. Это очень хороший инструмент для контроля качества ремонта или нового строительства.

Термографическая съемка здания

Способы оценки теплопотерь дома

Существуют сложные методики расчетов, учитывающие различные физические процессы: конвекционный обмен, излучение, но они часто являются излишними. Обычно используются упрощенные формулы, а при необходимости можно добавить к полученному результату 1-5%. Ориентация здания учитывается в новых постройках, но солнечное излучение также не влияет значительно на расчет теплопотерь.

Важно! При применении формул для расчетов потерь тепловой энергии всегда учитывается время нахождения людей в том или ином помещении. Чем оно меньше, тем меньшие температурные показатели надо брать за основу.

Чтобы рассчитать теплопотери здания, можно воспользоваться несколькими способами:

  1. Усредненные величины. Самый приблизительный метод, не обладает достаточной точностью. Существуют таблицы, составленные для отдельных регионов с учетом климатических условий и средних параметров здания. Например, для конкретной местности указывается значение мощности в киловаттах, необходимое для нагрева 10 м² площади помещения с потолками высотой 3 м и одним окном. Если потолки ниже или выше, и в комнате 2 окна, показатели мощности корректируются. Этот метод совершенно не учитывает степень теплоизоляции дома и не даст экономии тепловой энергии;
  2. Расчет теплопотерь ограждающего контура здания. Суммируется площадь внешних стен за вычетом размеров площадей окон и дверей. Дополнительно находится площадь крыши с полом. Дальнейшие расчеты ведутся по формуле:

Q = S x ΔT/R, где:

  • S – найденная площадь;
  • ΔT – разность между внутренней и наружной температурами;
  • R – сопротивление передаче тепла.

Результат, полученный для стен, пола и крыши, объединяется. Затем добавляются вентиляционные потери.

Важно! Такой подсчет теплопотерь поможет определиться с мощностью котла для здания, но не позволит рассчитать покомнатное количество радиаторов.

  1. Расчет теплопотерь по комнатам. При использовании аналогичной формулы рассчитываются потери для всех комнат здания по отдельности. Затем находятся теплопотери на вентиляцию путем определения объема воздушной массы и примерного количества раз в день ее смены в помещении.

Важно! При расчете вентиляционных потерь нужно обязательно учитывать назначение помещения. Для кухни и ванной комнаты необходима усиленная вентиляция.

Пример расчета теплопотерь жилого дома

Применяется второй способ расчета, только для внешних конструкций дома. Через них уходит до 90 процентов тепловой энергии. Точные результаты важны, чтобы выбрать необходимый котел для отдачи эффективного тепла без излишнего нагрева помещений. Также это показатель экономической эффективности выбранных материалов для теплозащиты, показывающий, как быстро можно окупить затраты на их приобретение. Расчеты упрощенные, для здания без наличия многослойного теплоизоляционного слоя.

Дом обладает площадью 10 х 12 м и высотой 6 м. Стены толщиной в 2,5 кирпича (67 см), покрытые штукатуркой, слоем 3 см. В доме 10 окон 0,9 х 1 м и дверь 1 х 2 м.

Расчет сопротивления передаче тепла стен:

  1. R = n/λ, где:
  • n – толщина стен,
  • λ – удельная теплопроводность (Вт/(м °C).

Это значение ищется по таблице для своего материала.

Таблица теплопроводности строительных материалов

  1. Для кирпича:

Rкир = 0,67/0,38 = 1,76 кв.м °C/Вт.

  1. Для штукатурного покрытия:

Rшт = 0,03/0,35 = 0,086 кв.м °C/Вт;

  1. Общая величина:

Rст = Rкир + Rшт = 1,76 + 0,086 = 1,846 кв.м °C/Вт;

Вычисление площади внешних стен:

  1. Общая площадь внешних стен:

S = (10 + 12) х 2 х 6 = 264 кв.м.

  1. Площадь окон и дверного проема:

S1 = ((0,9 х 1) х 10) + (1 х 2) = 11 кв.м.

  1. Скорректированная площадь стен:

S2 = S — S1 = 264 — 11 = 253 кв.м.

Тепловые потери для стен будут определяться:

Q = S x ΔT/R = 253 х 40/1,846 = 6810,22 Вт.

Термосопротивление различных стен

Важно! Значение ΔT взято произвольно. Для каждого региона в таблицах можно отыскать среднее значение этой величины.

На следующем этапе идентичным образом высчитываются теплопотери через фундамент, окна, крышу, дверь. При вычислении показателя тепловых потерь для фундамента берется меньшая разность температур. Затем надо просуммировать все полученные цифры и получить итоговую.

Чтобы определить возможный расход электроэнергии на отопление, можно представить эту цифру в кВт ч и рассчитать ее за отопительный сезон.

Если использовать только цифру для стен, получается:

6810,22 х 24 = 163,4 кВт ч;

163,4 х 30 = 4903,4 кВт ч;

  • за отопительный сезон 7 месяцев:

4903,4 х 7 =34 323,5 кВт ч.

Когда отопление газовое, определяется расход газа, исходя из его теплоты сгорания и коэффициента полезного действия котла.

Тепловые потери на вентиляцию

Чтобы рассчитать общие потери на весь дом, нужно:

  1. Найти воздушный объем дома:

10 х 12 х 6 = 720 м³;

  1. Масса воздуха находится по формуле:

М = ρ х V, где ρ – плотность воздуха (берется из таблицы).

М = 1, 205 х 720 = 867,4 кг.

  1. Надо определить цифру, сколько раз сменяется воздух во всем доме за сутки (например, 6 раз), и высчитать теплопотери на вентиляцию:

Qв = nxΔT xmx С, где С – удельная теплоемкость для воздуха, n – число раз замены воздуха.

Qв = 6 х 40 х 867,4 х 1,005 = 209217 кДж;

  1. Теперь надо перевести в Квт ч. Так как в одном киловатт-часе 3600 килоджоулей, то 209217 кДж = 58,11 кВт ч

Некоторые методики расчета предлагают взять потери тепла на вентиляцию от 10 до 40 процентов общих теплопотерь, не высчитывая их по формулам.

Для облегчения расчетов теплопотерь дома есть калькуляторы онлайн, где можно вычислить результат для каждой комнаты или дома целиком. В предлагаемые поля просто вводятся свои данные.

Учитывая полученные цифры, рекомендуется изучить внешнюю и внутреннюю конструкцию здания для поиска уязвимостей и принять соответствующие меры.

Видео

Оцените статью:

Расчет теплопотерь дома | Тепло и энергия для Вас

Коэффициенты(К)

 

= ватт/м2 х м2 х К1 х К2 х К3 х К4 х К5 х К6 х К7 = ватт

Где:

– теплопотери дома., ватт/м2 – удельная величина тепловых потерь (65-80 ватт/м2), которая состоит из теплового потока через материалы окон, стен и потолка, вентиляция и т.п., м2 – площадь помещения., К – коэффициенты.

Пример расчета теплопотерь дома (общей площадью 100 м2).

 

К1 – двойной стеклопакет К1=1,0

К2 – материал стен (ж/бетон,кирпич,утеплитель) К2=1,0

К3 – отношение площади окон к площади пола 20% К3=1,0

К4 – температура на улице -20°С К4=1,0

К5 – число наружных стен К5=1,33

К6 – помещение над расчетным (холодный чердак) К6=1,0

К7 – высота комнат 2,5м К7=1,0

=72,5 х 100 х 1,0 х 1,0 х 1,0 х 1,0 х1,33 х 1,0 х 1,0 = 9642 ватт

Теплопотери дома — лишь составная часть его теплового баланса. Не поленитесь прочесть дальше о тепловом балансе дома.

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ДОМА

Выше Вы ознакомились с приближенными расчетами теплопотерь дома. Но этот расчет является лишь составной частью общего теплового баланса дома, где учитываются и другие факторы тепловых потерь, а также и иные источники поступления тепла.

Дополнительные потери тепла

1. Большое значение имеет влажностной режим помещения, непосредственно связанный с тепловым. Оптимальная относительная влажность жилого помещения 50-60%. Источниками влаги в помещении являются: приготовление пищи, стирка и глажение белья, душ, ванная, влажная уборка, растения, потоотделение человека. Средняя семья может вносить до 15л в сутки в атмосферу своего жилища. Влага содержится в воздухе в виде водяных паров, и максимальная величина влагосодержания зависит от температуры воздуха:

Например, если у Вас при температуре внутри помещения 20oC содержится 10,7г/м3 влаги, то тогда температура снизится до 12oC, влажность воздуха будет уже 100%, и дальнейшее понижение температуры приведет к конденсации влаги с ее выпадением преимущественно на быстро остывающие конструкции здания. Поэтому, если в холодный период года Вы приезжаете в загородный дом иногда, или наоборот, проживаете в нем постоянно, но иногда выезжаете на некоторое продолжительное время, обязательно следует тщательно проветривать помещение перед тем, как уехать. Это позволит Вам сохранить ограждающие конструкции здания от конденсации на них влаги и уберечь их от гниения, плеснеобразования и намокания. Повышенное влагонасыщение ограждающих конструкций приводит к увеличению теплопотерь, что проиллюстрировано на рис.2

2. Поскольку компания профессионально занимается не только выпуском электроотопительного оборудования, но и отопительными системами, у нас существует многолетняя база данных по европейской части Российской Федерации о максимальных из средних (по румбам) скоростей ветра и максимальных (из средних) температурных характеристиках наиболее холодного месяца — января. Средняя температура на европейской части РФ в январе -3,6oC, направление ветра (среднее, по румбам) юго-запад.

Дополнительные поступления тепла

1. Тепло в помещение может поступать при работе электронагревательных приборов, радио-телевизионной аппаратуры, холодильника, стиральной машины, утюга, фена и другого электрооборудования. Значительное количество теплоты выделяется при приготовлении пищи. Оглянитесь у себя в доме — зная, например, количество включенных электролампочек и их суммарную мощность, а также мощность другого включенного электрооборудования, можно приблизительно подсчитать количество дополнительного тепла, поступающего в Ваш дом. Для приведенного в предыдущем разделе сайта примера дома площадью 100 м2 эти цифры составят 2-3 кВт в час.

2. Выделяют тепловую энергию также люди и домашние животные, например: при выполнении легкой, средней и тяжелой работы человек выделяет, в среднем, соответственно до 172 Вт; 172-193 Вт; более 193 Вт. Считайте сами.

3. Есть и в природе положительный фактор — плюсовая часть теплового баланса. Это инсоляция (солнечная радиация).

Температурные показатели в таблице выведены на основании статистических данных об интенсивности воздействия солнечной радиации на поверхность стен и окон (вт/м2) и ее продолжительности (час), географическая широта 60o (Ленинградская область).

4. Мы редко задумываемся, что такое комфорт, когда нам хорошо и уютно, зато состояние теплового дискомфорта, когда мерзнут ноги, дует в спину, сыреют стены, быстро выводит из равновесия и не дает полноценно жить, работать, отдыхать. Все комфортные условия жилища и рабочего места имеют свои определенные физические параметры, а, следовательно, поддаются контролю и регулированию.

В качестве расчетной температуры в зимний период для определения теплопотери и подбора теплогенератора принимается (согласно рекомендаций нормативной литературы) 18oC.Нормативный температурный перепад между температурой воздуха внутри жилого помещения, наружной стеной, чердачным перекрытием и полом первого этажа не более 6,4 и 2oC соответственно. Запомните это и не вешайте термометр на внешнюю стену помещения — обязательно обманет. Полезно, с точки зрения гигиенистов, снижать температуру на 2-3oC ночью в спальне, что связано с изменением интенсивности обмена веществ.

Вы ознакомились с основами теплового баланса здания. Основываясь на этих знаниях, Вы можете самостоятельно подобрать необходимое оборудование для отопления конкретного помещения или поручить это дело профессионалам.



Поделиться ссылкой на страницу:

Теплотехнический расчет конструкции здания

Основой для определения тепловой нагрузки систем отопления является процедура проведения теплотехнического расчета конструкций здания с учетом всех конструктивных особенностей используемых строительных материалов и их теплоизоляционных свойств. В расчетах также учитывается ориентация здания по сторонам света, наличие естественной или механической систем вентиляции и многие другие факторы теплового баланса помещений.

Методы расчета тепловой нагрузки системы отопления

  1. Расчет потерь тепла по площади помещений.
  2. Определение величины теплопотерь исходя из наружного объема здания.
  3. Точный теплотехнический расчет всех конструкций жилого дома с учетом теплофизических коэффициентов материалов.

Расчет потерь тепла по площади помещений

Первым методом расчета тепловой нагрузки системы отопления пользуются для укрупненного определения мощности системы отопления всего дома и общего понимания количества и типа радиаторов, а также мощности котельного оборудования. Так как метод не учитывает регион строительства (расчетную наружную температуру зимой), количество потерь тепла через фундаменты, крыши или нестандартное остекление, то количество потерь тепла, рассчитанное укрупненным методом исходя из площади помещения, может быть как больше, так и меньше фактических значений.

Источники теплопотерь здания

А при использовании современных теплоизоляционных материалов мощность котельного оборудования может быть определена с большим запасом. Таким образом, при устройстве систем отопления возникнет большой перерасход материалов и будет приобретено более дорогостоящее оборудование. Поддержание комфортной температуры в помещениях будет возможно только при условии, что будет установлена современная автоматика, которая не допустит перегрева помещений выше комфортных температур.

В худшем случае, мощность системы отопления может быть занижена и дом в самые холодные дни не будет прогрет.

Тем не менее, этим способом определения мощности систем отопления пользуются достаточно часто. Следует только понимать, в каких случаях такие укрупненные расчеты приближены к реальности.

Итак, формула для укрупненного определения количества теплопотерь выглядит следующим образом:

Q=S*100 Вт (150 Вт),

Q — требуемое количество тепла, необходимое для обогрева всего помещения, Вт

S — отапливаемая площадь помещения, м?

Значение 100-150 Ватт является удельным показателем количества тепловой энергии, приходящейся для обогрева 1 м?.

При использовании первого метода для укрупненного метода расчета тепловой мощности следует ориентироваться на следующие рекомендации:

  • В случае, когда в расчетном помещении из наружных ограждающих конструкций имеются одно окно и одна наружная стена, а высота потолков менее трех метров, то на 1м2 отапливаемой площади приходится 100 Вт тепловой энергии.
  • При расчете углового помещения с двумя оконными конструкциями или балконными блоками либо помещение высотой более трех метров, то в диапазон удельной тепловой энергии на 1 м2 составляет от 120 до 150 Вт.
  • Если же прибор отопления в будущем планируется устанавливать под окном в нише либо декорировать защитными экранами, поверхность радиаторов и, следовательно, их мощность необходимо увеличить на 20-30%. Это обусловлено тем, что тепловая мощность радиаторов будет частично тратиться на прогрев дополнительных конструкций.

Расчет тепловой мощности исходя из объема помещения

Этот метод определения тепловой нагрузки на системы отопления наименее универсален, чем первый, так как предназначен для расчетов помещений с высокими потолками, но при этом не учитывает, что воздух под потолком всегда теплее, чем в нижней части комнаты и, следовательно, количество потерь тепла будет различаться зонально.

Тепловая мощность системы отопления для здания или помещения с потолками выше стандартных рассчитывается исходя из следующего условия:

Q=V*41 Вт (34 Вт),

где V – наружный объем помещения в м?,

А 41 Вт – удельное количество тепла, необходимое для обогрева одного кубометра здания стандартной постройки (в панельном доме). Если строительство ведется с применением современных строительных материалов, то удельный показатель теплопотерь принято включать в расчеты со значением 34 Ватт.

При использовании первого или второго метода расчета теплопотерь здания укрупненным методом можно пользоваться поправочными коэффициентами, которые в некоторой степени отражают реальность и зависимость потерь тепла зданием в зависимости от различных факторов.

  1. Тип остекления:
  • тройной пакет 0,85,
  • двойной 1,0,
  • двойной переплет 1,27.
  1. Наличие окон и входных дверей увеличивает величину потерь тепла дома на 100 и 200 Ватт соответственно.
  2. Теплоизоляционные характеристики наружных стен и их воздухопроницаемость:
  • современные теплоизоляционные материалы 0,85
  • стандарт (два кирпича и утеплитель) 1,0,
  • низкие теплоизоляционные свойства или незначительная толщина стен 1,27-1,35.
  1. Процентное отношение площади окон к площади помещения: 10%-0,8, 20%—0,9, 30%—1,0, 40%—1,1, 50%—1,2.
  2. Расчет для индивидуального жилого дома должен производиться с поправочным коэффициентом порядка 1,5 в зависимости от типа и характеристик используемых конструкций пола и кровли.
  3. Расчетная температура наружного воздуха в зимний период (для каждого региона своя, определяется нормативами): -10 градусов 0,7, -15 градусов 0,9, -20 градусов 1,10, -25 градусов 1,30, -35 градусов 1,5.
  4. Тепловые потери так же растут в зависимости от увеличения количества наружных стен по следующей зависимости: одна стена – плюс 10% от тепловой мощности.

Но, тем не менее, определить какой метод даст точный и действительно верный результат тепловой мощности отопительного оборудования можно лишь после выполнения точного и полного теплотехнического расчета здания.

Теплотехнический расчет индивидуального жилого дома

Приведенные выше методики укрупненных расчетов больше всего ориентированы на продавцов или покупателей радиаторов систем отопления, устанавливаемых в типовых многоэтажных жилых домах. Но когда речь идет о подборе дорогостоящего котельного оборудования, о планировании системы отопления загородного дома, в котором кроме радиаторов будут установлены системы напольного отопления, горячего водоснабжения и вентиляции, пользоваться этими методиками крайне не рекомендуется.

Каждый владелец индивидуального жилого дома или коттеджа еще на стадии строительства достаточно скрупулезно подходит к разработке строительной документации, в которой учитываются все современные тенденции использования строительных материалов и конструкций дома. Они обязательно должны не быть типовыми или морально устаревшими, а изготовлены с учетом современных энергоэффективных технологий. Следовательно, и тепловая мощность системы отопления должна быть пропорционально ниже, а суммарные затраты на устройство системы обогрева дома значительно дешевле. Эти мероприятия позволяют в дальнейшем при использовании отопительного оборудования снижать затраты на потребление энергоресурсов.

Расчет теплопотерь выполняется в специализированных программах либо с использованием основных формул и коэффициентов теплопроводности конструкций, учитывается влияние инфильтрации воздуха, наличие или отсутствие систем вентиляции в здании. Расчет заглубленных цокольных помещений, а также крайних этажей производится по отличной от основных расчетов методике, которая учитывает неравномерность остывания горизонтальных конструкций, то есть потери тепла через крышу и пол. Выше приведенные методики этот показатель не учитывают.

Теплотехнический расчет выполняется, как правило, квалифицированными специалистами в составе проекта на систему отопления в результате которого производится дальнейший расчет количества и мощность приборов отопления, мощность отдельного оборудования, подбор насосов и другого сопутствующего оборудования.

В качестве наглядного примера выполним расчет теплопотерь в специализированной программе для трех домов, построенных по одной технологии, но с различной толщиной теплоизоляции наружных стен: 100 мм, 150 мм и 200 мм. Расчет ведется для угловой жилой комнаты с одним окном, площадью 8,12 м?. Регион строительства Московская область.

Исходные данные:

  • Помещение с обмером по наружным габаритам 3000х3000;
  • Окно размерами 1200х1000.

Целью расчета является определение удельной мощности системы отопления, необходимой для нагрева 1м?.

Результат:

  • Qуд при т/изоляции 100 мм составляет 103 Вт/м?
  • Qуд при т/изоляции 150 мм составляет 81 Вт/м?
  • Qуд при т/изоляции 200 мм составляет 70 Вт/м?

Как видно из расчета, наибольшие потери тепла составляют для жилого дома с наименьшей толщиной изоляции, следовательно, мощность котельного оборудования и радиаторов будет выше на 47% чем при строительстве дома с теплоизоляцией в 200 мм.

Инфильтрация воздуха или вентиляция зданий

Все здания в особенности жилые имеют свойство «дышать», то есть проветриваться различными способами. Это обусловлено созданием разряженного воздуха в помещениях за счет устройства вытяжных каналов в конструкциях дома либо дымоходов. Как известно, вентиляционные каналы создаются в зонах с повышенными выделениями загрязнений, таких как, кухни, ванные комнаты и санузлы.

Таким образом, при работе системы вентиляции или при проветривании соблюдается главное правило создания благоприятной среды воздуха в жилых зданиях: направление движения свежего воздуха должно быть организовано из помещений с постоянным пребыванием людей в направлении помещений с максимальным уровнем загрязнения.

То есть при правильном воздухообмене приточный воздух поступает в помещение через окно, вентиляционный клапан или приточную решетку и удаляется в кухнях и санузлах.

При расчете теплопотерь знания имеет принципиальное значение, какой способ вентиляции жилых помещений будет выбран:

  • Устройство механической вентиляции с подогревом приточного воздуха.
  • Инфильтрация — неорганизованный воздухообмен через неплотности в стенах, при открывании окон или при использовании заранее установленных воздушных клапанов в конструкции стен или оконных стеклопакетах.

В случае применения в жилом здании сбалансированной системы вентиляции (когда объем приточного воздуха больше или равен вытяжному, то есть исключаются любые прорывания холодного воздуха в жилые помещения) воздух, поступающий в жилые помещения, предварительно прогревается в вентиляционной установке. При этом мощность, необходимая для нагрева вентиляции, учитывается в расчете мощности котельного оборудования.

Расчет вентиляционной тепловой нагрузки производится по формуле:

Qвент= c*p*L*(t1-t2)

где, Q – количество тепла, необходимое для нагрева приточного воздуха, Вт;

с – теплоемкость воздуха, Дж/кг*град

p - плотность воздуха, кг/м3

L – расход приточного воздуха, м3/час

t1 и t2 – начальная и конечная температуры воздуха, град.

Если в жилых помещениях отсутствует организованный воздухообмен, то при расчете теплопотерь здания производится учет тепла, затрачиваемого системой отопления на нагрев инфильтрационного воздуха. При этом обогрев воздуха, поступающего в помещения осуществляется радиаторами систем отопления, то есть учитывается в их тепловой нагрузке.

Если в помещениях установлены герметичные стеклопакеты без встроенных воздушных клапанов, то потери тепла на нагрев воздуха, тем не менее учитываются. Это обусловлено тем, что в случае кратковременного проветривания, поступивший холодный воздух все равно требуется нагревать.

Для более комфортной вентиляции встраивается приточный стеновой клапан.

 

Учет количества инфильтрационной тепловой энергии производится по нескольким методикам, а в тепловом балансе здания в расчет принимается наибольшее из значений.

Например, количество тепла на нагрев воздуха, проникающего в помещения для компенсации естественной вытяжки, определяется по формуле:

Qинф=0,28*L*p*c*(tнар-tпом),

где, с – теплоемкость воздуха, Дж/кг*град

p - плотность воздуха, кг/м?

tнар – температура наружного воздуха, град,

tпом – расчетная температура помещения, град,

L – количество инфильтрационного воздуха, м?/час.

Количество воздуха, поступающего в зимний период в жилые помещения, как правило, обусловлено работой естественных вытяжных систем, поэтому в одном случае принимается равным объему вытягиваемого воздуха.

Количество вытяжки в жилых помещениях определяется согласно СНиП 41-01-2003 по нормативным показателям удаления воздуха от плит и санитарных приборов.

  • От кухонной плиты – электрической 60 м?/час или газовой 90 м?/час;
  • Из ванны и санузлов по 25 м?/час

Во втором случае данный показатель инфильтрации определяется исходя из санитарной нормы свежего наружного воздуха, который должен поступать в помещение для обеспечения оптимального и качественного состава воздушной среды в жилых помещениях. Этот показатель определяется по удельной характеристике: 3 м?/час на 1м? жилой площади.

За расчетное значение принимается наибольший расход воздуха и соответственно большее количество теплопотерь на инфильтрацию.

Пример: Так как здание, рассматриваемое в примере, построено по каркасному типу с установкой окон в деревянных переплетах, то при создании вытяжной вентиляции на кухне и в санузлах объем инфильтрации будет достаточно высок. Дома такого типа, как правило, являются наиболее «дышащими».

Инфильтрационная составляющая определяется согласно выше приведенным методикам. Расчет производится для всего жилого дома при условии, что на кухне установлена электроплита, на первом этаже находится санузел и ванная.

То есть объем вытяжного воздуха по первой методике составляет Lвыт=60+25+25=110 м?/ч,

а по второй методике санитарная норма приточного воздуха Lприт=3м?/ч*62м?(жилая площадь)=186 м3/час.

К расчету принимаем максимальное количество воздуха.

Qинф=0,28*186*1,2*1,005*(22+28)=3 140 Вт, что составляет 44Вт/м?.

Сравнение теплопотерь домов из разного материала

Принято считать, что для средней полосы России мощность отопительных систем должна рассчитываться исходя из соотношения 1 кВт на 10 м2 отапливаемой площади. Что говорится в СНиП и каковы реальные расчетные теплопотери домов, построенных из различных материалов?

СНиП указывает на то, какой дом можно считать, скажем так, правильным. Из него мы позаимствуем строительные нормы для Московского региона и сравним их с типичными домами, построенными из бруса, бревна, пенобетона, газобетона, кирпича и по каркасным технологиям.

Как должно быть по правилам (СНиП)

СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» определяет «Нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций» жилых помещений в диапазоне от 2,1 до 8,2 м2·°С/Вт в зависимости от их положения и градусо-суток. Градусо-сутки – условная величина, выраженная в средней разнице температур внутри и снаружи, помноженная на количество дней отопительного сезона. Чтобы узнать нормативные значения градусо-суток отопительного периода обратимся к таблице 4.1 Справочного пособия к СНиП 23-01-99. При поддерживаемой температуре внутри помещения на уровне 22 градусов для Московского региона мы получим значение 5400, следовательно (опираясь на таблицу соответствия в СНиП 23-02-2003), искомое значение сопротивления теплопередаче стен у нас будет 2,8 м2·°С/Вт. Это соответствует стене каркасного дома с утеплителем из минеральной ваты толщиной ~100 мм. Из той же таблицы возьмем значения сопротивления для пола/потолка (3,7 м2·°С/Вт) и окон (0,45 м2·°С/Вт). Таким образом, в доме по СНиПу утепление крыши и пола должно быть эквивалентно 140 мм минваты, а стеклопакеты двухкамерными с обычными стеклами (см. теплопроводность стеклопакетов).

Однако взятые нами значения в 5400 градусо-суток для московского региона являются пограничными к значению 6000, по которому в соответствии со СНиПом сопротивление теплопередаче стен и кровли должно составлять 3,5 и 4,6 м2·°С/Вт соответственно, что эквивалентно 130 и 170 мм минеральной ваты с коэффициентом теплопроводности λА=0,038 Вт/(м·°К).

Как в реальности

Зачастую люди строят «каркасники», бревенчатые, брусовые и каменные дома исходя из доступных материалов и технологий. Например, чтобы соответствовать СНиП, диаметр бревен сруба должен быть больше 70 см, но это абсурд! Потому чаще всего строят так, как удобнее или как больше нравится.

Для сравнительных расчетов мы воспользуемся удобным калькулятором теплопотерь, который расположен на сайте его автора. Для упрощения расчетов возьмем одноэтажное прямоугольное помещение со сторонами 10 х 10 метров. Одна стена глухая, на остальных по два небольших окна с двухкамерными стеклопакетами, плюс одна утепленная дверь. Крыша и потолок утеплены 150 мм каменной ваты, как наиболее типичный вариант.

Кроме теплопотерь через стены есть еще понятие инфильтрации – проникновения воздуха через стены, а также понятие бытового тепловыделения (от кухни, приборов и т.п.), которое по СНиП приравнивается к 21 Вт на м2. Но мы это учитывать сейчас не будем. Равно как и потери на вентиляцию, потому как это требует и вовсе отдельного разговора. Разница температур принята за 26 градусов (22 в помещении и -4 снаружи – как усредненное за отопительный сезон в московском регионе).

Итак, вот итоговая диаграмма сравнения теплопотерь домов из различных материалов:

Пиковые теплопотери рассчитаны для наружной температуры -25°С. Они показывают, какой максимальной мощности должна быть система отопления. «Дом по СНиП (3,5, 4,6, 0,6)» – это расчет исходя из более строгих требований СНиП к тепловому сопротивлению стен, кровли и пола, который применим к домам в чуть более северных регионах, нежели чем Московская область. Хотя, зачастую, могут применяться и к ней.

Главный вывод – если при строительстве вы руководствуетесь СНиП, то мощность отопления следует закладывать не 1 кВт на 10 м2, как принято считать, а на 25-30% меньше. И это еще без учета бытового тепловыделения. Однако соблюсти нормы не всегда получается, а детальный расчет отопительной системы лучше доверить квалифицированным инженерам.

 

Также вам может быть интересно:
— Теплопроводность стеклопакетов: сравнительная таблица
— Чем дешевле отапливать дом (газ, дрова, электричество, уголь, дизель)
— Чем лучшие дрова отличаются от плохих

Загрузка…

Как рассчитать теплопотери дома?

Давайте разберем, что такое теплопотери? Итак, представьте два одинаковых куба, объединенных в параллелепипед, но имеющих между собой перегородку. Температура воздуха в одном из них равна 20 градусам, а в другом – 30.

Соблюдая закон физики, вскоре температуры в кубах выровняются. То есть в каждом из них будет по 25 градусов ((20+30)/2=25). А разница между температурами, которая составляет 5 градусов и будет теплопотерей через общую стенку.

То же самое происходит и в помещении, где вместо перегородки стоит стена. Разница температур внутри и снаружи помещения и провоцирует теплопотери через стены. С увеличением этой разницы увеличиваются и теплопотери.

Комфортная температура в помещении для человека составляет от +18 до +24 градусов. Чтобы в любое время года поддерживать данный диапазон температур, необходимо либо нагревать, либо охлаждать воздух внутри помещения.

Давайте разберем, для чего нужен коэффициент теплопроводности? Этот показатель определяет количество теплоты, способное проникнуть через 1 м2 поверхности материала. При этом его толщина составляет 1 метр, а разница температур между поверхностями на должна превышать 1 градус. Чем выше коэффициент, тем быстрее температура в кубах выровняется.

Самое главное  – правильно рассчитать теплопотери помещения. Рассчитав их, мы сможем понять, какие нужны ограждающие конструкции, какой мощности радиаторов и отопительных агрегатов отдать предпочтение.
Да, безусловно, есть примерные нормативы, при которых расход теплопотерь составляет 100 Ватт на квадратный метр площади. Но при расчете, учитывая эти нормы, мы получим иной результат – перегрев или охлаждение помещения. Это, в свою очередь, приведет к лишним затратам (закупка лишних отопительных приборов и другое).
Надо помнить о том, что разные помещения имеют различные показатели теплопотерь, которые существенно отличаются.
К примеру, произведем расчет теплопотерь для санузла. Предположим, что он размещен в углу помещения, на стыке внешних стен. Площадь его составляет 3 м2 (2 м х 1,5 м), а высота потолка равна 2,5 м. Теплопотери через стены равны 260 Вт/ п.м. наружной стены. В итоге, санузел теряет тепло примерно в 910 Вт (303 Вт/м2). В то время, как комната с площадью в 14 м2 (3,5 м х 4 м), расположенная не в углу дома и имеющая наружную стену толщиной 3,5 м, будет так же терять тепло 910 Вт, т.е. 65 Вт/кв.м. Исходя из расчетов, мы получили бы в санузле – 3 секции радиаторов, хотя необходимо 7, а в комнате 12, вместо 7-8 секций.
Таким образом, мы понимаем, что расчет теплопотерь необходим, чтобы точно определить количество необходимых отопительных приборов. Он позволяет подобрать оптимальную толщину утеплителя.

Проектирование систем отопления обеспечит Вам эффективную работу отопительной системы и позволит существенно сэкономить Ваш бюджет.

Расчет теплопотерь здания – готовимся к зимнему периоду

Многие, строя загородный дом, забывают о приближении зимних холодов, из-за чего расчет теплопотерь здания делают в спешке, и в итоге отопление не создает комфортный микроклимат в помещениях. А ведь сделать дом теплым не сложно, нужно лишь учесть ряд нюансов.

На чем основывается расчет теплопотерь здания

Таким свойством, как теплопроводность, обладает любой материал, различается лишь уровень термического сопротивления, то есть пропускная способность. Из любого дома, даже с устроенной по всем правилам термоизоляцией, тепло уходит через окна, двери, стены, пол, потолок (крышу), а также через вентиляцию. При разнице внешней и внутренней температур обязательно возникает так называемая «точка росы», со средним значением. И только от микроклимата в помещениях, материала и толщины стен, а также характеристик термоизоляции зависит, где окажется эта точка: внутри, снаружи или непосредственно в стене, а также какая в ней будет температура.

Если ответственно подходить к задаче и выполнять расчет теплопотерь здания по всем правилам, это займет у вас немало часов и придется составить множество формул, вычисления займут целую тетрадь. Поэтому определим интересующие нас показатели упрощенным методом, либо обратившись за помощью к СНиП и ГОСТам. И, поскольку решено делать подсчеты не слишком углубленно, оставим в стороне определение среднегодовых температуры и влажности по самой холодной пятидневке за несколько лет, как того требуется по СНиП 23-01-99. Просто отметим наиболее морозный день за последний зимний сезон, допустим, это будет -30 оС. Также не будем принимать во внимание среднесезонную скорость ветра, влажность в регионе и длительность отопительного периода.

Калькулятор теплопотерь здания

Укажите размеры и типы стен.
Распечатать

Однако из чего же складывается микроклимат в жилой комнате? Комфортные условия для жильцов зависят от температуры воздуха tв, его влажности φв и движения vв, возникающего при наличии вентиляции. И еще один фактор влияет на уровень тепла – радиационное излучение тепла или холода tр, свойственное нагреваемым (охлаждаемым) естественным путем предметам и поверхностям в обстановке. По нему определяется результирующая температура tп, с помощью формулы [tп = (tр + tв)/2]. Все эти показатели для разных помещений можно рассмотреть в приведенной ниже таблице.

Оптимальные параметры микроклимата жилых зданий по ГОСТ 30494-96 [2]

Период годаПомещение

Температура внутреннего воздуха tв , °С

Результирующая температура tп , °С

Относит. влажность внутреннего воздуха φв, %

Скорость движения воздуха v в , м/с

Не более

ХолодныйЖилая комната

20-22

19-20

45-30

0,15

То же, в районах с t 5 от -31 °С

21-23

20-22

45-30

0,15

Кухня

19-21

18-20

НН

0,15

Туалет

19-21

18-20

НН

0,15

Ванная, совмещенный санузел

24-26

23-27

НН

0,15

Помещение для отдыха и учебных занятий

20-22

19-21

45-30

0,15

Межквартирный коридор

18-20

17-19

45-30

0,15

Вестибюль, лестничная клетка

16-18

15-17

НН

0,2

Кладовая

16-18

15-17

НН

НН

ТеплыйЖилая комната

22-25

22-24

60-30

0,2

Буквами НН обозначаются ненормируемые параметры.

Делаем теплотехнический расчет стены с учетом всех слоев

Как уже было сказано, каждому материалу свойственно сопротивление теплопередаче, и чем толще стены или перекрытия, тем выше это значение. Однако не стоит забывать и про термоизоляцию, при наличии которой ограждающие помещение поверхности становятся многослойными и намного лучше препятствуют утечке тепла. У каждого слоя свое сопротивление прохождению тепла, и сумма всех этих величин обозначается в формулах как ΣRi (здесь буква i определяет номер слоя).

Поскольку составляющие ограждения помещений материалы с разными свойствами имеют некоторое возмущение температурного режима в своей структуре, высчитывается общее сопротивление теплопередаче. Формула у него следующая: [Ro = Rв + ΣRi + Rн], где Rв и Rн соответствуют сопротивлению на внутренней и наружной поверхностях ограждения, будь то стена или перекрытие. Однако утеплители вносят в теплотехнический расчет стены коррективы, которые базируются на коэффициенте теплотехнической однородности r, определяемом формулой [r = r1 + r2].

Показатели с цифровыми индексами являются, соответственно, коэффициентами внутренних крепежей и соединения расчетного ограждения с любым другим. Первый, то есть r1, отвечает как раз за фиксацию утеплителей. Если коэффициент теплопроводности последних λ = 0,08 Вт/(м·°С), значение r1 будет большим, если же теплопроводность термоизоляции оценивается как λ = 0,03 Вт/(м·°С), то меньшим.

Значение коэффициента внутренних крепежей уменьшается по мере возрастания толщины слоя утеплителя.

В целом, картина складывается следующая. Допустим, термоизоляция монтируется прямым анкерным креплением на трехслойной ячеистобетонной стене, снаружи облицованной кирпичом. Тогда при слое утеплителя в 100 миллиметров r1 соответствует 0,78-0,91, толщина в 150 миллиметров дает коэффициент внутреннего крепежа 0,77-0,90, тот же показатель, но в 200 мм, определяет r1 как 0,75-0,88. Если внутренний слой также из кирпича, то r1 = 0,78-0,92, а если стены помещения железобетонные, то коэффициент смещается до 0,79-0,93. А вот оконные откосы и вентиляция дают значение r2 = 0,90-0,95. Все эти данные следует учитывать в дальнейшем.

Некоторые сведения о том, как рассчитать толщину утеплителя

Для того чтобы приступить к расчету термоизоляции, нам необходимо, прежде всего, высчитать Ro, затем узнать требуемое термическое сопротивление Rreq по следующей таблице (сокращенный вариант).

Требуемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Здание/ помещение

Градусо-сутки отопительного периода D d , °С·сут

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждений R req , м2·°С/Вт

стены

покрытия

чердачного перекрытия и перекрытия над холодными подвалами

окна и балконной двери, витрины и витража

1

2

3

4

5

6

1. Жилое, лечебно-профилактическое и детское учреждение, школа, интернат

2 000

2,1

3,2

2,8

0,30

4 000

2,8

4,2

3,7

0,45

6 000

3,5

5,2

4,6

0,60

8 000

4,2

6,2

5,5

0,70

10 000

4,9

7,2

6,4

0,75

12 000

5,6

8,2

7,3

0,80

а

0,00035

0,005

0,00045

b

1,4

2,2

1,9

2. Общественное, административное, бытовое и другие помещения с влажным или мокрым режимами

2 000

1,8

2,4

2,0

0,3

4 000

2,4

3,2

2,7

0,4

6 000

3,0

4,0

3,4

0,5

8 000

3,6

4,8

4,1

0,6

10 000

4,2

5,6

4,8

0,7

12 000

4,8

6,4

5,5

0,8

а

0,0003

0,0004

0,00035

0,00005

b

1,2

1,6

1,3

0,2

Коэффициенты a и b необходимы для тех случаев, когда значение D d , °С·сут отличается от приведенного в таблице, тогда R req , м2·°С/Вт рассчитывается по формуле R req = a D d + b. Для колонки 6 первой группы зданий существуют поправки: если значение градусо-суток менее 6000 °С·сут, a = 0,000075, а b = 0,15, если тот же показатель в диапазоне 6000-8000 °С·сут, то a = 0,00005, b = 0,3, если же более 8000 °С·сут, то a = 0,000025, а b = 0,5. Когда все данные будут собраны, приступаем к расчету термоизоляции.

Теперь выясним, как рассчитать толщину утеплителя. Здесь придется обратиться к математике, поэтому будьте готовы поработать с формулами. Вот первая из них, по ней определяем требуемое условное сопротивление теплопередаче Roусл. тр = R req/r. Данный параметр нам нужен для определения требуемого сопротивления теплопередачи утеплителя Rуттр = Roусл. тр – (Rв + ΣRт. изв + Rн), здесь ΣRт. изв является суммой термического сопротивления слоев ограждения без учета теплоизоляции. Находим толщину утеплителя δут = Rуттр λут (м), причем λут берется из таблицы Д.1 СП 23-101-2004 [7], и округляем полученный результат в большую сторону до конструктивного значения с учетом номенклатуры производителя.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Программа расчёта теплопотерь зданий Insolo OZC 6.9 Basic – Эго Инжиниринг

Графическая программа с трёхмерной (3D) визуализацией, помогающая выполнять расчёт теплопотерь зданий, который в последствии может быть использован для проектирования системы отопления в программе Insolo C.O. 6.0 Basic.


Главные преимущества программы заключаются в ее повышенной функциональности. Приложение оснащено рядом полезных функций в т.ч. функцией автоматической вставки полов, крыш и зон помещений, а также функциями, которые облегчают связывание строительных ограждений. Программа дает возможность выполнять автоматический расчет объема помещений, даже со сложной формой, напр., расположенных на чердаке.

В программе Insolo OZC 6.9 Basic учтены требования для расчета климатических данных в соответствии с СП 131.13330.2012.


Одновременно визуализация здания позволяет очень легко найти ошибки, которые могут быть незамечены в таблицах (отсутствие крыши, слишком краткая стена, слишком низкая стена и т.д.).

Также в программе реализованы следующие возможности:

  • Возможность создавать графическую трехмерную модель здания,
  • Функция анализа графической трехмерной модели здания и создания на ее основании расчетной модели,
  • Возможность рисовать скатные крыши, а также автоматически выполнять расчет объема помещений с разной высотой потолка (напр., на чердаке),
  • Возможность сканировать строительные подосновы без необходимости использования других программ для сканирования,
  • Возможность склеивать сканированные части строительной подосновы.

Расчеты в программе выполняяются в соответствии со следующими строительными нормами и правилами:

  • СНиП 2.04.05.91«Отопление, вентиляция и кондиционирование»
  •  СНиП 2.08.01-89* «Жилые здания» 
  • СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

Программа соответствует «Рекомендации АВОК 2.3-2012 «Руководство по расчету теплопотерь помещений и тепловых нагрузок на систему отопления жилых и общественных зданий».








Системные требования

Программа работает в системах MS Windows (XP, Vista, 7, 8, 8.1, 10) 32 – и 64- разрядные.  

Минимальные системные требования: 
— Процессор 1200 Мгц, 
— Оперативная память 1 ГБ, 
— Цветной монитор с разрешением как минимум 1024х768, 
— 200 МБ свободной памяти на жестком диске, 
— Графическая карта с поддержкой OpenGL как минимум версия 2.0: 
      все современные видеокарты должны отвечать минимальным системным требованиям; видеокарты, интегрированные с материнской платой: как минимум GMA 500;

Внимание! Программу Insolo OZC 6.9 Basic можно активировать в режиме пробной версии, которая будет действовать 30 дней. Эту версию можно будет активировать только один раз! 

О правилах выдачи лицензий (ключей) для активации полной версии программы вы можете узнать у сотрудника Эго Инжиниринг, ответственного за Вашу организацию.


Тепловые потери от зданий

Общие тепловые потери от здания могут быть рассчитаны как

H = H t + H v + H i (1)

где

H = общие потери тепла (Вт)

H т = потери тепла из-за передачи через стены, окна, двери, полы и др. (Вт)

H v = потери тепла из-за вентиляции (Вт)

H i = потери тепла из-за инфильтрации (Вт)

1.Потери тепла через стены, окна, двери, потолки, полы и т. Д.>

Потери тепла или нормативная тепловая нагрузка через стены, окна, двери, потолки, полы и т. Д. Могут быть рассчитаны как

H t = AU (t i — t o ) (2)

где

H t = теплопотери при передаче (Вт)

A = площадь открытой поверхности (м 2 )

U = общий коэффициент теплопередачи (Вт / м 2 K)

т i = внутренняя температура воздуха ( o C )

t o = температура наружного воздуха ( o C)

Необходимо добавить теплопотери через крышу 15% дополнительно из-за излучения в пространство.(2) можно изменить на:

H = 1,15 AU (t i — t o ) (2b)

Для стен и полов против земли (2) следует изменить с температура земли:

H = AU (t i — t e ) (2c)

где

t e = температура земли ( o ) C)

Общий коэффициент теплопередачи

Общий коэффициент теплопередачи — U — можно рассчитать как

U = 1 / (1 / C i + x 1 / k 1 + x 2 / k 2 + x 3 / k 3 +.. + 1 / C o ) (3)

где

C i = поверхностная проводимость внутренней стены (Вт / м 2 K)

x = толщина материала (м)

k = теплопроводность материала (Вт / мК)

C o = поверхностная проводимость для внешней стены (Вт / м 2 K)

Электропроводность строительного элемента может быть выражена как:

C = k / x (4)

где

C = проводимость, тепловой поток через единица площади в единицу времени (Вт / м 2 K)

Термическое сопротивление элемента здания является обратной величиной проводимости и может быть выражено выражается как:

R = x / k = 1 / C (5)

где

R = тепловое сопротивление (м 2 K / W)

С (4) и (5), (3) можно изменить на

1 / U = и + 1 + 2 + 3 +.. + R o (6)

где

R i = удельное тепловое сопротивление внутренней поверхности стены 2 К / Вт)

R 1 .. = тепловое сопротивление в отдельных слоях стены / конструкции 2 K / Вт)

R o = термическое сопротивление поверхность за пределами стены 2 K / W)

Для стен и полов относительно земли (6) — можно изменить на

1 / U = R i + R 1 + R 2 + R 3 +.. + R o + R e (6b)

где

R e = тепловое сопротивление земли 2 K / Вт)

2. Потери тепла при вентиляции

Потери тепла при вентиляции без рекуперации тепла можно выразить как:

H v = c p ρ q v (t i — t o ) (7)

где

H v = тепловые потери вентиляции (Вт)

c p = = теплый воздух (Дж / кг · К)

ρ = плотность воздуха (кг / м 3 )

q v = объемный расход воздуха (м 3 / с)

t i = внутренняя температура воздуха ( o C)

t o = температура наружного воздуха ( o C)

Тепловые потери из-за вентиляции с рекуперацией тепла могут быть выражены как:

H v = (1 — β / 100) c p ρ q v (t i — t o ) (8)

где

β = эффективность рекуперации тепла (%)

Эффективность рекуперации тепла примерно 50% обычно для обычного теплообменника с перекрестным потоком.Для вращающегося теплообменника КПД может превышать 80% .

3. Потери тепла за счет инфильтрации

Из-за протечек в конструкции здания, открытия и закрытия окон и т. Д. Воздух в здании перемещается. Как правило, количество воздушных смен часто устанавливается равным 0,5 в час. Значение сложно предсказать и зависит от нескольких переменных — скорости ветра, разницы между температурой снаружи и внутри, качества конструкции здания и т. Д.

Потери тепла, вызванные инфильтрацией, можно рассчитать как

H i = c p ρ n V (t i — t o ) (9)

где

H i = инфильтрация потерь тепла (Вт)

c p = удельная теплоемкость воздуха (Дж / кг / K)

ρ = плотность воздуха (кг / м 3 )

n = количество воздушных смен, сколько раз воздух заменяется в помещении за секунду (1 / с) (0.5 1 / час = 1,4 10 -4 1 / с как правило)

V = объем помещения (м 3 )

т i = температура внутреннего воздуха ( o C)

t o = температура наружного воздуха ( o C)

Калькулятор тепловых потерь | Котельная компания США

Окна / двери H.М.
Одиночный 67
с одинарной изоляцией 41
Буря 34
Двойная изоляция 30
Стенка Х.
Без изоляции 15
2 дюйма 6
4 дюйма 5
6 дюймов 4
Потолок H.М.
3 дюйма 5
6 дюймов 4
9 дюймов 3
10 дюймов 2
Этаж Х.
3 дюйма 5
6 дюймов 4
9 дюймов 3
10 дюймов 2
Проникновение H.М.
1 1/2 воздухообмен 1,61
1 Воздухозаборник 1,07
3/4 воздухообмен 0,81
Окна /
Двери
H.M. Стенка H.M. потолок H.M. Этаж H.M. Проникновение Х.М.
Одиночный 67 Без изоляции 15 3 дюйма 5 Без изоляции 4 1 1/2 воздухообмен 1,61
с одинарной изоляцией 41 2 дюйма 6

6 дюймов

4 Свес 3 « 5 1 Воздухозаборник 1.07
Буря 34 4 дюйма 5

9 дюймов

3 Свес 6 « 3 3/4 воздухообмен 0,81
Двойная изоляция 30 6 дюймов 4

10 дюймов

2 Свес 9 « 2

Расчет потерь тепла Приложение: Отлично подходит для определения потерь тепла в здании в целом.

Этот расчет поможет определить размер котла для дома.

Это должно использоваться в качестве оценки. Перед установкой нового котла необходимо предоставить подробную информацию о тепловых потерях.

* Множители нагрева (H.M.) BTU / Hr основаны на
разнице температур 60 градусов F (T.D.)

Процедура

  1. Измерьте общую длину всех внешних стен дома. Рассчитайте общую площадь стены, умножив общую длину на высоту стен.
  2. Измерьте площадь окна и двери. Выберите подходящий H.M.
  3. Записать чистую площадь стены = (общая площадь стены минус площадь двери и окна) выберите правильный H.M.
  4. Измерьте площадь потолка и выберите H.M.
  5. Измерьте площадь пола и выберите H.M. (ХМ из 4 человек используется в неотапливаемом подвале)
  6. Умножьте площадь этажа на высоту потолка, чтобы получить объем дома и выбрать подходящий коэффициент воздухообмена: 1,61 для дома с открытой планировкой — 1,07 для дома со средним уровнем — 0,81 для дома с ограниченным объемом.
  7. Добавьте результаты шагов 1–6, чтобы получить общую потерю тепла в вашем доме.

Расчет потерь тепла стен | EGEE 102: Энергосбережение и защита окружающей среды

Потери тепла с поверхности стены можно рассчитать, используя любую из трех формул, которые мы рассмотрели в части A этого урока.

Потери тепла через стены, окна, крышу и пол следует рассчитывать отдельно из-за различных значений R для каждой из этих поверхностей. Если R-значение стен и крыши одинаково, сумма площадей стен и крыши может использоваться с одним R-значением.

Пример

Дом в Денвере, Колорадо, имеет 580 футов 2 окон (R = 1), 1920 футов 2 стен и 2750 футов 2 крыши (R = 22). Стены состоят из деревянного сайдинга (R = 0,81), фанеры 0,75 дюйма, теплоизоляции из стекловолокна 3,5 дюйма, полиуретановой плиты 1,0 дюйма и гипсокартона 0,5 дюйма. Рассчитайте потребность дома в отоплении на отопительный сезон, учитывая, что HDD для Денвера составляет 6 100 единиц.

Решение:

Потребность в отоплении дома = Потери тепла из дома в течение всего года.Чтобы рассчитать теплопотери всего дома, нам нужно отдельно рассчитать теплопотери от стен, окон и крыши и сложить все тепловые потери.

Потери тепла от стен:

Площадь стен = 1 920 футов 2 , HDD = 6 100, и необходимо рассчитать составное R-значение стены.

Материалы и их R-ценность
Материал R-значение
Деревянный сайдинг 0.81
Фанера 3/4 дюйма 0,94
3,5 дюйма из стекловолокна 3,5 дюйма x 3,7 / дюйм 12,95
1,0 дюйм полиуретановой плиты = 1,0 дюйм x 5,25 / дюйм 5,25
Гипсокартон 1/2 дюйма 0,45
Общая R-стоимость стен 20,40
Потери тепла от стен = 1 920 футов 2 × 6 100 ° F − дней × 24 часа 20.4ft2 ° FhBtu = 13,78 млн БТЕ Потери тепла от окон = 580 кв. Футов × 6 100 ° F — дни × 24 часа 1 фут 2 ° F hBtu = 84,91 MMBtu Потери тепла от крыши = 2750 футов2 × 6100 ° F — дни × 24 часа22 футов2 ° F hBtu = 18,30 MMBtu

Общие тепловые потери от дома = 13,78 + 84,91 + 18,30 = 116,99 MMBTU в год или потребность в отоплении составляет 116,99 млн BTU в год .

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓
  • Образование
  • Исследование
  • Инновации
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT
  • Подробнее ↓
    • Прием + помощь
    • Студенческая жизнь
    • Новости
    • Выпускников
    • О MIT
Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

Расчет теплопередачи | NaturalGasEfficiency.org

Расчет теплопередачи
Введение

Источники тепла включают:

  • Solar Усиление прямого солнечного света через окна
  • Solar Пропускание солнечного света непосредственно на поверхности здания и проводимое через стены / потолок в пространство
  • Теплый наружный воздух, проникающий в помещение и поступающий через принудительную вентиляцию
  • Освещение и оборудование, работающее в помещении, выделяющем отходящее тепло
  • Нагрузка на людей

Самый большой источник тепла зависит от типа здания, в основном от количества и типа стекла, которое в нем есть, а также от того, как стекло может затеняться или нет, а также от типа крыши.

Основные формулы

Формула, используемая для расчета притока тепла за счет теплопроводности (температура наружного воздуха в течение сезона охлаждения), является той же базовой формулой, что и формула теплопотери, [(площадь квадратных футов) x (значение U) x (разница температур)]. Если пространство охлаждается механически, каждая БТЕ тепла, превышающая заданное значение, должна быть удалена для поддержания желаемой температуры.

На влажность воздуха в помещении влияют как внешние погодные условия, так и то, что происходит внутри кондиционируемого помещения.Так же, как для испарения фунта воды требуется 970 БТЕ, так и для конденсации фунта водяного пара требуется 970 БТЕ охлаждающей энергии. (На самом деле, конденсированная вода отдает 970 БТЕ в более холодную среду кондиционирования.) Если влажность будет удалена путем конденсации на обычном змеевике кондиционера, то формула будет следующей: (Требуется охлаждение в БТЕ) = (970 БТЕ) x ( фунтов воды). Влажность также можно удалить с помощью вентиляционного воздуха, систем осушения адсорбентом и систем рекуперации энергии.В этих системах не используется конденсация пара для удаления влаги.

Солнечный свет, проходящий прямо через окна (остекление), представляет собой огромную потенциальную охлаждающую нагрузку. Эта нагрузка рассчитывается по «коэффициенту солнечной энергии» на квадратный фут остекления. Коэффициент солнечного усиления представляет собой сложную серию факторов, умноженных вместе, начиная с коэффициента пропускания стекла и заканчивая всеми возможными устройствами / методами затенения и скорректированными с учетом местной погоды (облачность).

Вся электроэнергия, используемая для освещения и оборудования внутри дома, в конечном итоге превращается в БТЕ тепла. Эти БТЕ компенсируют установленную потребность в отоплении в течение отопительного сезона, но являются источником охлаждающей нагрузки в остальное время года. Каждый кВтч содержит 3 413 БТЕ тепловой энергии.

Таким образом, формулы, необходимые для расчета прироста тепла, включают:

  • Поверхности здания: (Площадь в квадратных футах) x (U-фактор) x (разница температур) = БТЕ в час
  • Стеклянные площади: (Коэффициент усиления солнечной энергии) x (Квадратный фут площади окна в каждом направлении / лицевой стороне здания)
  • Нагрузка на освещение и оборудование: (Общая нагрузка кВтч) x (3413 БТЕ / кВтч) = БТЕ в час
  • Нагрузка на человека: (Количество людей) x (от 200 до 400 БТЕ на человека в час) = БТЕ в час
  • Вентиляционная нагрузка: (CFM) x (60 минут / час) x (Количество людей) x (0.018) x (разница температур) = БТЕ в час
  • CFM = в соответствии с требованиями кода на человека за час занятости
  • 0,018 = коэффициент удельной теплоемкости воздуха (БТЕ на кубический фут на градус F)
  • Разница температур = снаружи внутрь ЧУВСТВИТЕЛЬНО.

Сумма всех этих нагрузок за час составляет основу для расчета теплопередачи.

Практические правила

Коэффициент усиления солнечной энергии через ограждающую конструкцию здания оценивается так же, как и для потерь тепла.Существует разница для поверхностей, которые подвергаются воздействию прямых солнечных лучей, и характеристик поверхности, которые влияют на поглощение, а не на отражение солнечного света. Однако эти различия очень сложно точно рассчитать, и, в конце концов, они не имеют большого значения для большинства учреждений, если сравнить их с другими более значимыми факторами. На объектах в жарком климате используются излучающие барьеры (отражающие покрытия и фольга), чтобы успешно снизить приток тепла в зданиях. Однако я считаю, что эти барьеры снижают свою ценность, если они неправильно установлены — в прямом контакте с другими материалами, где коэффициент отражения минимален, или они продвигаются для использования в приложениях с более низкими температурами.Это потому, что излучающие барьеры очень эффективно отражают инфракрасную энергию; но как только инфракрасное излучение преобразуется в тепло, основным методом теплопередачи является теплопроводность, где лучистые барьеры имеют очень небольшую ценность. Поэтому будьте осторожны при рассмотрении «эффективной R-ценности», заявленной некоторыми продавцами продуктов. Еще одна вещь, которую следует учитывать в отношении разницы температур, — это помещения, прилегающие к областям, более горячим, чем снаружи, например, потолки под очень горячими чердаками или офисы, расположенные в или рядом с гораздо более горячими производственными помещениями.

Коэффициент усиления солнечной энергии через окна можно точно рассчитать В ТЕОРИИ для расчетных условий пиковых дней. Формула начинается с БТЕ на квадратный фут на направление стекла для местоположения объекта (северная широта). Этот коэффициент обычно называют «фактором изоляции от солнца», доступным в ASHRAE и некоторых других источниках. Некоторые веб-сайты, посвященные солнечной энергии, предлагают коэффициенты, основанные на общем потенциале производства электроэнергии на данном участке. Они могут быть, а могут и не быть хорошими источниками данных в БТЕ, поскольку их номинальные мощности в кВт предназначены для выработки электроэнергии, а не для получения тепла.Фактором является «валовой» прирост БТЕ, на который влияют МНОГИЕ переменные, включая сезонное затенение, фиксированное затенение здания, внутреннее затенение, коэффициент передачи стекла и почасовые погодные условия. Высококачественные программы расчета учитывают все эти факторы на почасовой основе. Другие могут использовать месячный коэффициент. Стекло, обращенное на запад, часто является наиболее важным фактором для получения тепла, потому что высокий угол наклона солнца в летние месяцы означает, что меньше солнечного света проходит через стекло, обращенное на юг.

«Освещение и оборудование» выполняет свою работу, которая в итоге превращается в отходящее тепло. Люминесцентная лампа на 40 Вт производит намного больше света, чем лампа накаливания на 40 Вт, и поэтому более эффективна, но обе они производят 40 Вт на БТЕ (40 x 3,413 = 136,52 БТЕ в час). в кондиционируемом пространстве превращается в БТЕ тепла. Обычно легко оценить приток тепла от освещения из-за графика занятости. Сложная часть оценки притока тепла от оборудования — это оценка коэффициента (ов) нагрузки.Оборудование не всегда работает с номинальными данными, указанными на заводской табличке. Следовательно, если часть оборудования действительно не находится в непрерывном режиме работы, следует учитывать данные на паспортной табличке, чтобы получить более реалистичную оценку тепловыделения. Для некоторых типов существующих небольших помещений, таких как офис, может быть проще посмотреть счета за электроэнергию за месяцы, которые не содержат электрического обогрева и без или с минимальным охлаждением, и считать это количество кВтч нагрузкой на освещение и оборудование.

People Load означает ощутимые БТЕ от тепла тела.Существует также скрытая нагрузка от дыхания и потребность в вентиляции свежего воздуха, поскольку люди дышат. Однако эти нагрузки обычно учитываются как вентиляционные нагрузки и не обязательно называются «притоком тепла». Типичная нагрузка БТЕ на человека составляет 200–1000 БТЕ в час, при этом 400 — типичный рабочий и 1000 — занятия спортом.

Вентиляция Воздух требуется большинством местных строительных норм и правил для НЕЖИЛЫХ объектов. Некоторые коды могут допускать «интеллектуальное управление», которое позволяет установить монитор CO2 и регулировать объем вентилируемого воздуха в соответствии с уровнями CO2.Чаще всего вентиляционный воздух регулируется настройкой «Занят / не занят» на элементах управления в зависимости от предполагаемого количества людей. Стандарт ASHRAE 62-1989 предлагает диапазоны от 15 до 60 кубических футов в минуту, но типичные требования для некурящих и непромышленных помещений составляют 15-25 кубических футов в минуту на человека.

Дополнительная информация

Дополнительную информацию об усилении солнечной энергии через окна из интерактивного источника см. На сайте www.efficientwindows.org

Источник: Текст Боб Феган, 12/2008; Таблица теплопроизводительности в БТЕ на человека с сайта www.engineeringtoolbox.com 9/2005; диаграмма тепловыделения окон с www.efficientwindows.org 9/2005;


© 2008 Energy Solutions Center400 Н. Кэпитол-стрит Северо-Западный Вашингтон, округ Колумбия 20001 Все права защищены. Юридические вопросы Свяжитесь с нашим веб-мастером

Уровень потерь тепла в финских зданиях

% PDF-1.7 % 1 0 obj > >> эндобдж 6 0 obj > эндобдж 2 0 obj > транслировать application / pdf10.1016 / S2212-5671 (15) 00218-X

  • Коэффициент тепловых потерь в финском строительном фонде
  • Яакко Вихола
  • Яакко Сорри
  • Юхани Хельо
  • Пааво Керо
  • фонд зданий
  • энергетические системы
  • коэффициент теплопотерь
  • моделирование мощности
  • Экономика процедур и финансы, 21 (2015) 601-608.DOI: 10.1016 / S2212-5671 (15) 00218-X
  • Elsevier B.V.
  • journalProcedia Economics and Finance © 2015 The Authors show Опубликовано Elsevier BV Все права защищены. 2212-56712120152015601-60860160810.1016 / S2212-5671 (15) 00218-Xhttp: //dx.doi.org/10.1016/S2212-5671 (15) 00218 -X2010-04-23true10.1016 / S2212-5671 (15) 00218-X
  • elsevier.com
  • sciencedirect.com
  • 6.410.1016 / S2212-5671 (15) 00218-Xnoindex2010-04-23truesciencedirect.comↂ005B1ↂ005D> elsevier.comↂ005B2ↂ005D>
  • sciencedirect.com
  • elsevier.com
  • Elsevier2015-05-13T02: 15: 31 + 05: 302015-05-13T02: 19: 43 + 05: 302015-05-13T02: 19: 43 + 05: 30TrueAcrobat Distiller 10.0.0 (Windows) uuid: 300cf8e3-3662- 40df-bb9b-0b22679dc040uuid: 76736a7a-9df2-4694-beb2-352d747fd2a5 конечный поток эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 объект > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 7 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB] / Свойства> / XObject> >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544.252 742,677] / Тип / Страница >> эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544.252 742.677] / Тип / Страница >> эндобдж 10 0 obj > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544.252 742.677] / Тип / Страница >> эндобдж 11 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544.252 742.677] / Тип / Страница >> эндобдж 12 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544.252 742,677] / Тип / Страница >> эндобдж 13 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / XObject> >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544.252 742.677] / Тип / Страница >> эндобдж 14 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544.252 742.677] / Тип / Страница >> эндобдж 15 0 объект > / ExtGState> / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Повернуть 0 / TrimBox [0 0 544.252 742.677] / Тип / Страница >> эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > / Граница [0 0 0] / C [0 0 0] / Rect [106.95 658,235 143,439 702,388] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 18 0 объект > / Граница [0 0 0] / C [0 0 0] / Rect [106,95 658,235 143,439 702,388] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 19 0 объект > транслировать HtTms6 + («D [.Z ݼ 2 cs) ИЛИ ~ @ Qv \ w

    ГЛАВА II

    ГЛАВА II

    ПРИБЫЛЬ И ПОТЕРЯ ТЕПЛА

    2.1. ВВЕДЕНИЕ

    Жара протекает через обшивку здания, влияя на его внутреннюю температуру.Основные компоненты здания Оболочка — это стены, крыши, полы, двери и окна.

    Как известно из предыдущей главы, как температура разница увеличивается между двумя поверхностями любого объекта, также увеличивается тепло поток между этими двумя поверхностями.

    Для уменьшения теплового потока в зданиях изоляция используется. Изоляция замедляет тепловой поток, но это не останавливает. Часто внутренние воздушные пространства используются в ограждающих конструкциях зданий для ограничения кондуктивного тепла поток.

    Другой способ получения или потери тепла в здании: через воздух, который проникает в здание снаружи окружение.

    Эта глава даст базовые знания для расчета количество тепла, полученного или потерянного в здании. Эти знания позволят студенту определить размеры обогрева и охлаждающее оборудование.

    2.2. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ЧЕРЕЗ СТЕНУ

    Как было показано в предыдущей главе, жара перенос через твердые тела подчиняется соотношению (1.4):

    , но также было определено сопротивление R = 1 / C, откуда формулу можно записать как:

    для стен с разными слоев общее тепловое сопротивление получается как сумма всех слоев сопротивление, как видно из рисунка 2.1.

    Рисунок 2.1. стена образован тремя слоями.

    Суммарное сопротивление составит:

    R = 1 + 2 + 3

    Пример 2.1.

    Рассчитайте сопротивление композитная конструкция, состоящая из каркасной стены 2х4, облицованной кирпичом, 3 шт. утеплитель и сухая внутренняя стена.

    Рисунок 2.2. Композитная стена.

    В практических приложениях различные строительные материалы более или менее стандартизированы, и их значения сопротивления можно найти в таблицах. Как обычно при строительстве, облицовка здания состоит из разные слои из разных материалов, полезно определить другой термин известный как U-значение.

    Значения U рассчитываются для конкретного элемента. (стена, дверь, корень и т. д.) путем определения сопротивления каждого из его компонентов материалы, включая воздушные слои и добавление всего сопротивления как:

    Значение U является обратной величиной суммы сопротивлений.

    Для композитной стены выражение (2.1) также может быть использовал. На рисунке 2.1 замена три слоя по одному эквиваленту с сопротивлением:

    значение U будет:

    и тепловой поток

    Пример 2.2.

    Здание с плоской крышей 40х100, построенное на 4 гипсовая плита на 1 стеклопластиковой плите.

    Внутренний потолок подвешен на акустическую плитку. канал. Наружная температура 96 F и внутренняя температура 70 F.

    Значение U, полученное из руководства, составляет 0,1.

    Рассчитайте приток или потерю тепла в здании за час. через крышу.

    Пример 2.3.

    Рассчитайте коэффициент теплопередачи показанной стены

    Рисунок 2.3. Композитный стена для примера 2.3.

    Пример 2.4.

    На рисунке показана одна стена со стеклянным окном в доме со следующим характеристики:

    Материал стен: деревянная обшивка, 2 утеплителя Р-7 значение, а внутри закончено.U = 0,09 БТЕ · ч / фут 2 -F.

    Материал окна: Одинарное стекло, алюминиевая рама. U = 1,1 БТЕ · ч / фут 2 -F.

    Разница температур внутри и снаружи 40 F.

    Рисунок 2.4. Стена для пример 2.4.

    Тепловой поток в час рассчитывается независимо для стена и окно. Применение уравнения 2,5:

    Стена:

    Окно:

    Суммарная теплопередача составляет:

    2.3. ОСОБЫЕ СЛУЧАИ ТЕПЛООБМЕНА В ЗДАНИИ

    В разных ситуациях передача тепла не может быть рассчитывается непосредственно с использованием уравнения 2.5, и некоторые допущения должны быть сделали. Некоторые из них следующие.

    2.3.1. ПЕРЕДАЧА ТЕПЛА ЧЕРЕЗ ПОДВАЛЬНЫЕ СТЕНЫ И ПОЛЫ.

    Дело в том, что цокольный этаж и часть всей стены ниже отметки усложняет расчеты.

    Для части конструкции, которая находится ниже уровня земли, используется Значения U должны соответствовать таблице 2.1.

    Таблица 2.1 Значение коэффициента теплопередачи для стен подвала и полов ниже отметки [BTUh / ft 2 -F]

    Материал

    Значение U

    Стена неизолированная —————

    0.16

    Стенка, утеплитель Р-4 ————

    0,08

    Этаж —————————

    0,04

    Это связано с влиянием окружающей земли на тепловое сопротивление.

    Также разница температур будет отличаться.Расчетная температура наружного воздуха в зимнее время составляет принимается за значение температуры глубокого грунта. Этот диапазон температур от 40F до 60F в холодный климат континентальной части США.

    Если часть стены подвала находится над землей, а часть ниже потери тепла для каждого рассчитываются отдельно.

    Пример 2.5.

    Подвал имеет площадь 400 футов 2 и утепленная стена под землей площадью 640 футов 2 .Комнатная температура 75F и температура земли 50F. Найдите тепло потерялся из комнаты.

    Этаж: BTUh = 0,04 x 400 х 25 = 400

    Стена: BTUh = 0,08 x 640 x 25 = 1280

    Суммарные тепловые потери составляют:

    2.3.2. ПЕРЕДАЧА ТЕПЛА ЧЕРЕЗ ПОЛ НА ПУТЬ И ПОЛ ЧЕРЕЗ ПОЛЕЗ КОСМОС.

    Для пола, построенного над подвесным пространством, если пространство вентилируется, чтобы предотвратить конденсацию влаги, воздух в подзаголовке температура будет равна расчетной температуре наружного воздуха.

    Когда пол находится в земле в холодную погоду, тепло потери больше по периметру зданий и пропорциональны длина периметра. В этом случае жара перевод рассчитывается с использованием соотношения 2.6.

    Где Q / t — потери тепла через пол на уклоне BTU / hr, P — коэффициент потерь по периметру в BTU / h.ft-F, L — общая длина периметра в футах, а DT — расчетное разница температур внутри и снаружи в F.

    2.4. ПОТЕРЯ ИЛИ ПРИОБРЕТЕНИЕ ТЕПЛА НА ИНФИЛЬТРАЦИИ И ВЕНТИЛЯЦИИ

    В здании тепло не только теряется и стены, крыша и пол. Существует количество тепла, которое поступает внутрь или выходит за пределы здания вместе с воздухом который циркулирует внутри или снаружи здания. Два способа, с помощью которых воздух приносит или забирает тепло в здание или из него. называются инфильтрация и вентиляция .

    2.4.1. ЗНАЧИТЕЛЬНАЯ ПОТЕРЯ ТЕПЛА ИЛИ ПОЛУЧИТЬ ЭФФЕКТ ИНФИЛЬТРАЦИИ ИЛИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫЙ ВОЗДУХ.

    Проникновение происходит, когда наружный воздух проникает через здание. проемы из-за давления ветра. Эти проемы могут появиться в дверных краях, дверные или оконные проемы или трещины вокруг окон.

    Воздух, проникающий в помещение летом, увеличивает комнатная температура. Зимой эффект наоборот.Это тепло получилось или температура вытяжного воздуха должна быть компенсирована в помещении для поддержания расчетной температуры.

    Количество тепла, необходимое для поддержания температуры в помещении определяется с использованием уравнения явной теплопроводности, представленного в (1.4)

    , где Q с / т — тепло, необходимое для поддержания комнатная температура, м т — массовый расход инфильтрации наружного воздуха в фунтах / час, c — удельная теплоемкость воздуха, DT — температура изменение между наружным и внутренним воздухом в F.

    Расход воздуха в установках HVAC обычно измеряется в футах 3 / мин. (CFM), а расход воздуха в предыдущем уравнении выражается в фунтах / час.

    Следовательно, необходимо осуществить преобразование. Включая в уравнение теплоемкость воздуха, который является постоянным, окончательный результат будет

    , где Q с / т — явное тепло от инфильтрация (или вентиляция) воздуха; CFM — это инфильтрация воздуха (или вентиляция) расход, фут 3 / мин; а DT — температура разница между наружным и внутренним воздухом в F.

    2.4.2. СКРЫТАЯ ПОТЕРЯ ТЕПЛА ИЛИ УСИЛЕНИЕ ИНФИЛЬТРАЦИОННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ AIR

    Так как влажность наружного воздуха часто отличается от влажности воздуха в помещении, этот параметр может упасть до недопустимый уровень комфорта.

    Если требуется поддерживать влажность воздуха в помещении, водяной пар должны быть добавлены или извлечены. Перемена влаги требует тепла.

    Следовательно, теплота испарения воды будет добавлена ​​или извлечен.Это выражается уравнение.

    , где Q L / т — скрытая теплота, необходимая для инфильтрация или вентиляция воздуха; CFM — скорость инфильтрации или вентиляции воздуха. футы 3 / мин; и (W 1 W 2 ) — разница в соотношение влажности в помещении и на улице в зернах воды / фунт.

    Более подробное исследование свойств воздуха будет выполнено в Глава III.

    Для определения количества инфильтрационного воздуха в здании, используются два метода: метод , метод , который предполагает, что точная оценка скорости инфильтрации воздуха на фут раскрытия трещины может быть измеренным или установленным, и методом воздушного заряда . В этом курсе используется метод воздушного заряда будет использоваться для расчета притока или потерь тепла зданием из-за инфильтрация воздуха.

    наддув воздуха метод основан на количестве воздуха зарядов в час (ACH) в комнате, вызванной инфильтрацией, где один воздух заряд определяется как равный объему воздуха в помещении.

    Расчет ожидаемого количества воздухообменов основан на опыте и тестировании и отличается для разных объектов, и приведены в таблицах.

    Чтобы узнать CFM в час по количеству воздухообменов в час следует использовать следующее соотношение:

    Где CFM — скорость инфильтрации воздуха в комнату в футах 3 / мин, ACH — это количество воздухообменов в час для комнаты, а V — это комната. объем в футах 3 .

    Пример 2.6.

    Комната высотой 30 футов x 12 футов x 8 футов — это дом с 0,6 воздухом изменений в час из-за инфильтрации. Узнайте скорость проникновения в CFM.

    V = 30 x 12 x 8 = 2880 футов 3

    Используя уравнение (2.9)

    2.4.3. ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ НАГРУЗКА

    Воздух, попадающий в жилые дома через оборудование механической вентиляции, чтобы поддерживать внутреннее Качество воздуха известно как вентиляционный воздух .

    Системы распределения воздуха в жилых домах почти всегда используются только рециркулируемый воздух. В этом случае отсутствует вентиляционная составляющая нагрузки.

    В нежилых зданиях всегда используется приточный воздух. В этом случае в расчетах нагрузкой инфильтрационного воздуха можно пренебречь.

    Пример 2.7.

    Поддерживается дом с герметичными окнами на 70F, с наружной температурой 95F. В Система механической вентиляции обеспечивает подачу наружного воздуха 6000 кубических футов в минуту.Что такое дополнительный ощутимый обогрев требование для этого эффекта?

    2.5. ВЛИЯНИЕ ВОЗДУШНОЙ ПЛЕНКИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ СТЕН

    Воздух вокруг стены образует пленку, которая влияет на общую термостойкость стены, увеличивая ее. В соответствии с этим тепло, передаваемое через стену, должно включать эффект конвекции на внутренней и внешней поверхностях.В таблице 2.2 показано сопротивление воздушной пленки. в разных условиях.

    Таблица 2.2. Воздушная пленка Сопротивление.

    Лето

    Зима

    Ветер 7,5 миль / ч

    Ветер 15 миль / ч

    Наружная поверхность

    0.25

    0,17

    Внутренняя поверхность

    0,68

    0,68

    Пример 2.8

    Стена, описанная в Примере 2.4, имела общее сопротивление 12,89 .

    Найдите полное сопротивление стены для лета.

    снаружи сопротивление воздушной пленки ———————-

    0.25

    Стена сопротивление ———————————

    12,89

    Внутри сопротивление воздушной пленки ————————

    0,68

    нетто эффективное сопротивление ————————

    13.82

    2.6. ЭКВИВАЛЕНТНАЯ РАЗНИЦА ТЕМПЕРАТУР (ETD)

    Необходимо учитывать влияние солнца и накопления тепла. при расчете теплопритока через стену, крышу или другой компонент.

    ETD зависит от ориентации экспозиции, времени суток, и строительные материалы.В процедура, описанная в Руководстве по основам ASHRAE, является упрощенной, который использует средний ETD S , который исключает ориентацию и время суток.

    В таблице 2.3 показаны некоторые значения, определенные для стен и дверей.

    Более полную таблицу можно найти в руководствах ASHRAE.

    Таблица 2.3. Эквивалентная разница температур.

    Наружный дизайн

    Температура

    85 Ф

    90 Ф

    95 Ф

    Суточная температура Диапазон

    L

    М

    L

    М

    H

    L

    М

    H

    Стены и двери

    Каркас и шпон на раме

    17.6

    13,6

    22,6

    18,6

    13,6

    27,6

    23,6

    18,6

    Деревянные двери

    17.6

    13,6

    27,6

    18,6

    13,6

    27,6

    23,6

    18,6

    Дневной диапазон:

    л (низкий) <15 F

    M (средний) от 15 до 25 F

    H (высокий)> 25 F

    Значения в таблице основаны на среднем значении в помещении. температура 75F.

    Приток тепла рассчитывается по формуле.

    Дневной диапазон — это средняя разница между дневными высокая и дневная низкая температура для данного местоположения.

    Таблица 2.4. Показывает дневной диапазон для нескольких городов США

    Городской

    Суточный диапазон

    Майами ————————

    15

    Атланта ————————

    19

    Чикаго, О’Хара (аэропорт) —

    20

    Бостон (аэропорт) —————

    16

    Нью-Йорк (Центральный Парк) —

    17

    Таблица 2.4. Ежедневно Классифицировать.

    2.7. НАГРЕВАНИЕ ЧЕРЕЗ СТЕКЛО

    Летом суммарный приток тепла через стекло равен комбинированные эффекты солнечного излучения и пропускания.

    Солнечная радиация меняется в зависимости от месяца, времени суток, направление окна, количество стекол, тип стекла, тип наружного и внутреннее затенение, способность строительных материалов сохранять тепло.

    Коэффициент передачи зависит от:

    — Разница температуры воздуха по стеклу.

    — Значение U стекла.

    Для расчета тепловыделения используется теплопередача. Множитель (HTM), определяемый как количество тепла, протекающего через один фут 2 ограждающих конструкций здания при заданном перепаде температур.

    Таблица 2.5. показывает несколько значений HTM, основанных на средний приток тепла через стекло, который происходит в самый теплый летний месяц за почасовой период с середины утра до позднего вечера.Использование этой таблицы требует считать:

    — Экспозиция

    — Количество панелей

    — Тип стекла

    — Затенение для помещений

    — Наружное затенение

    Таблица 2.5. HTM хотя очки

    Стандартный одноместный Стекло

    Наружный дизайн Температура

    85

    90

    95

    Без навесов или Внутреннее затенение

    N

    23

    27

    31

    NE и NW

    56

    60

    64

    E&W

    81

    85

    89

    SE и SW

    70

    74

    78

    S

    40

    44

    48

    Гориз.Мансардный люк

    160

    164

    168

    Используя таблицу 2.5, тепловыделение через стекло будет равно рассчитано по

    Пример 2.9.

    Рассчитайте приток тепла для следующей стены:

    Стена: Каркасный шпон на раме.Значение U = 0,25

    Дверь: дерево Значение U = 0,45

    Windows: Обычная одинарное стекло, без навеса или внутреннего затенения

    Расположение: Майами, облицовка стен N. Внешний дизайн температура: 95F

    Решение:

    Стена : Ежедневно диапазон температур: 15F — M

    Вне Т: 95F —— ETD = 23,6

    Windows:

    Тепловыделение = 1699.2 + 339,8 + 1240 = 3279 БТЕ

    2,8. ТЕПЛОВЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ

    Системы переменного тока основаны на принципе теплообмена. Тепло извлекается изнутри здание, и доставлено за пределы здания.

    На рисунке 2.5 показан способ теплообменника. работает. Вещество, предназначенное для вытяжное тепло проходит через змеевик который находится в тесном контакте с другим веществом на более высоком уровне температура.Вещество на более высоком уровне температура (T h ) обеспечивает тепло, которое поглощается протекающим вещества внутри змеевика, понижая температуру T h и повышение температуры текучего вещества с T i до T f . Возможна и обратная ситуация.

    Количество извлеченного тепла можно рассчитать с помощью соотношение (2.12)

    S.H — Удельная теплоемкость оборотная среда

    TD — Разница температур между Ti и Tf

    Произведя соответствующие расчеты, можно показали, что верны следующие соотношения:

    Для воды:

    Для воздуха:

    Где галлоны в минуту — галлоны воды в минуту, а кубометры в минуту — объем циркулирующего воздуха в футах 3 в минуту.

    Пример 2.11.

    Воздухообрабатывающий агрегат перемещается на 2000 кубических футов в минуту при входной температуре. из 75F и уезжая на 65F. найди BTUh.

    BTUh = 1,08 x 2000 x 10

    = 21605 BTUh

    Рисунок 2.5. Высокая температура Интерчейнджер

    Пример 2.10.

    Вода циркулирует через конденсатор с водяным охлаждением на скорость 10 галлонов в минуту, температура на входе в конденсатор 65F, на выходе из конденсатора температура 75F.Найдите BTUh и тонны охлаждение. (1 галлон воды весит 8,33 фунта)

    Произведя соответствующие расчеты, можно показали, что верны следующие соотношения:

    Для воды:

    BTUh = галлонов в минуту x 500 x TD (2,15)

    для воздуха:

    BTUh = 1,08 x CFN x ТД (2.16)

    Где галлоны в минуту — галлоны воды в минуту, а кубометры в минуту — объем циркулирующего воздуха в футах 3 в минуту.

    Пример 2.11.

    Воздухообрабатывающий агрегат перемещается на 2000 кубических футов в минуту при входной температуре. из 75 F и уезжает в 65 F. Найдите BTUh

    BTUh = 1,08 x 2000 x 10

    = 21605 BTUh

    .
    Дом

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *