3. حساب أجهزة ومعدات التدفئة 3.1. اختيار نوع وحساب أجهزة التسخين

يعد التصميم والحساب الحراري لنظام التدفئة مرحلة إلزامية في ترتيب تدفئة المنزل. تتمثل المهمة الرئيسية لأنشطة الحوسبة في تحديد المعلمات المثلى للغلاية ونظام الرادياتير.

يجب أن تعترف أنه قد يبدو للوهلة الأولى أن المهندس فقط هو من يمكنه القيام بحساب هندسة الحرارة. ومع ذلك ، ليس كل شيء معقدًا للغاية. معرفة خوارزمية الإجراءات ، سيتحول إلى إجراء الحسابات اللازمة بشكل مستقل.

توضح المقالة إجراءات الحساب وتوفر جميع الصيغ اللازمة. لفهم أفضل ، قمنا بإعداد مثال على الحساب الحراري لمنزل خاص.

معايير أنظمة درجة حرارة المباني

قبل إجراء أي حسابات لمعلمات النظام ، من الضروري ، على الأقل ، معرفة ترتيب النتائج المتوقعة ، بالإضافة إلى توفر الخصائص المعيارية لبعض القيم المجدولة التي يجب استبدالها في الصيغ أو الاسترشاد بهم.

بعد إجراء حسابات المعلمات بمثل هذه الثوابت ، يمكن التأكد من موثوقية المعلمة الديناميكية أو الثابتة المطلوبة للنظام.

بالنسبة للمباني لأغراض مختلفة ، توجد معايير مرجعية لأنظمة درجة الحرارة في المباني السكنية وغير السكنية. هذه القواعد منصوص عليها في ما يسمى بـ GOSTs.

بالنسبة لنظام التدفئة ، فإن إحدى هذه المعلمات العالمية هي درجة حرارة الغرفة ، والتي يجب أن تكون ثابتة بغض النظر عن الموسم والظروف المحيطة.

وفقًا للوائح المعايير والقواعد الصحية ، هناك اختلافات في درجات الحرارة بالنسبة لموسمي الصيف والشتاء. نظام تكييف الهواء مسؤول عن نظام درجة حرارة الغرفة في فصل الصيف ، ويتم وصف مبدأ حسابه بالتفصيل في هذه المقالة.

لكن درجة حرارة الغرفة في الشتاء يتم توفيرها بواسطة نظام التدفئة. لذلك نحن مهتمون بنطاقات درجات الحرارة وتحملها لانحرافات فصل الشتاء.

تنص معظم الوثائق التنظيمية على نطاقات درجات الحرارة التالية التي تسمح للشخص بالراحة في الغرفة.

للمباني غير السكنية من نوع المكاتب بمساحة تصل إلى 100 متر مربع:

• 22-24 درجة مئوية - درجة حرارة الهواء المثلى ؛
• 1 درجة مئوية - التأرجح الجائز.

بالنسبة للمباني المكتبية التي تزيد مساحتها عن 100 متر مربع ، تكون درجة الحرارة 21-23 درجة مئوية. بالنسبة للمباني غير السكنية من النوع الصناعي ، تختلف درجات الحرارة اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على الغرض من المبنى ومعايير حماية العمل المعمول بها.

كل شخص لديه درجة حرارة الغرفة المريحة الخاصة به. شخص ما يحب أن يكون دافئًا جدًا في الغرفة ، شخصًا ما يكون مرتاحًا عندما تكون الغرفة باردة - كل هذا فردي تمامًا

بالنسبة للمباني السكنية: الشقق والمنازل الخاصة والعقارات وما إلى ذلك ، هناك نطاقات درجة حرارة معينة يمكن تعديلها حسب رغبة السكان.

ومع ذلك ، بالنسبة للمباني المحددة للشقة والمنزل ، لدينا:

• 20-22 درجة مئوية - غرفة المعيشة ، بما في ذلك غرفة الأطفال ، والتسامح ± 2 درجة مئوية -
• 19-21 درجة مئوية - المطبخ ، المرحاض ، التسامح ± 2 درجة مئوية ؛
• 24-26 درجة مئوية - الحمام ، غرفة الاستحمام ، المسبح ، التسامح ± 1 درجة مئوية ؛
• 16-18 درجة مئوية - الممرات والممرات والسلالم والمخازن والتسامح + 3 درجة مئوية

من المهم ملاحظة أن هناك العديد من المعايير الأساسية التي تؤثر على درجة الحرارة في الغرفة والتي تحتاج إلى التركيز عليها عند حساب نظام التدفئة: الرطوبة (40-60٪) ، وتركيز الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الهواء. (250: 1) ، سرعة حركة الكتلة الهوائية (0.13-0.25 م / ث) ، إلخ.

حساب أجهزة التدفئة

1. نوع السخان - مشعاع مقطعي من الحديد الزهر MS-140-AO ؛

التدفق الحراري المشروط الاسمي لعنصر واحد من الجهاز Qн.у. = 178 واط ؛

طول عنصر جهاز واحد ل

= 96 ملم.

شارع 14

2) تدفق المياه الشامل:

حيث cf هي السعة الحرارية النوعية للماء (= 4.19 كيلو جول / كجم درجة مئوية) ؛

tg و - درجات حرارة الماء عند مدخل الناهض وعند مخرجه ؛

β1 هو معامل حساب الزيادة في التدفق الحراري لأجهزة التسخين المركبة نتيجة تقريب القيمة المحسوبة لأعلى ؛

β2 هو معامل المحاسبة عن فقد الحرارة الإضافي لأجهزة التدفئة عند الأسوار الخارجية.

1. متوسط ​​درجة حرارة الماء في كل جهاز رفع:

تاف = 0.5 *

=0,5* (105 + 70) = 87,5

3) الفرق بين متوسط ​​درجة حرارة الماء بالجهاز ودرجة حرارة هواء الغرفة:

∆tav = tav - صبغة

∆tav = 87.5 - 23 = 64.5 درجة مئوية

4) التدفق الحراري الاسمي المطلوب

أين

إلى - معامل الاختزال المعقد Qn.pr. لتصميم الظروف

حيث n و p و c قيم تتوافق مع نوع معين من أجهزة التسخين

ب - معامل حساب الضغط الجوي في منطقة معينة

ψ - معامل حساب اتجاه حركة المبرد في الجهاز

بالنسبة لنظام تسخين المياه أحادي الأنبوب ، يمر تدفق المياه الجماعي عبر الجهاز المحسوب Gpr ، كجم / ساعة

5) العدد الأدنى المطلوب لأقسام السخان:

أين

4

- عامل التصحيح ، مع مراعاة طريقة تثبيت الجهاز ، مع تثبيت الجهاز المفتوح установке4 = 1.0 ؛ 3 - عامل التصحيح مع مراعاة عدد الأقسام في الجهاز ، يؤخذ بقيمة تقريبية

(لـ nsec> 15).

,

;

,

;

,

.

حساب فقدان الحرارة في المنزل

وفقًا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية (فيزياء المدرسة) ، لا يوجد انتقال تلقائي للطاقة من الأجسام الأقل تسخينًا إلى الأجسام الصغيرة أو الكبيرة الأكثر تسخينًا. حالة خاصة لهذا القانون هي "السعي" لخلق توازن في درجة الحرارة بين نظامين من الديناميكا الحرارية.

على سبيل المثال ، النظام الأول عبارة عن بيئة بدرجة حرارة -20 درجة مئوية ، والنظام الثاني عبارة عن مبنى بدرجة حرارة داخلية + 20 درجة مئوية. وفقًا للقانون أعلاه ، سوف يسعى هذان النظامان إلى تحقيق التوازن من خلال تبادل الطاقة. سيحدث هذا بمساعدة فقد الحرارة من النظام الثاني والتبريد في النظام الأول.

يمكن القول بشكل لا لبس فيه أن درجة الحرارة المحيطة تعتمد على خط العرض الذي يقع فيه المنزل الخاص. ويؤثر اختلاف درجات الحرارة على كمية التسربات الحرارية من المبنى (+)

يعني فقدان الحرارة الإطلاق اللاإرادي للحرارة (الطاقة) من جسم ما (منزل ، شقة). بالنسبة لشقة عادية ، فإن هذه العملية ليست "ملحوظة" مقارنة بالمنزل الخاص ، حيث أن الشقة تقع داخل المبنى وهي "مجاورة" للشقق الأخرى.

في منزل خاص ، "يهرب" الدفء بدرجة أكبر أو أقل من خلال الجدران الخارجية والأرضية والسقف والنوافذ والأبواب.

من خلال معرفة مقدار فقد الحرارة لأكثر الظروف الجوية غير المواتية وخصائص هذه الظروف ، من الممكن حساب قوة نظام التدفئة بدقة عالية.

لذلك ، يتم حساب حجم التسربات الحرارية من المبنى باستخدام الصيغة التالية:

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

تشى - حجم فقد الحرارة من المظهر المنتظم لمغلف المبنى.

يتم حساب كل مكون من مكونات الصيغة بواسطة الصيغة:

س = S * ∆T / R.أين

• س - التسريبات الحرارية ، V ؛
• س - مساحة نوع معين من الهيكل ، مربع. م ؛
• ∆ ت - فرق درجة الحرارة بين الهواء المحيط والهواء الداخلي ، درجة مئوية ؛
• ر - المقاومة الحرارية لنوع معين من الهيكل ، m2 * ° C / W.

يوصى بأخذ قيمة المقاومة الحرارية للمواد الموجودة بالفعل من الجداول المساعدة.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن الحصول على المقاومة الحرارية باستخدام النسبة التالية:

R = د / كأين

• ر - المقاومة الحرارية (m2 * K) / W ؛
• ك - معامل التوصيل الحراري للمادة ، W / (m2 * K) ؛
• د هو سمك هذه المادة ، م.

في المنازل القديمة ذات الأسقف الرطبة ، يحدث تسرب للحرارة من خلال الجزء العلوي من المبنى ، أي من خلال السقف والعلية. يؤدي تنفيذ تدابير تدفئة السقف أو العزل الحراري لسقف العلية إلى حل هذه المشكلة.

إذا قمت بعزل مساحة العلية والسقف ، فيمكن تقليل فقد الحرارة الكلي من المنزل بشكل كبير.

هناك عدة أنواع أخرى من فقدان الحرارة في المنزل من خلال التشققات في الهياكل ونظام التهوية وغطاء المطبخ وفتح النوافذ والأبواب. لكن ليس من المنطقي مراعاة حجمها ، حيث إنها لا تشكل أكثر من 5٪ من العدد الإجمالي لتسربات الحرارة الرئيسية.

صيغة الحساب

معايير استهلاك الحرارة
يتم حساب الأحمال الحرارية مع الأخذ في الاعتبار قوة وحدة التسخين وفقدان الحرارة للمبنى. لذلك ، من أجل تحديد قوة المرجل المصمم ، من الضروري مضاعفة فقد الحرارة للمبنى بمعامل مضاعف 1.2. هذا نوع من الاحتياطي يساوي 20٪.

لماذا هذا المعامل ضروري؟ بمساعدتها يمكنك:

• توقع انخفاض ضغط الغاز في خط الأنابيب. بعد كل شيء ، في الشتاء هناك عدد أكبر من المستهلكين ، والجميع يحاول استهلاك وقود أكثر من الآخرين.
• غير نظام درجة الحرارة داخل المنزل.

دعنا نضيف أن فقد الحرارة لا يمكن توزيعه بالتساوي في جميع أنحاء هيكل المبنى بأكمله. يمكن أن يكون الاختلاف في المؤشرات كبيرًا جدًا. وهنا بعض الأمثلة:

• يترك ما يصل إلى 40٪ من الحرارة المبنى عبر الجدران الخارجية.
• من خلال الأرضيات - حتى 10٪.
• نفس الشيء ينطبق على السقف.
• من خلال نظام التهوية - حتى 20٪.
• من خلال الأبواب والنوافذ - 10٪.

المواد

لذلك ، اكتشفنا هيكل المبنى وتوصلنا إلى نتيجة مهمة للغاية مفادها أن الخسائر الحرارية التي يجب تعويضها تعتمد على بنية المنزل نفسه وموقعه. ولكن يتم تحديد الكثير أيضًا من خلال مواد الجدران والسقف والأرضية ، فضلاً عن وجود أو عدم وجود العزل الحراري.

هذا عامل مهم.

على سبيل المثال ، دعنا نحدد المعاملات التي تقلل من فقدان الحرارة ، اعتمادًا على هياكل النوافذ:

• نوافذ خشبية عادية بزجاج عادي. لحساب الطاقة الحرارية في هذه الحالة ، يتم استخدام معامل يساوي 1.27. أي ، من خلال هذا النوع من الزجاج ، تتسرب الطاقة الحرارية بنسبة 27٪ من الإجمالي.
• إذا تم تثبيت نوافذ بلاستيكية ذات نوافذ مزدوجة الزجاج ، فسيتم استخدام معامل 1.0.
• إذا تم تثبيت النوافذ البلاستيكية من ملف جانبي من ست غرف وبنافذة زجاجية مزدوجة من ثلاث غرف ، فسيتم أخذ معامل 0.85.

نذهب أبعد من ذلك ، نتعامل مع النوافذ. هناك اتصال واضح بين مساحة الغرفة ومنطقة زجاج النافذة. كلما زاد الموضع الثاني ، زاد فقد حرارة المبنى. وهنا توجد نسبة معينة:

• إذا كانت مساحة النوافذ بالنسبة إلى مساحة الأرضية بها مؤشر 10٪ فقط ، فسيتم استخدام معامل 0.8 لحساب ناتج الحرارة لنظام التدفئة.
• إذا كانت النسبة في حدود 10-19٪ ، فسيتم تطبيق عامل 0.9.
• بنسبة 20٪ - 1.0.
• بنسبة 30٪ -2.
• بنسبة 40٪ - 1.4.
• بنسبة 50٪ - 1.5.

وهذه فقط النوافذ. وهناك أيضا تأثير المواد المستخدمة في بناء المنزل على الأحمال الحرارية. نضعها في الجدول ، حيث سيتم وضع مواد الحائط مع انخفاض في فقد الحرارة ، مما يعني أن معاملها سينخفض ​​أيضًا:

نوع مواد البناء	معامل في الرياضيات او درجة
الكتل الخرسانية أو ألواح الجدران	1.25 إلى 1.5
التحصينات الخشبية	1,2
جدار واحد ونصف من الطوب	1,5
طوبان ونصف	1,1
كتل الخرسانة الرغوية	1,0

كما ترى ، فإن الاختلاف عن المواد المستخدمة كبير. لذلك ، حتى في مرحلة تصميم المنزل ، من الضروري تحديد المواد التي سيتم بناؤها منها بالضبط. بالطبع ، يقوم العديد من البناة ببناء منزل بناءً على ميزانية البناء. لكن مع مثل هذه التخطيطات ، فإن الأمر يستحق المراجعة. يؤكد الخبراء أنه من الأفضل الاستثمار في البداية من أجل جني ثمار المدخرات من تشغيل المنزل.علاوة على ذلك ، يعد نظام التدفئة في فصل الشتاء أحد بنود النفقات الرئيسية.

أحجام الغرف وعدد طوابق المبنى

مخطط نظام التدفئة
لذلك ، ما زلنا نفهم المعاملات التي تؤثر على صيغة حساب الحرارة. كيف يؤثر حجم الغرفة على الحمل الحراري؟

• إذا كان ارتفاع الأسقف في منزلك لا يتجاوز 2.5 متر ، فسيتم أخذ عامل 1.0 في الاعتبار عند الحساب.
• على ارتفاع 3 أمتار ، تم أخذ 1.05 بالفعل. اختلاف طفيف ، لكنه يؤثر بشكل كبير على فقدان الحرارة إذا كانت المساحة الكلية للمنزل كبيرة بدرجة كافية.
• عند 3.5 م - 1.1.
• في 4.5 م -2.

لكن مؤشر مثل عدد طوابق المبنى يؤثر على فقدان حرارة الغرفة بطرق مختلفة. من الضروري هنا مراعاة ليس فقط عدد الطوابق ، ولكن أيضًا مكان الغرفة ، أي في الطابق الذي توجد فيه. على سبيل المثال ، إذا كانت هذه غرفة في الطابق الأول ، وكان المنزل نفسه مكونًا من ثلاثة إلى أربعة طوابق ، فسيتم استخدام معامل 0.82 للحساب.

كما ترى ، من أجل حساب فقد الحرارة للمبنى بدقة ، عليك أن تقرر عوامل مختلفة. ويجب أخذها جميعًا في الاعتبار. بالمناسبة ، لم نأخذ في الاعتبار جميع العوامل التي تقلل أو تزيد من فقد الحرارة. لكن صيغة الحساب نفسها ستعتمد بشكل أساسي على مساحة المنزل المدفأ وعلى المؤشر ، والذي يسمى القيمة المحددة لفقد الحرارة. بالمناسبة ، في هذه الصيغة هو قياسي ويساوي 100 واط / م². جميع المكونات الأخرى للصيغة معاملات.

تحديد قوة المرجل

للحفاظ على فرق درجة الحرارة بين البيئة ودرجة الحرارة داخل المنزل ، يلزم وجود نظام تدفئة مستقل ، والذي يحافظ على درجة الحرارة المطلوبة في كل غرفة في منزل خاص.

أساس نظام التسخين هو أنواع مختلفة من الغلايات: وقود سائل أو صلب ، كهربائي أو غاز.

المرجل هو الوحدة المركزية في نظام التدفئة الذي يولد الحرارة. السمة الرئيسية للغلاية هي قوتها ، أي معدل تحويل كمية الحرارة لكل وحدة زمنية.

بعد إجراء حسابات الحمل الحراري للتدفئة ، سنحصل على الطاقة المقدرة المطلوبة للغلاية.

بالنسبة لشقة عادية متعددة الغرف ، يتم حساب قوة المرجل من خلال المنطقة والطاقة المحددة:

Rboiler = (سروم * Rudelnaya) / 10أين

• غرف S.- المساحة الإجمالية للغرفة المدفئة ؛
• رودلنايا- كثافة القدرة بالنسبة للظروف المناخية.

لكن هذه الصيغة لا تأخذ في الاعتبار خسائر الحرارة الكافية في منزل خاص.

هناك علاقة أخرى تأخذ هذه المعلمة في الاعتبار:

Рboiler = (Qloss * S) / 100أين

• Rkotla- قوة المرجل
• Qloss- فقدان الحرارة؛
• س - منطقة ساخنة.

يجب زيادة الإنتاج المقدر للغلاية. المخزون ضروري إذا كنت تخطط لاستخدام المرجل لتسخين المياه للحمام والمطبخ.

في معظم أنظمة التدفئة للمنازل الخاصة ، يوصى بالتأكيد باستخدام خزان تمدد يتم فيه تخزين إمدادات المبرد. يحتاج كل منزل خاص إلى إمداد بالماء الساخن

من أجل توفير احتياطي الطاقة للغلاية ، يجب إضافة عامل الأمان K إلى الصيغة الأخيرة:

Rboiler = (Qloss * S * K) / 100أين

ل - تساوي 1.25 أي أن قدرة المرجل المقدرة ستزداد بنسبة 25٪.

وبالتالي ، فإن قوة المرجل تجعل من الممكن الحفاظ على درجة حرارة الهواء القياسية في غرف المبنى ، وكذلك الحصول على كمية أولية وإضافية من الماء الساخن في المنزل.

طريقة حساب

لحساب الطاقة الحرارية للتدفئة ، من الضروري أخذ مؤشرات الطلب على الحرارة لغرفة منفصلة. في هذه الحالة ، يجب طرح نقل الحرارة لأنبوب الحرارة ، الموجود في هذه الغرفة ، من البيانات.

ستعتمد مساحة السطح التي تنبعث منها الحرارة على عدة عوامل - أولاً وقبل كل شيء ، على نوع الجهاز المستخدم ، وعلى مبدأ توصيله بالأنابيب وكيفية وجوده في الغرفة. وتجدر الإشارة إلى أن كل هذه المعلمات تؤثر أيضًا على كثافة التدفق الحراري القادم من الجهاز.

حساب السخانات في نظام التدفئة - يمكن تحديد نقل الحرارة للسخان Q باستخدام الصيغة التالية:

Qpr = qpr * Ap.

ومع ذلك ، لا يمكن استخدامه إلا إذا كان مؤشر كثافة سطح جهاز التسخين qpr (W / m2) معروفًا.

من هنا ، يمكنك أيضًا حساب المنطقة المحسوبة Ap. من المهم أن نفهم أن المساحة المقدرة لأي جهاز تسخين لا تعتمد على نوع المبرد.

Ap = Qnp / qnp ،

حيث Qnp هو مستوى نقل الحرارة للجهاز المطلوب لغرفة معينة.

يأخذ الحساب الحراري للتدفئة في الاعتبار أن الصيغة تستخدم لتحديد نقل الحرارة للجهاز لغرفة معينة:

Qпр = Qп - µтр * Qпр

في هذه الحالة ، مؤشر Qp هو الطلب الحراري للغرفة ، Qtr هو إجمالي نقل الحرارة لجميع عناصر نظام التدفئة الموجود في الغرفة. يعني حساب الحمل الحراري عند التسخين أن هذا لا يشمل المبرد فحسب ، بل يشمل أيضًا الأنابيب المتصلة به وأنبوب الحرارة العابر (إن وجد). في هذه الصيغة ، µtr هو عامل تصحيح يوفر نقلًا جزئيًا للحرارة من النظام ، محسوبًا للحفاظ على درجة حرارة ثابتة للغرفة. في هذه الحالة ، قد يتقلب حجم التصحيح اعتمادًا على كيفية وضع أنابيب نظام التدفئة في الغرفة بالضبط. على وجه الخصوص - بالطريقة المفتوحة - 0.9 ؛ في ثلم الجدار - 0.5 ؛ مضمنة في جدار خرساني - 1.8.

يتم تحديد حساب طاقة التسخين المطلوبة ، أي إجمالي نقل الحرارة (Qtr - W) لجميع عناصر نظام التدفئة باستخدام الصيغة التالية:

Qtr = µktr * µ * dn * l * (tg - tv)

في ذلك ، ktr هو مؤشر لمعامل نقل الحرارة لجزء معين من خط الأنابيب الموجود في الغرفة ، dн هو القطر الخارجي للأنبوب ، l طول المقطع. تُظهر المؤشرات tg والتلفزيون درجة حرارة سائل التبريد والهواء في الغرفة.

تُستخدم الصيغة Qtr = qw * lw + qg * lg لتحديد مستوى انتقال الحرارة من موصل الحرارة الموجود في الغرفة. لتحديد المؤشرات ، يجب عليك الرجوع إلى الأدبيات المرجعية الخاصة. في ذلك ، يمكنك العثور على تعريف الطاقة الحرارية لنظام التدفئة - تعريف نقل الحرارة عموديًا (qw) وأفقياً (qg) لأنبوب الحرارة الموضوعة في الغرفة. تظهر البيانات التي تم العثور عليها انتقال الحرارة من متر واحد من الأنبوب.

قبل حساب gcal للتدفئة ، لعدة سنوات ، تم إجراء الحسابات وفقًا للصيغة Ap = Qnp / qnp وقياسات أسطح نقل الحرارة لنظام التدفئة باستخدام وحدة تقليدية - متر مربع مكافئ. في هذه الحالة ، كان ecm مساويًا بشكل مشروط لسطح جهاز التسخين مع انتقال حرارة 435 كيلو كالوري / ساعة (506 واط). يفترض حساب gcal للتدفئة أن فرق درجة الحرارة بين المبرد والهواء (tg - tw) في الغرفة كان 64.5 درجة مئوية ، واستهلاك الماء النسبي في النظام يساوي Grel = l ، 0.

يشير حساب الأحمال الحرارية للتدفئة إلى أنه في نفس الوقت ، فإن أجهزة التسخين ذات الأنبوب الملساء واللوحة ، والتي كان لها نقل حرارة أعلى من المشعات المرجعية في أوقات الاتحاد السوفياتي ، كانت بها منطقة ECM تختلف اختلافًا كبيرًا عن مؤشرها المادي. منطقة. وفقًا لذلك ، كانت مساحة ECM لأجهزة التدفئة الأقل كفاءة أقل بكثير من مساحتها المادية.

ومع ذلك ، تم تبسيط هذا القياس المزدوج لمساحة أجهزة التدفئة في عام 1984 ، وتم إلغاء ECM. وهكذا ، منذ تلك اللحظة فصاعدًا ، تم قياس مساحة السخان فقط بالمتر المربع.

بعد حساب مساحة السخان المطلوبة للغرفة وحساب الطاقة الحرارية لنظام التدفئة ، يمكنك المتابعة إلى اختيار المبرد المطلوب من كتالوج عناصر التسخين.

في هذه الحالة ، اتضح أنه غالبًا ما تكون مساحة العنصر الذي تم شراؤه أكبر قليلاً من تلك التي تم الحصول عليها من خلال الحسابات. من السهل شرح ذلك - فبعد كل شيء ، يتم أخذ هذا التصحيح في الاعتبار مسبقًا عن طريق إدخال معامل الضرب µ1 في الصيغ.

المشعات المقطعية شائعة جدًا اليوم.طولها يعتمد بشكل مباشر على عدد الأقسام المستخدمة. من أجل حساب كمية الحرارة للتدفئة - أي لحساب العدد الأمثل للأقسام لغرفة معينة ، يتم استخدام الصيغة:

N = (Ap / a1) (µ 4 / µ 3)

هنا a1 هي مساحة قسم واحد من الرادياتير المختار للتركيب الداخلي. تقاس بالمتر المربع. µ 4 هو عامل التصحيح الذي تم إدخاله في طريقة تركيب مشعاع التسخين. µ 3 هو عامل تصحيح يشير إلى العدد الفعلي للأقسام في المبرد (µ3 - 1.0 ، بشرط أن Ap = 2.0 m2). بالنسبة للمشعات القياسية من النوع M-140 ، يتم تحديد هذه المعلمة بالصيغة:

μ 3 = 0.97 + 0.06 / ا ف ب

في الاختبارات الحرارية ، يتم استخدام مشعات قياسية تتكون من 7-8 أقسام في المتوسط. أي أن حساب استهلاك الحرارة للتدفئة الذي نحدده - أي معامل نقل الحرارة ، حقيقي فقط للمشعات من هذا الحجم بالضبط.

وتجدر الإشارة إلى أنه عند استخدام مشعات ذات أقسام أقل ، لوحظ زيادة طفيفة في مستوى نقل الحرارة.

هذا يرجع إلى حقيقة أن تدفق الحرارة في الأقسام المتطرفة يكون أكثر نشاطًا إلى حد ما. بالإضافة إلى ذلك ، تساهم الأطراف المفتوحة للرادياتير في زيادة نقل الحرارة إلى هواء الغرفة. إذا كان عدد الأقسام أكبر ، فهناك ضعف في التيار في الأقسام الخارجية. وفقًا لذلك ، لتحقيق المستوى المطلوب لنقل الحرارة ، فمن المنطقي زيادة طول المبرد بشكل طفيف عن طريق إضافة أقسام ، والتي لن تؤثر على قدرة نظام التدفئة.

بالنسبة لتلك المشعات ، مساحة المقطع الواحد التي تبلغ 0.25 متر مربع ، توجد صيغة لتحديد المعامل µ3:

μ3 = 0.92 + 0.16 / ا ف ب

ولكن يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه من النادر للغاية عند استخدام هذه الصيغة الحصول على عدد صحيح من الأقسام. في أغلب الأحيان ، يتبين أن الكمية المطلوبة كسرية. يفترض حساب أجهزة التسخين في نظام التدفئة أن انخفاض طفيف (لا يزيد عن 5٪) في معامل AP مسموح به للحصول على نتيجة أكثر دقة. يؤدي هذا الإجراء إلى الحد من مستوى انحراف مؤشر درجة الحرارة في الغرفة. عندما يتم حساب الحرارة لتدفئة الغرفة ، بعد الحصول على النتيجة ، يتم تثبيت المبرد مع عدد الأقسام أقرب ما يمكن إلى القيمة التي تم الحصول عليها.

يفترض حساب قوة التسخين حسب المنطقة أن بنية المنزل تفرض شروطًا معينة على تركيب المشعات.

على وجه الخصوص ، إذا كان هناك مكان خارجي أسفل النافذة ، فيجب أن يكون طول المبرد أقل من طول المكان المناسب - لا يقل عن 0.4 متر.هذا الشرط صالح فقط للأنابيب المباشرة إلى المبرد. إذا تم استخدام بطانة من نوع البط ، يجب أن يكون الفرق في طول المشكاة والرادياتير 0.6 متر على الأقل.في هذه الحالة ، يجب تمييز الأقسام الإضافية كمبرد منفصل.

بالنسبة للنماذج الفردية للمشعات ، لا تنطبق صيغة حساب الحرارة للتدفئة - أي تحديد الطول ، لأن هذه المعلمة محددة مسبقًا من قبل الشركة المصنعة. ينطبق هذا تمامًا على المشعات من النوع RSV أو RSG. ومع ذلك ، غالبًا ما تكون هناك حالات عند زيادة مساحة جهاز التسخين من هذا النوع ، يتم استخدام التثبيت المتوازي للوحين جنبًا إلى جنب.

إذا تم تعريف مشعاع اللوحة على أنه الوحيد المقبول لغرفة معينة ، ثم لتحديد عدد المشعات المطلوبة ، استخدم:

N = Ap / a1.

في هذه الحالة ، تكون مساحة المبرد معلمة معروفة. في حالة تركيب كتلتين متوازيتين من المشعاع ، يزداد مؤشر Ap ، مما يحدد معامل نقل الحرارة المخفض.

في حالة استخدام مسخنات بالحمل الحراري مع سترة ، يأخذ حساب سعة التسخين في الاعتبار أن طولها يتم تحديده أيضًا بشكل حصري من خلال نطاق النموذج الحالي. على وجه الخصوص ، يتم تقديم مسخن الأرضية "الإيقاع" في نموذجين بطول غلاف يبلغ 1 متر و 1.5 متر.قد تختلف المسخنات الحرارية أيضًا قليلاً عن بعضها البعض.

في حالة استخدام مسخن بدون غلاف ، توجد صيغة تساعد في تحديد عدد عناصر الجهاز ، وبعد ذلك يمكن حساب قوة نظام التدفئة:

N = Ap / (n * a1)

هنا n هو عدد الصفوف ومستويات العناصر التي تشكل منطقة المسخن الحراري. في هذه الحالة ، a1 هي مساحة الأنبوب أو العنصر. في هذه الحالة ، عند تحديد المساحة المقدرة للمسخن الحراري ، من الضروري مراعاة ليس فقط عدد عناصره ، ولكن أيضًا طريقة توصيلها.

إذا تم استخدام جهاز أنبوب أملس في نظام التدفئة ، يتم حساب مدة أنبوب التسخين الخاص به على النحو التالي:

l = Ap * µ4 / (n * a1)

µ4 هو عامل تصحيح يتم إدخاله في وجود غطاء أنبوب مزخرف ؛ n هو عدد الصفوف أو طبقات أنابيب التسخين ؛ a1 هي معلمة تميز مساحة متر واحد من الأنبوب الأفقي بقطر محدد مسبقًا.

للحصول على رقم أكثر دقة (وليس عددًا كسريًا) ، يُسمح بانخفاض طفيف (لا يزيد عن 0.1 متر مربع أو 5٪) في المؤشر A.

ميزات اختيار المشعات

المشعات ، الألواح ، أنظمة التدفئة تحت الأرضية ، المسخنات الحرارية ، إلخ هي مكونات قياسية لتوفير الحرارة في الغرفة ، والأجزاء الأكثر شيوعًا في نظام التدفئة هي المشعات.

المشتت الحراري عبارة عن هيكل معياري مجوف خاص مصنوع من سبيكة عالية تبديد الحرارة. وهي مصنوعة من الفولاذ والألمنيوم والحديد الزهر والسيراميك وسبائك أخرى. يتم تقليل مبدأ تشغيل المبرد إلى إشعاع الطاقة من المبرد إلى مساحة الغرفة من خلال "البتلات".

حل مشعاع التسخين المصنوع من الألمنيوم والمعدنين محل مشعات الحديد الزهر الضخمة. سهولة الإنتاج ، تبديد الحرارة العالي ، البناء والتصميم الجيد جعلت هذا المنتج أداة شائعة وواسعة الانتشار لإشعاع الحرارة في الغرفة.

هناك عدة طرق لحساب مشعات التدفئة في الغرفة. قائمة الطرق أدناه مرتبة حسب زيادة الدقة الحسابية.

خيارات الحساب:

1. حسب المنطقة... N = (S * 100) / C ، حيث N هو عدد الأقسام ، S هي مساحة الغرفة (m2) ، C هي نقل الحرارة لقسم واحد من المبرد (W ، مأخوذ من جواز السفر أو شهادة المنتج) ، 100 واط هو مقدار التدفق الحراري الضروري لتدفئة 1 م 2 (قيمة تجريبية). السؤال الذي يطرح نفسه: كيف تأخذ في الاعتبار ارتفاع سقف الغرفة؟
2. بالصوت... N = (S * H ​​* 41) / C ، حيث N ، S ، C - بالمثل. H هو ارتفاع الغرفة ، و 41 W هو مقدار التدفق الحراري المطلوب لتسخين 1 م 3 (القيمة التجريبية).
3. عن طريق الصعاب... N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C ، حيث تتشابه N و S و C و 100. K1 - مع مراعاة عدد الغرف في الوحدة الزجاجية لنافذة الغرفة ، k2 - العزل الحراري للجدران ، k3 - نسبة مساحة النوافذ إلى مساحة الغرفة ، k4 - متوسط ​​درجة الحرارة تحت الصفر في أبرد أسبوع من الشتاء ، k5 - عدد الجدران الخارجية للغرفة (التي "تخرج" إلى الشارع) ، k6 - نوع الغرفة في الأعلى ، k7 - ارتفاع السقف.

هذه هي الطريقة الأكثر دقة لحساب عدد الأقسام. بطبيعة الحال ، يتم دائمًا تقريب نتائج الحساب الكسري إلى العدد الصحيح التالي.

الحساب الهيدروليكي لإمدادات المياه

بالطبع ، لا يمكن أن تكتمل "صورة" حساب الحرارة للتدفئة بدون حساب خصائص مثل حجم وسرعة الناقل الحراري. في معظم الحالات ، المبرد هو ماء عادي في حالة تجمع سائل أو غازي.

يوصى بحساب الحجم الحقيقي لسائل التبريد عن طريق جمع كل التجاويف في نظام التسخين. عند استخدام غلاية ذات دائرة واحدة ، فهذا هو الخيار الأفضل. عند استخدام الغلايات ذات الدائرة المزدوجة في نظام التدفئة ، من الضروري مراعاة استهلاك الماء الساخن للأغراض الصحية والأغراض المنزلية الأخرى.

يتم حساب حجم الماء المسخن بواسطة غلاية مزدوجة الدائرة لتزويد السكان بالماء الساخن وتسخين المبرد عن طريق جمع الحجم الداخلي لدائرة التسخين والاحتياجات الحقيقية للمستخدمين في الماء الساخن.

يتم حساب حجم الماء الساخن في نظام التدفئة باستخدام الصيغة:

ث = ك * فأين

• دبليو - حجم المبرد ؛
• ص - طاقة غلاية التدفئة ؛
• ك - عامل القدرة (عدد اللترات لكل وحدة طاقة 13.5 ، المدى - 10-15 لترًا).

نتيجة لذلك ، تبدو الصيغة النهائية كما يلي:

ث = 13.5 * ص

سرعة المبرد هي التقييم الديناميكي النهائي لنظام التدفئة ، والذي يميز معدل دوران السائل في النظام.

تساعد هذه القيمة في تقدير نوع وقطر خط الأنابيب:

V = (0.86 * P * μ) / Tأين

• ص - قوة المرجل
• ميكرومتر - كفاءة المرجل
• ∆ ت - فرق درجة الحرارة بين الماء المغذي والماء العائد.

باستخدام طرق الحساب الهيدروليكي المذكورة أعلاه ، سيكون من الممكن الحصول على معلمات حقيقية ، والتي هي "الأساس" لنظام التدفئة المستقبلي.

مثال على التصميم الحراري

كمثال على حساب الحرارة ، يوجد منزل عادي من طابق واحد به أربع غرف معيشة ومطبخ وحمام و "حديقة شتوية" وغرف مرافق.

الأساس مصنوع من بلاطة خرسانية مسلحة متجانسة (20 سم) ، الجدران الخارجية خرسانية (25 سم) مع جص ، السقف مصنوع من عوارض خشبية ، السقف من المعدن والصوف المعدني (10 سم)

دعنا نحدد المعلمات الأولية للمنزل اللازمة للحسابات.

أبعاد المبنى:

• ارتفاع الأرض - 3 م ؛
• نافذة صغيرة من الأمام والخلف للمبنى 1470 * 1420 مم ؛
• نافذة واجهة كبيرة 2080 * 1420 مم ؛
• أبواب المدخل 2000 * 900 مم ؛
• الأبواب الخلفية (الخروج إلى الشرفة) 2000 * 1400 (700 + 700) ملم.

العرض الإجمالي للمبنى 9.5 م 2 ، الطول 16 م 2. سيتم تدفئة غرف المعيشة (4 قطع) فقط ، وحمام ومطبخ.

لحساب فقدان الحرارة على الجدران بدقة من مساحة الجدران الخارجية ، تحتاج إلى طرح مساحة جميع النوافذ والأبواب - وهذا نوع مختلف تمامًا من المواد بمقاومته الحرارية الخاصة

نبدأ بحساب مساحات المواد المتجانسة:

• مساحة الأرضية - 152 م 2 ؛
• مساحة السقف - 180 مترًا مربعًا ، مع مراعاة ارتفاع العلية 1.3 متر وعرض الجري - 4 أمتار ؛
• مساحة النافذة - 3 * 1.47 * 1.42 + 2.08 * 1.42 = 9.22 م 2 ؛
• مساحة الباب - 2 * 0.9 + 2 * 2 * 1.4 = 7.4 متر مربع.

ستكون مساحة الأسوار الخارجية 51 * 3-9.22-7.4 = 136.38 م 2.

دعنا ننتقل إلى حساب فقد الحرارة لكل مادة:

• Qpol = S * ∆T * k / d = 152 * 20 * 0.2 / 1.7 = 357.65 واط ؛
• Qroof = 180 * 40 * 0.1 / 0.05 = 14400 واط ؛
• Qwindow = 9.22 * 40 * 0.36 / 0.5 = 265.54 واط ؛
• Qdoor = 7.4 * 40 * 0.15 / 0.75 = 59.2 واط ؛

وأيضًا Qwall يعادل 136.38 * 40 * 0.25 / 0.3 = 4546. سيكون مجموع كل الخسائر الحرارية 19628.4 W.

نتيجة لذلك ، نحسب قوة المرجل: Рboiler = Qloss * Sheat_room * К / 100 = 19628.4 * (10.4 + 10.4 + 13.5 + 27.9 + 14.1 + 7.4) * 1.25 / 100 = 19628.4 * 83.7 * 1.25 / 100 = 20536.2 = 21 كيلو واط.

سنقوم بحساب عدد أقسام المبرد لإحدى الغرف. بالنسبة للآخرين ، الحسابات هي نفسها. على سبيل المثال ، تبلغ مساحة غرفة الزاوية (الزاوية اليسرى والسفلية من الرسم البياني) 10.4 متر مربع.

وبالتالي ، N = (100 * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C = (100 * 10.4 * 1.0 * 1.0 * 0.9 * 1.3 * 1.2 * 1.0 * 1.05) /180=8.5176=9.

تتطلب هذه الغرفة 9 أقسام من مشعاع التدفئة بقدرة حرارة تبلغ 180 وات.

ننتقل إلى حساب كمية سائل التبريد في النظام - W = 13.5 * P = 13.5 * 21 = 283.5 لتر. هذا يعني أن سرعة المبرد ستكون: V = (0.86 * P * μ) / T = (0.86 * 21000 * 0.9) /20=812.7 لتر.

ونتيجة لذلك ، فإن معدل الدوران الكامل للحجم الكامل لسائل التبريد في النظام يعادل 2.87 مرة في الساعة.

ستساعد مجموعة مختارة من المقالات المتعلقة بالحساب الحراري في تحديد المعلمات الدقيقة لعناصر نظام التدفئة:

1. حساب نظام التدفئة لمنزل خاص: قواعد وأمثلة حسابية
2. الحساب الحراري للمبنى: تفاصيل وصيغ لإجراء العمليات الحسابية + أمثلة عملية

حساب الطاقة الحرارية

سننظر في العديد من طرق الحساب التي تأخذ في الاعتبار عددًا مختلفًا من المتغيرات.

حسب المنطقة

يعتمد الحساب حسب المنطقة على المعايير والقواعد الصحية ، التي يقول فيها الروس باللون الأبيض: يجب أن يقع كيلو واط واحد من الطاقة الحرارية على 10 م 2 من مساحة الغرفة (100 واط لكل م 2).

توضيح: الحساب يستخدم معامل يعتمد على منطقة البلد. بالنسبة للمناطق الجنوبية هو 0.7 - 0.9 ، للشرق الأقصى - 1.6 ، لياكوتيا وتشوكوتكا - 2.0.

كلما انخفضت درجة الحرارة الخارجية ، زاد فقد الحرارة.

من الواضح أن الطريقة تعطي خطأً مهمًا جدًا:

• من الواضح أن التزجيج البانورامي في خيط واحد سيعطي فقدًا أكبر للحرارة مقارنة بالجدار الصلب.
• لا يؤخذ موقع الشقة داخل المنزل في الاعتبار ، على الرغم من أنه من الواضح أنه إذا كانت هناك جدران دافئة للشقق المجاورة ، مع نفس عدد المشعات ، فسيكون أكثر دفئًا من غرفة الزاوية التي بها جدار مشترك مع الشارع.
• أخيرًا ، الشيء الرئيسي: الحساب صحيح لارتفاع السقف القياسي في منزل مبني من الاتحاد السوفيتي ، يساوي 2.5 - 2.7 متر. ومع ذلك ، حتى في بداية القرن العشرين ، كان يتم بناء المنازل التي يبلغ ارتفاع سقفها 4 - 4.5 مترًا ، كما سيتطلب ستالينكا ذات الأسقف التي يبلغ ارتفاعها ثلاثة أمتار حسابًا أكثر دقة.

دعونا لا نزال نطبق الطريقة لحساب عدد أقسام الحديد الزهر لمشعات التدفئة في غرفة بحجم 3 × 4 أمتار تقع في إقليم كراسنودار.

المساحة 3 × 4 = 12 م 2.

الطاقة الحرارية المطلوبة للتدفئة هي 12m2 x100W x0.7 المعامل الإقليمي = 840 watts.

بقوة قسم واحد 180 واط نحتاج إلى 840/180 = 4.66 قسم. سنقوم ، بالطبع ، بتقريب العدد إلى ما يصل إلى خمسة.

نصيحة: في ظروف إقليم كراسنودار ، تعتبر دلتا درجة الحرارة بين غرفة وبطارية 70 درجة مئوية غير واقعية. من الأفضل تركيب مشعات بهامش 30٪ على الأقل.

احتياطي الطاقة الحرارية لا يضر أبدًا. إذا لزم الأمر ، يمكنك ببساطة إغلاق الصمامات أمام المبرد.

حساب بسيط من حيث الحجم

ليس خيارنا.

من الواضح أن حساب الحجم الإجمالي للهواء في الغرفة سيكون أكثر دقة بالفعل لأنه يأخذ في الاعتبار التباين في ارتفاع الأسقف. إنها أيضًا بسيطة جدًا: يلزم توفير 40 واط من طاقة نظام التدفئة من أجل 1 متر مكعب من الحجم.

دعونا نحسب الطاقة المطلوبة لغرفتنا بالقرب من كراسنودار مع توضيح بسيط: تقع في ستالينكا بنيت في عام 1960 بارتفاع 3.1 متر.

حجم الغرفة 3x4x3.1 = 37.2 متر مكعب.

وفقًا لذلك ، يجب أن يكون للمشعات سعة 37.2 × 40 = 1488 واط. لنأخذ في الاعتبار المعامل الإقليمي 0.7: 1488x0.7 = 1041 واط ، أو ستة أقسام من الرعب الشرس المصبوب تحت النافذة. لماذا الرعب؟ لا يسبب المظهر والتسرب المستمر بين الأقسام بعد عدة سنوات من التشغيل فرحة.

إذا تذكرنا أن سعر قسم من الحديد الزهر أعلى من سعر مشعاع التسخين المستورد من الألومنيوم أو المعدنين ، فإن فكرة شراء جهاز التسخين هذا تبدأ حقًا في إحداث ذعر طفيف.

دقة حساب الحجم

يتم إجراء حساب أكثر دقة لأنظمة التدفئة مع مراعاة عدد أكبر من المتغيرات:

• عدد الأبواب والنوافذ. متوسط ​​فقد الحرارة من خلال نافذة الحجم القياسي هو 100 واط ، من خلال باب 200.
• سيجبرنا موقع الغرفة في نهاية أو ركن المنزل على استخدام معامل 1.1 - 1.3 ، اعتمادًا على مادة وسمك جدران المبنى.
• بالنسبة للمنازل الخاصة ، يتم استخدام معامل 1.5 ، لأن فقدان الحرارة من خلال الأرضية والسقف أعلى بكثير. فوق وتحت ، بعد كل شيء ، ليست الشقق الدافئة ، ولكن الشارع ...

القيمة الأساسية هي نفسها 40 واط لكل متر مكعب ونفس العوامل الإقليمية عند حساب مساحة الغرفة.

دعنا نحسب الطاقة الحرارية لمشعات التدفئة لغرفة بنفس الأبعاد كما في المثال السابق ، لكن ننقلها عقليًا إلى زاوية منزل خاص في Oymyakon (متوسط ​​درجة الحرارة لشهر يناير هو -54 درجة مئوية ، على الأقل خلال فترة المراقبة - 82). يتفاقم الوضع بسبب باب الشارع والنافذة التي يمكن من خلالها رؤية رعاة الرنة المبتهجين.

لقد حققنا بالفعل الطاقة الأساسية ، مع مراعاة حجم الغرفة فقط: 1488 واط.

تضيف النافذة والباب 300 واط. 1488 + 300 = 1788.

منزل خاص. أرضية باردة وتسرب حرارة من خلال السقف. 1788 × 1.5 = 2682.

ستجبرنا زاوية المنزل على تطبيق عامل 1.3. 2682 × 1.3 = 3486.6 واط.

بالمناسبة ، في غرف الزاوية ، يجب تركيب أجهزة التدفئة على كلا الجدران الخارجية.

أخيرًا ، يقودنا المناخ الدافئ واللطيف لقرحة Oymyakonsky في ياقوتيا إلى فكرة أن النتيجة التي تم الحصول عليها يمكن مضاعفة المعامل الإقليمي 2.0. مطلوب 6973.2 واط لتدفئة غرفة صغيرة!

نحن نعرف بالفعل حساب عدد مشعات التدفئة. سيكون إجمالي عدد مقاطع الحديد الزهر أو الألومنيوم 6973.2 / 180 = 39 قسمًا مستديرًا. بطول مقطع يبلغ 93 ملم ، يبلغ طول الأكورديون الموجود أسفل النافذة 3.6 متر ، أي أنه بالكاد يتناسب مع طول الجدران الأطول ...

«>

"- عشرة أقسام؟ بداية جيدة!" - بهذه العبارة سيعلق أحد سكان ياقوتيا على هذه الصورة.