Cálculo del calentamiento del aire: principios básicos + ejemplo de cálculo.

La instalación de un sistema de calefacción es imposible sin cálculos preliminares.La información obtenida debe ser lo más precisa posible, por lo que los cálculos de calentamiento del aire los realizan expertos utilizando programas especializados, teniendo en cuenta los matices del diseño.

Puede calcular el sistema de calefacción de aire (en adelante, sistema de calefacción de aire) usted mismo si tiene conocimientos básicos de matemáticas y física.

En este material te contamos cómo calcular el nivel de pérdida de calor en casa y el sistema de pérdida de calor. Para que todo quede lo más claro posible, se darán ejemplos específicos de cálculos.

Cálculo de la pérdida de calor en casa.

Para seleccionar un sistema de calefacción, es necesario determinar la cantidad de aire para el sistema, la temperatura inicial del aire en el conducto de aire para un calentamiento óptimo de la habitación. Para obtener esta información, debe calcular la pérdida de calor de la casa y luego comenzar con los cálculos básicos.

Cualquier edificio pierde energía térmica durante el clima frío. La cantidad máxima sale de la habitación a través de paredes, techo, ventanas, puertas y otros elementos de cerramiento (en adelante OK), orientados por un lado hacia la calle.

Para garantizar una determinada temperatura en la casa, es necesario calcular la potencia térmica que puede compensar los costes de calefacción y mantener. temperatura deseada.

Existe la idea errónea de que las pérdidas de calor son las mismas en todos los hogares.Algunas fuentes afirman que 10 kW son suficientes para calentar una casa pequeña de cualquier configuración, otras se limitan a 7-8 kW por metro cuadrado. metro.

Según un esquema de cálculo simplificado, cada 10 m² de la superficie explotada en las regiones del norte y zonas de la zona media deberá contar con un suministro de 1 kW de energía térmica. Esta cifra, individual para cada edificio, se multiplica por un factor de 1,15, creando así una reserva de energía térmica en caso de pérdidas inesperadas.

Sin embargo, estas estimaciones son bastante aproximadas; además, no tienen en cuenta las cualidades, las características de los materiales utilizados en la construcción de la casa, las condiciones climáticas y otros factores que influyen en los costes de calefacción.

La cantidad de calor perdido depende del área del elemento envolvente y de la conductividad térmica de cada una de sus capas. La mayor cantidad de energía térmica sale de la habitación a través de las paredes, el suelo, el techo y las ventanas.

Si se utilizaran materiales de construcción modernos en la construcción de la casa. conductividad térmica de materiales que son bajos, entonces la pérdida de calor de la estructura será menor, lo que significa que se requerirá menos energía térmica.

Si tomamos equipos de calefacción que generan más energía de la necesaria, aparecerá un exceso de calor, que generalmente se compensa con la ventilación. En este caso, surgen costos financieros adicionales.

Si se selecciona equipo de baja potencia para HVAC, habrá escasez de calor en la habitación, ya que el dispositivo no podrá generar la cantidad requerida de energía, lo que requerirá la compra de unidades de calefacción adicionales.

El uso de espuma de poliuretano, fibra de vidrio y otros materiales aislantes modernos nos permite conseguir el máximo aislamiento térmico de la habitación.

Los costes térmicos de un edificio dependen de:

• estructura de los elementos de cerramiento (paredes, techos, etc.), su espesor;
• superficie calentada;
• orientación relativa a los puntos cardinales;
• temperatura mínima fuera de la ventana en la región o ciudad durante 5 días de invierno;
• duración de la temporada de calefacción;
• procesos de infiltración, ventilación;
• ganancias de calor doméstico;
• Consumo de calor para las necesidades domésticas.

Es imposible calcular correctamente las pérdidas de calor sin tener en cuenta la infiltración y la ventilación, que afectan significativamente el componente cuantitativo. La infiltración es un proceso natural de movimiento de masas de aire que se produce durante el movimiento de personas por una habitación, la apertura de ventanas para ventilación y otros procesos domésticos.

La ventilación es un sistema especialmente instalado a través del cual se suministra aire y el aire puede ingresar a la habitación a una temperatura más baja.

La ventilación elimina 9 veces más calor que la infiltración natural

El calor ingresa a la habitación no solo a través del sistema de calefacción, sino también a través de aparatos eléctricos de calefacción, lámparas incandescentes y personas. También es importante tener en cuenta el consumo de calor para calentar objetos fríos traídos de la calle y ropa.

Antes de elegir equipos para SVO, diseño del sistema de calefacción Es importante calcular la pérdida de calor en casa con gran precisión. Esto se puede hacer utilizando el programa gratuito Valtec. Para no profundizar en las complejidades de la aplicación, puede utilizar fórmulas matemáticas que proporcionen una alta precisión de los cálculos.

Para calcular las pérdidas totales de calor Q de una vivienda, es necesario calcular los costos de calor de las estructuras de cerramiento Q_org.k, consumo de energía para ventilación e infiltración Q_v, tener en cuenta los gastos del hogar Q_t. Las pérdidas se miden y registran en Watts.

Para calcular el consumo total de calor Q, utilice la fórmula:

Q = Q_org.k +Q_v —Q_t

A continuación, considere las fórmulas para determinar los costos de calefacción:

q_org.k ,Q_v, q_t.

Determinación de la pérdida de calor de las estructuras de cerramiento.

La mayor cantidad de calor se escapa a través de los elementos de cerramiento de la casa (paredes, puertas, ventanas, techo y suelo). Para determinar Q_org.k es necesario calcular por separado la pérdida de calor que sufre cada elemento estructural.

Es decir, Q._org.k calculado por la fórmula:

q_org.k =P_pol +Q_calle +Q_Ok +Q_pt +Q_dv

Para determinar el Q de cada elemento de la casa, es necesario conocer su estructura y coeficiente de conductividad térmica o coeficiente de resistencia térmica, que se indica en el pasaporte del material.

Para calcular los costes térmicos se tienen en cuenta las capas que inciden en el aislamiento térmico. Por ejemplo, aislamientos, mampostería, revestimientos, etc.

El cálculo de las pérdidas de calor se realiza para cada capa homogénea del elemento envolvente. Por ejemplo, si una pared consta de dos capas diferentes (aislamiento y ladrillo), el cálculo se realiza por separado para el aislamiento y el ladrillo.

El consumo térmico de la capa se calcula teniendo en cuenta la temperatura deseada en la habitación mediante la expresión:

q_calle = S × (t_v -t_norte) × B × l/k

En una expresión, las variables tienen el siguiente significado:

• S—área de capa, m²;
• t_v – temperatura deseada en la casa, °C; para habitaciones de esquina, la temperatura se toma 2 grados más alta;
• t_norte — temperatura media del período de cinco días más frío de la región, °C;
• k es el coeficiente de conductividad térmica del material;
• B – espesor de cada capa del elemento envolvente, m;
• l – parámetro tabular, tiene en cuenta las peculiaridades del consumo de calor para OK ubicados en diferentes partes del mundo.

Si las ventanas o puertas están integradas en la pared para la cual se realiza el cálculo, al calcular Q, es necesario restar el área de la ventana o puerta del área total OK, ya que su consumo de calor será diferente.

En la ficha técnica de ventanas o puertas a veces se indica el coeficiente de transferencia de calor D, gracias al cual se pueden simplificar los cálculos.

El coeficiente de resistencia térmica se calcula mediante la fórmula:

D = B/k

La fórmula para la pérdida de calor de una sola capa se puede presentar como:

q_calle = S × (t_v -t_norte) × D × l

En la práctica, para calcular el Q de suelos, paredes o techos, los coeficientes D de cada capa OK se calculan por separado, se suman y se sustituyen en la fórmula general, lo que simplifica el proceso de cálculo.

Contabilización de los costos de infiltración y ventilación.

El aire a baja temperatura puede ingresar a la habitación desde el sistema de ventilación, lo que afecta significativamente la pérdida de calor. La fórmula general para este proceso es:

q_v = 0,28×L_norte × pag_v × c × (t_v -t_norte)

En una expresión, los caracteres alfabéticos tienen significado:

• l_norte – flujo de aire entrante, m³/h;
• pag_v — densidad del aire en la habitación a una temperatura determinada, kg/m³;
• t_v – temperatura en la casa, °C;
• t_norte — temperatura media del período de cinco días más frío de la región, °C;
• c es la capacidad calorífica del aire, kJ/(kg*°C).

Parámetro L_norte tomado de las características técnicas del sistema de ventilación. En la mayoría de los casos, el intercambio de aire de impulsión tiene un caudal específico de 3 m³/h, en base a la cual L_norte calculado por la fórmula:

l_norte = 3×S_pol

En la fórmula S_pol — superficie del suelo, m².

Densidad del aire interior pag_v está determinada por la expresión:

pag_v = 353/273+t_v

Aquí t_v – la temperatura ajustada en la casa, medida en °C.

La capacidad calorífica c es una cantidad física constante y es igual a 1,005 kJ/(kg × °C).

Con ventilación natural, el aire frío entra por ventanas y puertas, desplazando el calor por la chimenea.

La ventilación no organizada o infiltración está determinada por la fórmula:

q_i = 0,28 × ∑G_h × c×(t_v -t_norte) × k_t

En la ecuación:

• GRAMO_h — el flujo de aire a través de cada valla es el valor de la tabla, kg/h;
• k_t — coeficiente de influencia del flujo de aire térmico, tomado de la tabla;
• t_v ,t_norte — temperatura establecida en el interior y en el exterior, °C.

Al abrir las puertas se produce la pérdida de calor del aire más importante, por lo que si la entrada está equipada con cortinas térmicas de aire, también conviene tenerlas en cuenta.

Una cortina térmica es un termoventilador alargado que genera un flujo potente dentro de una ventana o puerta. Minimiza o prácticamente elimina la pérdida de calor y la penetración de aire desde la calle, incluso cuando la puerta o ventana está abierta.

Para calcular la pérdida de calor de las puertas se utiliza la fórmula:

q_ot.d =P_dv × j × H

En la expresión:

• q_dv — pérdida de calor calculada de las puertas exteriores;
• H—altura del edificio, m;
• j es un coeficiente tabular que depende del tipo de puertas y su ubicación.

Si la casa tiene ventilación o infiltración organizada, los cálculos se realizan utilizando la primera fórmula.

La superficie de los elementos estructurales envolventes puede ser heterogénea: pueden aparecer grietas y fugas por las que pasa el aire. Estas pérdidas de calor se consideran insignificantes, pero también pueden determinarse.Esto se puede hacer exclusivamente mediante métodos de software, ya que es imposible calcular algunas funciones sin utilizar aplicaciones.

La imagen más precisa de la pérdida de calor real la proporciona una inspección por imágenes térmicas de una casa. Este método de diagnóstico le permite identificar errores de construcción ocultos, agujeros en el aislamiento térmico, fugas en el sistema de plomería que reducen el rendimiento térmico del edificio y otros defectos.

Ganancias de calor doméstico

El calor adicional ingresa a la habitación a través de los aparatos eléctricos, el cuerpo humano y las lámparas, lo que también se tiene en cuenta al calcular las pérdidas de calor.

Se ha establecido experimentalmente que dichas entradas no pueden exceder los 10 W por 1 m². Por lo tanto, la fórmula de cálculo puede verse así:

q_t = 10×S_pol

En la expresión S_pol — superficie del suelo, m².

Metodología básica para calcular SVO

El principio de funcionamiento básico de cualquier enfriador de aire es la transferencia de energía térmica a través del aire enfriando el refrigerante. Sus elementos principales son un generador de calor y un tubo de calor.

Se suministra aire a la habitación ya calentada a una temperatura t_rpara mantener la temperatura deseada t_v. Por tanto, la cantidad de energía acumulada debe ser igual a la pérdida total de calor del edificio, es decir, Q. La igualdad se cumple:

q = mi_{Antiguo Testamento} × c×(t_v -t_norte)

En la fórmula E está el caudal de aire calentado en kg/s para calentar la habitación. De la igualdad podemos expresar E_{Antiguo Testamento}:

mi_{Antiguo Testamento} = Q/ (c × (t_v -t_norte))

Recordemos que la capacidad calorífica del aire es c=1005 J/(kg×K).

La fórmula determina exclusivamente la cantidad de aire suministrado que se utiliza únicamente para calefacción en sistemas de recirculación (en adelante, RSVO).

En los sistemas de suministro y recirculación, parte del aire se toma de la calle y la otra parte de la habitación. Ambas partes se mezclan y, después de calentar a la temperatura requerida, se entregan a la habitación.

Si el enfriador de aire se utiliza como ventilación, la cantidad de aire suministrado se calcula de la siguiente manera:

• Si la cantidad de aire para calefacción excede la cantidad de aire para ventilación o es igual a ella, entonces se tiene en cuenta la cantidad de aire para calefacción y el sistema se selecciona como de flujo directo (en adelante, PCVO) o con recirculación parcial (en adelante CHRSVO).
• Si la cantidad de aire para calefacción es menor que la cantidad de aire necesaria para ventilación, entonces solo se tiene en cuenta la cantidad de aire necesaria para ventilación, se introduce un PSVO (a veces, un PRVO) y la temperatura del aire suministrado. se calcula mediante la fórmula: t_r =t_v + Q/c × E_respiradero.

Si el indicador t excede_r parámetros permitidos, se debe aumentar la cantidad de aire introducido a través de la ventilación.

Si hay fuentes de generación constante de calor en la habitación, la temperatura del aire suministrado disminuye.

Los aparatos eléctricos encendidos generan aproximadamente el 1% del calor de una habitación. Si uno o más dispositivos funcionarán constantemente, su potencia térmica debe tenerse en cuenta en los cálculos.

Para una habitación individual, el indicador t_r puede resultar diferente. Técnicamente, es posible implementar la idea de suministrar diferentes temperaturas a habitaciones individuales, pero es mucho más fácil suministrar aire a la misma temperatura a todas las habitaciones.

En este caso, la temperatura total t_r toma el que resulte ser el más pequeño. Luego, la cantidad de aire suministrado se calcula utilizando la fórmula que determina E_{Antiguo Testamento}.

A continuación, determinamos la fórmula para calcular el volumen de aire entrante V._{Antiguo Testamento} a su temperatura de calentamiento t_r:

V_{Antiguo Testamento} =E_{Antiguo Testamento}/pag_r

La respuesta está escrita en m.³/h.

Sin embargo, el intercambio de aire en la habitación V_pag diferirá del valor V_{Antiguo Testamento}, ya que se debe determinar en base a la temperatura interna t_v:

V_{Antiguo Testamento} =E_{Antiguo Testamento}/pag_v

En la fórmula para determinar V_pag y V_{Antiguo Testamento} indicadores de densidad del aire p_r y P_v (kg/m³) se calculan teniendo en cuenta la temperatura del aire calentado t_r y temperatura ambiente t_v.

Temperatura ambiente de suministro t_r debe ser mayor que t_v. Esto reducirá la cantidad de aire suministrado y reducirá el tamaño de los canales de los sistemas con movimiento natural de aire o reducirá los costos de electricidad si se utiliza estimulación mecánica para hacer circular la masa de aire calentado.

Tradicionalmente, la temperatura máxima del aire que entra en la habitación cuando se suministra a una altura superior a 3,5 m debe ser de 70 °C. Si el aire se suministra a una altura inferior a 3,5 m, su temperatura suele ser de 45 ° C.

Para viviendas con una altura de 2,5 m, el límite de temperatura permitido es de 60 °C. Cuando la temperatura aumenta, la atmósfera pierde sus propiedades y no es apta para la inhalación.

Si las cortinas térmicas de aire están ubicadas en las puertas exteriores y en las aberturas que dan al exterior, entonces se permite que la temperatura del aire entrante sea de 70 °C, para cortinas ubicadas en puertas exteriores de hasta 50 °C.

La temperatura suministrada está influenciada por los métodos de suministro de aire, la dirección del chorro (vertical, inclinado, horizontal, etc.). Si siempre hay personas en la habitación, la temperatura del aire de impulsión debe reducirse a 25 °C.

Después de realizar cálculos preliminares, puede determinar el aporte de calor necesario para calentar el aire.

Para RSVO el calor cuesta Q₁ se calculan mediante la expresión:

q₁ =E_{Antiguo Testamento} × (t_r -t_v) ×c

Para el cálculo de PSVO Q₂ producido según la fórmula:

q₂ =E_respiradero × (t_r -t_v) ×c

Consumo de calor Q₃ para FER se encuentra mediante la ecuación:

q₃ = [mi_{Antiguo Testamento} ×(t_r -t_v) + mi_respiradero × (t_r -t_v)]×c

En las tres expresiones:

• mi_{Antiguo Testamento} y E_respiradero — caudal de aire en kg/s para calefacción (E_{Antiguo Testamento}) y ventilación (E_respiradero);
• t_norte — temperatura del aire exterior en °C.

El resto de características de las variables son las mismas.

En CHRSVO, la cantidad de aire recirculado está determinada por la fórmula:

mi_rec =E_{Antiguo Testamento} -MI_respiradero

Variable E_{Antiguo Testamento} expresa la cantidad de aire mezclado calentado a la temperatura t_r.

Hay una peculiaridad en el PSVO con impulso natural: la cantidad de aire en movimiento cambia según la temperatura exterior. Si la temperatura exterior baja, la presión del sistema aumenta. Esto conduce a un aumento del flujo de aire hacia la casa. Si la temperatura aumenta, ocurre el proceso inverso.

Además, en los enfriadores de aire, a diferencia de los sistemas de ventilación, el aire se mueve con una densidad menor y variable en comparación con la densidad del aire que rodea los conductos de aire.

Debido a este fenómeno, ocurren los siguientes procesos:

1. Procedente del generador, el aire que pasa a través de los conductos de aire se enfría notablemente durante el movimiento.
2. Con el movimiento natural, la cantidad de aire que ingresa a la habitación cambia a lo largo de la temporada de calefacción.

Los procesos anteriores no se tienen en cuenta si el sistema de circulación de aire utiliza ventiladores para hacer circular el aire; además tiene una longitud y altura limitadas.

Si el sistema tiene muchas ramas, es bastante extenso y el edificio es grande y alto, entonces es necesario reducir el proceso de enfriamiento del aire en los conductos de aire y reducir la redistribución del aire que ingresa bajo la influencia de la presión de circulación natural.

Al calcular la potencia requerida de los sistemas de calefacción de aire extendidos y ramificados, es necesario tener en cuenta no solo el proceso natural de enfriamiento de la masa de aire mientras se mueve a través del conducto de aire, sino también el efecto de la presión natural de la masa de aire cuando pasando por el conducto

Para controlar el proceso de enfriamiento del aire, se realizan cálculos térmicos de los conductos de aire. Para hacer esto, debe establecer la temperatura inicial del aire y aclarar su flujo mediante fórmulas.

Para calcular el flujo de calor Q_ohl a través de las paredes del conducto de aire, cuya longitud es l, utilice la fórmula:

q_ohl =q₁ ×l

En la expresión, el valor q₁ denota el flujo de calor que pasa a través de las paredes de un conducto de aire de 1 m de largo y el parámetro se calcula mediante la expresión:

q₁ =k×S₁ ×(t_señor -t_v) = (t_señor -t_v)/D₁

En la ecuación D₁ - resistencia a la transferencia de calor del aire calentado con temperatura media t_señor a través del área S₁ paredes de un conducto de aire de 1 m de largo en una habitación a una temperatura t_v.

La ecuación del balance de calor se ve así:

q₁l = mi_{Antiguo Testamento} × c × (t_después -t_r)

En la fórmula:

• mi_{Antiguo Testamento} — la cantidad de aire necesaria para calentar la habitación, kg/h;
• c es la capacidad calorífica específica del aire, kJ/(kg °C);
• t_nac — temperatura del aire al comienzo del conducto de aire, °C;
• t_r — temperatura del aire liberado en el local, °C.

La ecuación del balance de calor le permite establecer la temperatura inicial del aire en el conducto de aire a una temperatura final determinada y, a la inversa, averiguar la temperatura final a una temperatura inicial determinada, así como determinar el flujo de aire.

Temperatura t_después También se puede encontrar usando la fórmula:

t_después =t_v + ((Q + (1 - η) × Q_ohl)) × (t_r -t_v)

Aquí η es parte de Q_ohl, al entrar en la habitación, se considera igual a cero en los cálculos. Las características del resto de variables fueron mencionadas anteriormente.

La fórmula refinada para el consumo de aire caliente se verá así:

Eot = (Q + (1 - η) × Q_ohl)/(c × (t_señor -t_v))

Todos los valores de letras en la expresión se definieron anteriormente. Pasemos a considerar un ejemplo de cálculo de la calefacción de aire para una casa específica.

Un ejemplo de cálculo de la pérdida de calor en casa.

La casa en cuestión está situada en la ciudad de Kostromá, donde la temperatura exterior durante los cinco días más fríos alcanza los -31 grados y la temperatura del suelo es de +5 °C. La temperatura ambiente deseada es de +22 °C.

Consideraremos una casa con las siguientes dimensiones:

• ancho - 6,78 m;
• longitud - 8,04 m;
• altura - 2,8 m.

Los valores se utilizarán para calcular el área de los elementos envolventes.

Para los cálculos, lo más conveniente es dibujar un plano de la casa en papel, indicando en él el ancho, largo, alto del edificio, la ubicación de ventanas y puertas, sus dimensiones.

Las paredes del edificio constan de:

• hormigón celular con espesor B=0,21 m, coeficiente de conductividad térmica k=2,87;
• espuma plástica B=0,05 m, k=1,678;
• ladrillo caravista B=0,09 m, k=2,26.

A la hora de determinar k conviene utilizar información de tablas, o mejor aún, información de una ficha técnica, ya que la composición de materiales de diferentes fabricantes puede diferir y, por tanto, tener diferentes características.

El hormigón armado tiene la mayor conductividad térmica, las losas de lana mineral la más baja, por lo que se utilizan de forma más eficaz en la construcción de casas cálidas.

El suelo de la casa consta de las siguientes capas:

• arena, B=0,10 m, k=0,58;
• piedra triturada, B=0,10 m, k=0,13;
• hormigón, B=0,20 m, k=1,1;
• aislamiento de lana ecológica, B=0,20 m, k=0,043;
• solera reforzada, B=0,30 m k=0,93.

En el plano de la casa anterior, la planta tiene la misma estructura en toda la zona, no hay sótano.

El techo consta de:

• lana mineral, B=0,10 m, k=0,05;
• placas de yeso, B=0,025 m, k= 0,21;
• paneles de pino, B=0,05 m, k=0,35.

El techo no tiene acceso al ático.

En la casa solo hay 8 ventanas, todas de doble cámara con vidrio K, argón, D = 0,6. Seis ventanas tienen unas dimensiones de 1,2x1,5 m, una de 1,2x2 m, una de 0,3x0,5 m, las puertas tienen unas dimensiones de 1x2,2 m, el valor D según el pasaporte es 0,36.

Cálculo de pérdidas de calor de paredes.

Calcularemos las pérdidas de calor para cada pared por separado.

Primero, encontremos el área del muro norte:

S_sev = 8.04 × 2.8 = 22.51

No hay puertas ni ventanas en la pared, por lo que usaremos este valor S en los cálculos.

Para calcular los costos térmicos de OK, orientados a una de las direcciones cardinales, es necesario tener en cuenta coeficientes aclaratorios.

Según la composición del muro, encontramos que su resistencia térmica total es igual a:

D_s.sten =D_gb +D_pn +D_kr

Para encontrar D usamos la fórmula:

D = B/k

Luego sustituyendo los valores originales obtenemos:

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

Para los cálculos utilizamos la fórmula:

q_calle = S × (t_v -t_norte) × D × l

Considerando que el coeficiente l para el muro norte es 1,1, obtenemos:

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

En el muro sur hay una ventana con el área:

S_vale3 = 0.5 × 0.3 = 0.15

Por lo tanto, en los cálculos, es necesario restar la ventana S de la S de la pared sur para obtener los resultados más precisos.

S_yuj.s = 22.51 — 0.15 = 22.36

El parámetro l para la dirección sur es igual a 1. Entonces:

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

Para los muros este y oeste, el coeficiente de clarificación es l=1,05, por lo que basta con calcular la superficie OK sin tener en cuenta S ventanas y puertas.

S_ok1 = 1.2 × 1.5 × 6 = 10.8

S_ok2 = 1.2 × 2 = 2.4

S_d = 1 × 2.2 = 2.2

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

Entonces:

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

En definitiva, el Q total de las paredes es igual a la suma de los Q de todas las paredes, es decir:

q_sten = 184 + 166 + 176 = 526

En total, a través de las paredes se escapa una cantidad de calor de 526 W.

Pérdida de calor a través de ventanas y puertas.

El plano de la casa muestra que las puertas y 7 ventanas miran al este y al oeste, por lo tanto, parámetro l=1,05. El área total de 7 ventanas, teniendo en cuenta los cálculos anteriores, es igual a:

S_Ok = 10.8 + 2.4 = 13.2

Para ellos, Q, teniendo en cuenta que D = 0,6, se calculará de la siguiente manera:

q_ok4 = 13.2 × (22 + 31) × 0.6 × 1.05 = 630

Calculemos Q de la ventana sur (l=1).

q_ok5 = 0.15 × (22 + 31) × 0.6 × 1 = 5

Para puertas D=0,36 y S=2,2, l=1,05, entonces:

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

Resumamos las pérdidas de calor resultantes y obtenemos:

q_ok+dv = 630 + 43 + 5 = 678

A continuación, determinamos Q para el techo y el piso.

Cálculo de la pérdida de calor del techo y el suelo.

Para techo y suelo l=1. Calculemos su área.

S_pol =S_maceta = 6.78 × 8.04 = 54.51

Teniendo en cuenta la composición del suelo, determinamos la D general.

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

Entonces las pérdidas de calor del piso, teniendo en cuenta que la temperatura de la tierra es +5, son iguales a:

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

Calculemos la D total del techo:

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

Entonces Q del techo será igual a:

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

La pérdida total de calor a través del OK será igual a:

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

En total, la pérdida de calor de la casa será igual a 13054 W o casi 13 kW.

Cálculo de pérdidas de calor y ventilación.

La habitación está ventilada con una tasa de intercambio de aire específica de 3 m.³/h, la entrada está equipada con una marquesina aire-termal, por lo que para los cálculos basta con utilizar la fórmula:

q_v = 0,28×L_norte × pag_v × c × (t_v -t_norte)

Calculemos la densidad del aire en la habitación a una temperatura determinada de +22 grados:

pag_v = 353/(272 + 22) = 1.2

Parámetro L_norte igual al producto del consumo específico por superficie construida, es decir:

l_norte = 3 × 54.51 = 163.53

La capacidad calorífica del aire c es 1,005 kJ/(kg× °C).

Teniendo en cuenta toda la información, encontramos Q ventilación:

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

El consumo total de calor para ventilación será de 3000 W o 3 kW.

Ganancias de calor en el hogar

Los ingresos del hogar se calculan mediante la fórmula.

q_t = 10×S_pol

Es decir, sustituyendo los valores conocidos obtenemos:

q_t = 54.51 × 10 = 545

Resumiendo, podemos ver que la pérdida total de calor Q de la casa será igual a:

Q = 13054 + 3000 – 545 = 15509

Tomemos Q=16000 W o 16 kW como valor operativo.

Ejemplos de cálculos para SVO

Deje que la temperatura del aire de suministro (t_r) - 55 °C, temperatura ambiente deseada (t_v) - 22 °C, pérdida de calor de la casa (Q) - 16000 W.

Determinación de la cantidad de aire para RSVO.

Para determinar la masa de aire suministrado a temperatura t_r La fórmula utilizada es:

mi_{Antiguo Testamento} = Q/(c × (t_r -t_v)) 

Sustituyendo los valores de los parámetros en la fórmula, obtenemos:

mi_{Antiguo Testamento} = 16000/(1.005 × (55 — 22)) = 483

La cantidad volumétrica de aire suministrado se calcula mediante la fórmula:

V_{Antiguo Testamento} =E_{Antiguo Testamento} /pag_r,

Dónde:

pag_r = 353/(273 + t_r)

Primero, calculemos la densidad p:

pag_r = 353/(273 + 55) = 1.07

Entonces:

V_{Antiguo Testamento} = 483/1.07 = 451.

El intercambio de aire en la habitación está determinado por la fórmula:

vp = mi_{Antiguo Testamento} /pag_v

Determinemos la densidad del aire en la habitación:

pag_v = 353/(273 + 22) = 1.19

Sustituyendo los valores en la fórmula, obtenemos:

V_pag = 483/1.19 = 405

Por tanto, el intercambio de aire en la habitación es de 405 m.³ por hora, y el volumen de aire suministrado debe ser igual a 451 m3³ dentro de una hora.

Cálculo de la cantidad de aire para CHRSVO.

Para calcular la cantidad de aire para el FER tomamos la información obtenida del ejemplo anterior, así como t_r = 55 °С, t_v = 22°C; Q=16000W.Cantidad de aire necesaria para la ventilación, E_respiradero=110 metros³/h. Temperatura exterior estimada t_norte=-31°C.

Para calcular el NER utilizamos la fórmula:

q₃ = [mi_{Antiguo Testamento} ×(t_r -t_v) + mi_respiradero × pag_v × (t_r -t_v)] × c

Sustituyendo los valores obtenemos:

q₃ = [483 × (55 — 22) + 110 × 1.19 × (55 — 31)] × 1.005 = 27000

El volumen de aire recirculado será 405-110=296 m³ por hora El consumo de calor adicional es 27000-16000=11000 W.

Determinación de la temperatura inicial del aire.

La resistencia de un conducto de aire mecánico es D=0,27 y se toma de sus características técnicas. La longitud del conducto de aire fuera de la habitación calentada es l=15 m, se determina que Q=16 kW, la temperatura del aire interno es 22 grados y la temperatura requerida para calentar la habitación es 55 grados.

Definamos E_{Antiguo Testamento} según las fórmulas anteriores. Obtenemos:

mi_{Antiguo Testamento} = 10 × 3.6 × 1000/ (1.005 × (55 — 22)) = 1085

Valor del flujo de calor q₁ será:

q₁ = (55 — 22)/0.27 = 122

La temperatura inicial con desviación η = 0 será:

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

Aclaremos la temperatura media:

t_señor = 0.5 × (55 + 60) = 57.5

Entonces:

q_otkl = ((574 -22)/0.27) × 15 = 1972

Teniendo en cuenta la información recibida encontramos:

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

De esto se deduce que cuando el aire se mueve se pierden 4 grados de calor. Para reducir la pérdida de calor, es necesario aislar las tuberías. También le recomendamos que lea nuestro otro artículo, que describe en detalle el proceso de arreglo. sistemas de calefacción de aire.

Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.

Vídeo informativo sobre el cálculo de costes energéticos mediante el programa Ecxel:

Es necesario confiar los cálculos de CBO a profesionales, porque solo los especialistas tienen experiencia, conocimientos relevantes y tendrán en cuenta todos los matices al realizar los cálculos.

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