(по ГОСТ 30494-2011)

(по ГОСТ 30494-2011, СП 131. 13330.2012 т.3.1)

(по ГОСТ Р 54851-2011)

Наличие в конструкции рёбер с соотношением высоты
ребра к шагу h/a ≥ 0.3

ДаНет

(СП 50.13330.2012, т.3)

(СП 50. 13330.2012, т.3)

(по СП 50.13330.2012, т.4)

(по СП 50.13330.2012, т.5)

(по СП 50.13330.2012, т.6)

(СП 50. 13330.2012 т.1)

(СП 50.13330.2012 т.2)

Шаг №2 — Климат Шаг №4 — Структура

Да Нет

Шаг №3 — Тип помещения Шаг №5 — Результаты расчёта

{{if funcLabel}} ${funcLabel. toUpperCase()} {{/if}}

Подробный отчёт Сохранить в PDF

${isolator.label}
{{if $data.calc.SigmaUT По результатам расчёта, необходимости в утеплителе нет.

δ_ут = ${calc[«SigmaUT»]} мм

Конструкция удовлетворяет требованию по тепловой защите.

Конструкция удовлетворяет санитарно-гигиеническому требованию.

Конструкция не удовлетворяет санитарно-гигиеническому требованию.

${calc.hydro.verdict}.

Расчёт не удалось произвести.

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций онлайн

Теплотехнический расчет выполняют для достижения нормативных величин согласно ДБН В.2.6-31:2006 для Украины, ISO 13370:2007 для стран Европы и СНиП 41-03-2003 для России. Это очень важный момент при начале любом строительства – многоэтажный жилой дом, административное здание либо собственный дом. Многие строят по старинке «кирпич — воздушная прослойка — кирпич» и не задумываются о расходах на отоплении дома, ведь если хорошо утеплить дом, вы будете меньше платить за отопление. Конечно, вам нужно сначала вложить «кругленькую» сумму в утепление дома, но это лучше чем положить деньги на депозит в банк, с учетом ежегодной инфляции 20%. Причем утепление дома можно разбить на очереди, кроме утепления пола, который перед заливкой бетоном нужно утеплить.

• стены — 240 мм кирпич (черновая кладка), воздушная прослойка — 100 мм, фасадный кирпич – 120 мм;
• Крыша или перекрытие верхнего этажа 200-300 мм – конструктив, 100 мм утеплителя;
• Пол – 300 мм бетона, керамзит – 20 мм, утеплитель – 30 мм;
• Окна – 1 камерные с воздухом.

В начале проектирования системы отопления дома — выполняется теплотехнический расчет ограждающих конструкций, упрощенный теплотехнический расчет онлайн показан ниже. Для нашего примера количество тепловой энергии необходимое для системы отопления дома будет

Давайте утеплим дом согласно требованиям ДБН В.2.6-31:2006. Итак после выбора утеплителя и строго придерживаясь требований ДБН получаем : утеплитель для стен – 160 мм, для верхнего перекрытия или крыши – 290 мм, пол – 175 мм. Выполняем теплотехнический расчет онлайн – теперь нам необходимо 13,4 кВт. К примеру, стандартное утепление для северной части Европы для стен – 200 мм, для крыши – 400 мм. Другими словами вы делаете термос, в котором вода очень долго остывает, а в нашейм случае дом больше времени держит тепло. Количество тепловой энергии, которое вы будете потреблять системой отопления, можете самостоятельно рассчитать онлайн нашим приложением.

Хотите заказать проект системы отопления дома перейдите по ссылке.

Стоимость и пример результата расширенного теплотехнического расчета онлайн ограждающих конструкций для проектировщиков, входящий в состав проектной документации в развел «ОВ» (отопление и вентиляции). Оплатить можно при помощи , а также по безналичному расчету.

Возникли вопросы звоните +38(044)331-2057, +38(067)467-5677

Расчет теплопотерь дома: калькулятор онлайн теплотехнического расчета

На чтение 11 мин. Просмотров 2.1k. Обновлено 25 ноября, 2020

Для того, чтобы спроектировать систему отопления, которая удовлетворяла бы как требованиям комфортного проживания в доме, так и оптимального расходования ресурсов семьи, необходимо сначала рассчитать его возможные теплопотери.

Расчет теплопотерь — это способ, определить примерное количество теплопотерь, которое теряет дом через ограждающий контур за конкретное время, в самый холодный период пятидневки. Единица измерения теплопотерь — Ватты.

Полученный результат приблизительный, и требует экспериментальной проверки, так как не реально учесть все моменты, которые влияют на тепловые потери: неправильная конструкция перегородок, разница между температурой внутри и снаружи, действие осадков, солнечной радиации и ветра. Зная данные показатели, можно выбирать модель системы отопления нужной мощности для любого дома.

Калькулятор онлайн

Логика расчета

Процентное соотношение теплопотерь дома через элементы его конструкции, указанное на картинке, весьма приблизительно, поскольку сильно зависит от их устройства и используемых материалов. Потери тепла на инфильтрацию происходят в результате утечки воздуха через щели, некачественное уплотнение дверей и окон, принудительной и естественной вентиляции помещений. Уносимое с воздухом тепло приходится компенсировать более интенсивной работой системы отопления.

Расчет теплопотерь в данной программе выполняется отдельно для каждой стены, пола и потолка с учетом общих для всех элементов помещения условий. Это сделано исходя из следующих предположений:

• стены могут как непосредственно соприкасаться с атмосферным воздухом, так и выходить в нетапливаемое или плохо отапливаемые помещения;
• исходя из этого толщина стен и используемый для них материал могут отличаться;
• конструкция окон также может быть неодинакова.

Для расчета теплопотерь помещения в общем случае необходима площадь рассматриваемых элементов, характеристики теплопроводности или сопротивления теплопередаче используемых материалов и их толщина, а также разница между температурой воздуха внутри помещения (20-22 градуса) и температурой воздуха снаружи.

Температура атмосферного воздуха должна приниматься по самому холодному периоду отопительного сезона и указывается в общих условиях для расчета; если для какой-то стены она другая, введите ее в поле “температура воздуха снаружи помещения”. Для потолка температура, отличная от атмосферной, может быть введена в поле “температура над”, а для пола – “температура снизу”(вводится обязательно). Температура над потолком зависит от наличия или отсутствия утепления чердачного помещения; под полом – от наличия или отсутствия подвала и его типа (чаще всего принимается 0-7+ градусов).

Наружные двери могут выходить прямо на улицу или в неотапливаемое помещение; последнее обстоятельство учитывается в программе умножением рассчитанных теплопотерь через дверь на коэффициент 0.7.

Расчетные потери тепла на инфильтрацию воздуха можно регулировать варьируя значения, вводимые в поле “доля объема воздуха в помещении, подлежащая ежечасному обмену”; дело в том, что требуемый СНИПом ежечасный обмен всего объема воздуха, находящегося в доме, на практике считается завышенным и приводящим к большим затратам на отопление.

Коэффициенты теплопроводности используемых в строительстве материалов берутся из соответствующих таблиц или по данным изготовителей. Это касается и сопротивления теплопередачи стеклопакетов и им подобных конструкций. Что касается стеклопакетов, то при их выборе следует обращать внимание на обозначение.

Например, в обозначении стеклопакета 4-10ap-4: 4 -толщина стекла; 10-расстояние между стеклами; ap – указывает, что это пространство заполнено инертным газом аргоном, что повышает его сопротивление теплопередаче.

В обозначении 4-14-4-14-4и “и” указывает,что стекла имеют мягкое низко эмиссионное покрытие; к-стекло имеет более твердое покрытие, защищено от мелких повреждений, его покрытие низко эмиссионное; pi – на стекло нанесена энергосберегающая пленка и др.

Приведенная в правой части рисунка схема относится к случаю, когда под домом нет подвала (“пол на грунте”) для упрощения решения сложной задачи определения теплопотерь через пол в грунт применяется методика разбиения площади ограждающих конструкций на 4 зоны.

Каждая из четырех зон имеет свое фиксированное сопротивление теплопередаче в м2·°с/вт:r1=2,1 r2=4,3 r3=8,6 r4=14,2. Зона 1 представляет собой полосу (при отсутствии заглубления грунта под строением) шириной 2 метра, отмеренную от внутренней поверхности наружных стен вдоль всего периметра; зоны 2 и 3 имеют также ширину 2 метра и располагаются за зоной 1 ближе к центру здания; зона 4 занимает всю оставшуюся центральную площадь.

В действительности же зоны 3 и 4 при небольших размерах дома могут отсутствовать. В заключение следует указать, что в программе используются следующие общепринятые коэффициенты:

• 23 – коэфф. теплоотдачи от стен к наружному воздуху
• 8.7 – коэфф. теплоотдачи от внутреннего воздуха к стенам
• 6 – коэфф. теплоотдачи от внутреннего воздуха к полу
• 12 – коэфф. теплоотдачи от потолка к наружному воздуху если неотапливаемый чердак,
• 1.18 – поправочный коэфф. при расчете теплопотерь пола не на грунте (по снип).

А также доступные в калькуляторе коэфф. теплоотдачи от пола к наружному воздуху/грунту для различных видов подвалов. Необходимо также отметить,что по правилам обмера зданий для расчета теплопотерь длина стен определяется по его наружному периметру, а их высота – от поверхности чистового пола до верхней плоскости потолочного перекрытия. Эту величину следует указывать в поле “высота помещений hp”.

Общие замечания по порядку расчета

• Сначала рассчитываются теплопотери через двери, стены и окна, все сразу, то есть после ввода всех данных по ним, или по отдельности – после ввода параметров, например по одной из стен или двери; затем рассчитываются таким же образом теплопотери через потолок, пол и потери на инфильтрацию.
• Каждый элемент может быть пересчитанный повторно после корректировки его параметров; при этом следует учесть, что если вы изменяете количество слоев материалов, сами материалы, наличие или отсутствие окон, перед всеми этими действиями следует нажать кнопку “сброс входных данных”.
• Расчет теплопотерь через пол, потолок и инфильтрацию возможен только после расчета потерь через стены.
• “Температура воздуха снаружи” (для стен) и “температура над” (для потолка) вводятся в случае, если они отличаются от температуры, указанной в общих условиях для расчета.
• Перед расчетом теплопотерь через стены из их площади вычитается площадь окон и двери.

Значительно повышается экономия тепловой энергии при качественном утеплении контура дома и крыши. Необходимость в энергосберегающем ремонте возникает, когда в течение года тратится 100 кВт электрической энергии или 10 кубов природного газа, из расчёта на 1 кв. метр отапливаемой площади, с учётом перегородок.

Энергосберегающее здание — дом, имеющий сплошную теплоизоляцию по всему каркасу нагретой поверхности. В качестве теплоизолирующего материала отлично подходит пеностекло, фанера, пенопласт, гипсокартон. Металл (сталь), также является отличным проводником тепловой энергии. Приобретая стройматериалы, обязательно нужно обращать внимание на коэффициент теплопроводности, который указан в паспорте.

Варианты выхода нагретого воздуха:

• Крыша — толстый слой теплоизоляционного кровельного материала значительно уменьшит теплопотери.
  К сведению: Если строение деревянное, то укладка теплозащиты на крыше затруднительна, так как происходит набухание древесины, и она может повредиться от влажности.
• Стены — добиться снижения теплопотерь можно также используя специальное наружное покрытие. При утеплении изнутри, особенно если повышенная влажность, будет образовываться конденсат за изоляцией.
• Пол — в данном случае, практичнее делать утепление изнутри.
• Фундамент — его контакт с холодным грунтом значительно увеличивает теплопотерю на первом этаже.
• Термические мосты — наружные теплопроводники, не редко через них уходит большая часть нагретого воздуха. К ним относятся: бетонное половое покрытие, которое продолжается на балконе, дверные проёмы и окна, особенно классические, двойные. Есть также мосты, относящие к временным, когда перегородки крепятся на металлические элементы.

Современные окна — это стеклопакеты однокамерные и двухкамерные, имеющие специальную отражающую поверхность, что понижает потери излучения. Многослойное остекление более эффективно сохраняет тепло, чем обычное двойное окно.

Обычно, у дома есть воздушные утечки — это оконные и дверные проёмы, и крыша, что создаёт воздухообмен. Но в зимнее время, этот вариант приводит к значительному выходу тёплого воздуха, поэтому с помощью новых технологий были разработаны конструкции уменьшающие утечку нагретых воздушных масс наружу.

Современные дома нуждаются в постоянном вентилировании, так как они имеют высокую воздухонепроницаемость. Для уменьшения теплопотерь связанных с вентиляцией, которые составляют от 10 до 40%, используются новейшие модели вентиляционных систем. Калькулятор теплопотерь дома делается по каждой комнате отдельно, Далее, определяется тепловой расход на вентиляцию — его объём и сколько раз происходила его смена в здание.

Рассчитывая теплотехнические вентиляционные потери, при помощи онлайн калькулятора, нужно учитывать предназначение дома. Для ванной комнаты и кухни требуется повышенный уровень вентиляции.

Для проведения онлайн теплотехнического расчёта для внешних стен существует несколько сложных методик, с учётом конвекционного обмена, излучения и т. д., но эти данные часто бывают излишними и не влияющими на итог.

Однако, есть более простой теплотехнический онлайн калькулятор для расчёта теплопотерь дома. Для большей точности, к данному показателю допустимо добавить 1 — 5%.

Важно! Применяя теплотехнический калькулятор, при расчёте потерь тепла дома, следует учитывать время пребывания человека в каждой комнате, чем оно меньше, тем за основу берутся меньшие температурные показания.

Есть два способа рассчитать расход тепла в доме:

• Метод усреднённых величин — получается приблизительный результат. Расчёт делается по специальной таблице, которая составлена для разных областей с учётом особенностей их климата и средних характеристик здания.
• Теплотехнический онлайн расчёт потерь тепла дома по периметру здания — площади всех внешних перегородок суммируются, и отнимается размер окон и дверей. Отдельно учитывается площадь крыши и пола, стройматериала и штукатурки. В дальнейшем калькулятор, для определения теплопотерь дома выглядит так: Q = S x ΔT/R, где S – размер полученной площади; ΔT – сведения о температурной разнице, внутри и снаружи; R – показатель сопротивления передачи тепла. R = n/λ;, где n – показатель толщины стен; λ – уровень удельной теплопроводности (Вт/м °C). Данное значение следует брать из таблицы, для необходимого стройматериала.

Полученные результаты, отдельно рассчитанные для перегородок, полового покрытия и крыши, суммируются, прибавляются вентиляционные потери, и данные об утечке тепла через фундамент. В калькулятор теплотехнического расчёта для фундамента заносится меньшая температурная разница.

Данный метод поможет выбрать мощность котла, но не даёт возможность рассчитать необходимое количество радиаторов для каждой комнаты. Приблизительное минимальное качество утеплителя для стен снаружи в мм. выглядит так.

Под точкой росы подразумевается температура воздуха, до которой он должен охладится, чтобы начать насыщаться и преобразовываться в росу. На данный показатель влияет давление воздуха.

Необходимо стараться избегать образования точки росы. Если это невозможно, следует сместить её к наружным пластам, кроме того требуется хорошая вентиляция этих слоёв.

Основная причина образования точки росы — это высокий уровень пустотелов во внутренних пластах, что приводит к повышению давления водяных паров в холодных слоях конструкции. Решить проблему можно путём добавления менее паронепроницаемого материала внутрь конструкции, или сделать вентиляционный зазора с наружной стороны.

Это позволит сдерживать водяные поры и не даст проходить им сквозь стены. Однако, если переусердствовать, то накопившиеся пары понизят качество воздуха внутри дома. Если здание эксплуатируется в суровых условиях (-20 и выше градусов), то следует сделать принудительное поступление прогретого воздуха в дом, используя теплообменники или нагреватели. В этом случае применение герметичных строительных пароизоляционных материалов не приведёт к ухудшению микроклимата в помещение. Использование онлайн расчёта облегчит процесс определения размера теплопотерь.

Онлайн калькулятор расчёта теплопотерь даёт возможность узнать коэффициент теплопроводимости стен дома или отдельного помещения, и правильно выбрать материал для простой или многослойной теплоизоляции. Кроме того, точность результата важна для при выборе бойлера, для выделения эффективного тепла без перегрева дома.

Теплотехнический расчет (пример, программа, калькулятор онлайн).

В современных условиях человек все чаще задумывается о рациональном использовании ресурсов. Электричество, вода, материалы. К экономии всего этого в мире пришли уже достаточно давно и всем понятно как это сделать. Но основную сумму в счетах на оплату составляет отопление, и не каждому понятно, как снизить расход по этому пункту.

Что такое теплотехнический расчет?

Теплотехнический расчет выполняют для того, чтобы подобрать толщину и материал ограждающих конструкций и привести здание в соответствие нормам тепловой защиты. Основным нормативным документом, регламентирующим способность конструкции сопротивляться теплопередаче, является СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Основным показателем ограждающей поверхности с точки зрения теплозащиты стало приведенное сопротивление теплопередаче. Это величина, учитывающая теплозащитные характеристики всех слоев конструкции, учитывая мостики холода.

Подробный и грамотный теплотехнический расчет — достаточно трудоемок. При возведении частных домов, собственники стараются учесть прочностные характеристики материалов, часто забывая о сохранении тепла. Это может привести к довольно плачевным последствиям.

Зачем выполняется расчет?

Перед началом строительства заказчик может выбрать, будет он учитывать теплотехнические характеристики или обеспечит только прочность и устойчивость конструкций.

Расходы на утепление совершенно точно увеличат смету на возведение здания, но снизят затраты на дальнейшую эксплуатацию. Индивидуальные дома строят на десятки лет, возможно, они будут служить и следующим поколениям. За это время затраты на эффективный утеплитель окупятся несколько раз.

Что получает владелец при правильном выполнении расчетов:

• Экономия на отоплении помещений. Тепловые потери здания снижаются, соответственно, уменьшится количество секций радиатора при классической системе отопления и мощность системы теплых полов. В зависимости от способа нагрева, затраты владельца на электричество, газ или горячую воду становятся меньше;
• Экономия на ремонте. При правильном утеплении в помещении создается комфортный микроклимат, на стенах не образуется конденсат, и не появляются опасные для человека микроорганизмы. Наличие на поверхности грибка или плесени требует проведения ремонта, причем простой косметический не принесет никаких результатов и проблема возникнет вновь;
• Безопасность для жильцов. Здесь, также как и в предыдущем пункте, речь идет о сырости, плесени и грибке, которые могут вызывать различные болезни у постоянно пребывающих в помещении людей;
• Бережное отношение к окружающей среде. На планете дефицит ресурсов, поэтому уменьшение потребления электроэнергии или голубого топлива благоприятно влияет на экологическую обстановку.

Нормативные документы для выполнения расчета

Приведенное сопротивление и его соответствие нормируемому значению – главная цель расчета. Но для его выполнения потребуется узнать теплопроводности материалов стены, кровли или перекрытия. Теплопроводность – величина, характеризующая способность изделия проводить через себя тепло. Чем она ниже, тем лучше.

Во время проведения расчета теплотехники опираются на следующие документы:

• СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». Документ переиздан на основе СНиП 23-02-2003. Основной норматив для расчета [1];
• СП 131.13330.2012 «Строительная климатология». Новое издание СНиП 23-01-99*. Данный документ позволяет определить климатические условия населенного пункта, в котором расположен объект [2];
• СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» более подробно, чем первый документ в списке, раскрывает тему [3];
• ГОСТ 30494-96 (заменен на ГОСТ 30494-2011 с 2011 года) «Здания жилые и общественные» [4];
• Пособие для студентов строительных ВУЗов Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие» [5].

* — дальше в тексте я буду ссылаться на нормативные документы и чтобы полностью не прописывать их название я укажу только номер, например [1].

Теплотехнический расчет не сложен. Его может выполнить человек без специального образования по шаблону. Главное очень внимательно подойти к вопросу.

Пример расчета трехслойной стены без воздушной прослойки

Давайте подробно рассмотрим пример теплотехнического расчета. Для начала необходимо определиться с исходными данными. Материалы для строительства стен Вы, как правило, выбираете сами. Мы же будем рассчитывать толщину утепляющего слоя исходя из материалов стены.

Исходные данные

Данные индивидуальные для каждого объекта строительства и зависят от места расположения объекта.

1. Климат и микроклимат

1. Район строительства: г. Вологда.
2. Назначение объекта: жилое.
3. Относительная влажность воздуха для помещения с нормальным влажностным режимом составляет 55% ([1] п.4.3. табл.1).
4. Температура внутри жилых помещений tint задается нормативными документами ([4] табл.1) и равна 20 градусов Цельсия».

text — расчетная температура воздуха снаружи. Она устанавливается по температуре самых холодных пяти дней в году. Значение можно найти в [2], таблице 1, столбец 5. Для заданной местности значение составляет -32ᵒС.

zht = 231 сутки – количество дней периода, когда необходимо дополнительное отопление помещения, то есть среднесуточная температура снаружи составляет меньше 8ᵒС. Значение ищут в той же таблице, что и предыдущее, но в столбце 11.

tht = -4,1ᵒС – средняя температура воздуха снаружи во время периода отопления. Значение указано в столбце 12.

2. Материалы стены

В расчет следует принимать все слои (даже слой штукатурки, если он есть). Это позволит наиболее точно рассчитать конструкцию.

В данном варианте рассмотрим стену, состоящую из следующих материалов:

1. слой штукатурки, 2 сантиметра;
2. внутренняя верста из кирпича керамического рядового полнотелого толщиной 38 сантиметров;
3. слой минераловатного утеплителя Roсkwool, толщина которого подбирается расчетом;
4. наружная верста из лицевого керамического кирпича, толщиной 12 сантиметров.

3. Теплопроводность принятых материалов

Все свойства материалов должны быть представлены в паспорте от производителя. Многие компании представляют полную информацию о продукции на своих сайтах. Характеристики выбранных материалов для удобства сводятся в таблицу.

Расчет толщины утеплителя для стены

1.

Расчет значения градусо-суток отопительного периода (ГСОП) производится по формуле:

Dd = (tint — tht) zht.

Все буквенные обозначения, представленные в формуле, расшифрованы в исходных данных.

Dd = (20-(-4,1)) *231=5567,1 ᵒС*сут.

Нормативное сопротивление теплопередаче находим по формуле:

Rreq=a*Dd+b.

Коэффициенты а и b принимаются по таблице 4, столбец 3 [4].

Для исходных данных а=0,00045, b=1,9.

Rreq = 0,00045*5567,1+1,9=3,348 м2*ᵒС/Вт.

2. Расчет нормы тепловой защиты исходя из условий санитарии

Данный показатель не рассчитывается для жилых зданий и приводится в качестве примера. Расчет проводят при избытке явного тепла, превышающем 23 Вт/м3, или эксплуатации здания весной и осенью. Также вычисления необходимы при расчетной температуре менее 12ᵒС внутри помещения. Используют формулу 3 [1]:

Коэффициент n принимается по таблице 6 СП «Тепловая защита зданий», αint по таблице 7, Δtn по пятой таблице. ут= 0,038*2,127 = 0,081 м.

Найденная величина является минимальной. Слой утеплителя принимают не меньше этого значения. В данном расчете принимаем окончательно толщину минераловатного утеплителя 10 сантиметров, для того, чтобы не пришлось резать купленный материал.

Для расчетов тепловых потерь здания, которые выполняются для проектирования отопительных систем, необходимо найти фактическое значение сопротивления теплопередаче с найденной толщиной утеплителя.

Rо = Rint+Rext+∑Ri = 1/8,7 + 1/23 + 0,023 + 0,79 + 0,1/0,038 + 0,25 = 3,85 м2*ᵒС/Вт > 3,348 м2*ᵒС/Вт.

Условие выполнено.

Влияние воздушного зазора на теплозащитные характеристики

При устройстве стены, защищенной плитным утеплителем возможно устройство вентилируемой прослойки. Она позволяет отводить конденсат от материала и предотвращать его намокание. Минимальная толщина зазора 1 сантиметр. Это пространство не замкнуто и имеет непосредственное сообщение с наружным воздухом.

При наличии воздушно-вентилируемой прослойки в расчете учитываются только те слои, которые находятся до нее со стороны теплого воздуха. Например, пирог стены состоит из штукатурки, внутренней кладки, утеплителя, воздушной прослойки и наружной кладки. В расчет принимаются только штукатурка, внутренняя кладка и утеплитель. Наружный слой кладки идет после вентзазора, поэтому не учитывается. В данном случае наружная кладка выполняет лишь эстетическую функцию и защищает утеплитель от внешних воздействий.

Важно: при рассмотрении конструкций, где воздушное пространство замкнуто, оно учитывается в расчете. Например, в случае оконных заполнений. Воздух между стеклами играет роль эффективного утеплителя.

Программа «Теремок»

Для выполнения расчета с помощью персонального компьютера специалисты часто используют программу для теплотехнического расчета «Теремок». Она существует в онлайн-варианте и как приложение для оперативных систем.

Программа производит вычисления на основе всех необходимых нормативных документов. Работа с приложением предельно проста. Оно позволяет выполнять работу в двух режимах:

• расчет необходимого слоя утеплителя;
• проверка уже продуманной конструкции.

В базе данных имеются все необходимые характеристики для населенных пунктов нашей страны, достаточно лишь выбрать нужный. Также необходимо выбрать тип конструкции: наружная стена, мансардная кровля, перекрытие над холодным подвалом или чердачное.

При нажатии кнопки продолжения работы появляется новое окно, позволяющее «собрать» конструкцию. Многие материалы имеются в памяти программы. Они подразделены на три группы для удобства поиска: конструкционные, теплоизоляционные и теплоизоляционно-конструкционные. Нужно задать лишь толщину слоя, теплопроводность программа укажет сама.

При отсутствии необходимых материалов их можно добавить самостоятельно, зная теплопроводность.

Перед тем как производить вычисления, необходимо выбрать тип расчета над табличкой с конструкцией стены. В зависимости от этого программа выдаст либо толщину утеплителя, либо сообщит о соответствии ограждающей конструкции нормам. После завершения вычислений, можно сформировать отчет в текстовом формате.

«Теремок» очень удобен для пользования и с ним способен разобраться даже человек без технического образования. Специалистам же он значительно сокращает время на вычисления и оформление отчета в электронном виде.

Главным достоинством программы является тот факт, что она способна вычислить толщину утепления не только наружной стены, но и любой конструкции. Каждый из расчетов имеет свои особенности, и непрофессионалу довольно сложно разобраться во всех. Для строительства частного дома достаточно освоить данное приложение, и не придется вникать во все сложности. Расчет и проверка всех ограждающих поверхностей займет не более 10 минут.

Теплотехнический расчет онлайн (обзор калькулятора)

Теплотехнический расчет можно сделать в Интернете онлайн. Неплохим, как на мое усмотрение являться сервис: rascheta.net. Давайте вкратце рассмотрим, как с ним работать.

Перейдя на сайт онлайн калькулятора, первым делом нужно выбрать нормативы по которым будет производится расчет. Я выбираю свод правил от 2012 года, так как это более новый документ.

Дальше нужно указать регион в котором будет строятся объект. Если нет Вашего города выбирайте ближайший большой город. После этого указываем тип зданий и помещений. Скорей всего Вы будете рассчитывать жилое здание, но можно выбрать общественные, административные, производственные и другие. И последнее, что нужно выбрать — вид ограждающей конструкции (стены, перекрытия, покрытия).

Расчетную среднюю температуру, относительную влажность и коэффициент теплотехнической однородности оставляем такими же, если не знаете как их изменять.

В опциях расчета устанавливаем все две галочки, кроме первой.

В таблице указываем пирог стены начиная снаружи — выбираем материал и его толщину. На этом собственно весь расчет и закончен. Под таблицей будет результат расчета. Если какое-то из условий не выполняется меняем толщину материала или же сам материал, пока данные не будут соответствовать нормативным документам.

Если Вы желаете посмотреть алгоритм расчета, то нажимаем на кнопку «Отчет» внизу страницы сайта.

Системы воздушного отопления

Системы воздушного отопления могут быть экономически эффективными, если их можно сделать простыми или если их можно комбинировать с системой вентиляции. Но — имейте в виду, что из-за низкой удельной теплоемкости воздуха использование воздуха для обогрева очень ограничено. Для больших тепловых нагрузок требуются большие объемы воздуха, что приводит к появлению огромных размеров воздуховодов и вентиляторов. Транспортировка огромных объемов воздуха требует много энергии.

Требуемый объем воздуха в системе воздушного отопления

Требуемый расход воздуха в системе воздушного отопления можно рассчитать как

L = Q / (c _p ρ (t _h — t _r )) (1)

где

L = расход воздуха (м ³ / с)

Q = потери тепла, покрываемые системой воздушного отопления (кВт)

c _p = удельная теплоемкость воздуха — 1.005 (кДж / кг ^o C)

ρ = плотность воздуха — 1,2 (кг / м ³ )

t _h = температура нагревающего воздуха ( ^o C)

t _r = комнатная температура ( ^o C)

Как показывает опыт, температура подаваемого воздуха для отопления должна находиться в диапазоне 40-50 ^o C . Расход воздуха должен быть в пределах 1-3 х объема помещения.

Уравнение (1) в британских единицах:

L = Q / (1.08 (t _h — t _r )) (2)

где

Q = тепло (btu / hr)

L = объем воздуха (куб.

t _h = температура нагреваемого воздуха ( ^o F)

t _r = комнатная температура ( ^o F)

Онлайн-калькулятор обогрева воздуха

Нагрев воздуха — повышение температуры Диаграмма

Приведенные ниже диаграммы рассчитаны на основе приведенных выше уравнений и могут использоваться для оценки количества тепла, необходимого для повышения температуры в воздушных потоках.

единиц СИ —

Имперские единицы —

• 1 м ³ / с = 3600 м3 / ч = 35,32 фута ³ / с = 2118,9 футов ³ / мин (куб.футов в минуту)
• 1 кВт (кДж / с) = 859,9 ккал / ч = 3413 БТЕ / h
• T ( ^o C) = 5/9 [T ( ^o F) — 32]

Пример — Отопление одной комнаты воздухом

Здание с большой комнатой с обогревом потери 20 кВт нагревается воздухом с максимальной температурой 50 ^o C .Температура в помещении 20 ^o C . Требуемый расход воздуха можно рассчитать как

L = (20 кВт) / ((1,005 кДж / кг при ^o C) (1,2 кг / м ³ ) ((50 ^o C) — ( 20 ^o C)))

= 0,55 м ³ / с

Требуемый расход воздуха из электропечи — британские единицы

Требуемый расход воздуха от электрической печи можно выразить в британских единицах как

L _{куб. Футов в минуту} = P _w 3.42 / 1.08 dt (3)

где

L _cfm = требуемый расход воздуха (cfm)

P _w = электрическая мощность (Вт)

dt = разница температур ( ^o F)

Калькулятор удельной теплоемкости

Этот калькулятор удельной теплоемкости представляет собой инструмент, который определяет теплоемкость нагретого или охлажденного образца. Удельная теплоемкость — это количество тепловой энергии, которое необходимо подать на образец весом 1 кг, чтобы повысить его температуру на 1 К . Прочтите, чтобы узнать, как правильно применить формулу теплоемкости для получения достоверного результата.

Как рассчитать удельную теплоемкость

1. Определите, хотите ли вы нагреть образец (дать ему некоторую тепловую энергию) или охладить (отнять немного тепловой энергии).
2. Укажите количество подаваемой энергии как положительное значение. Если вы хотите охладить образец, введите вычтенную энергию как отрицательное значение.Например, предположим, что мы хотим уменьшить тепловую энергию образца на 63 000 Дж. Тогда Q = -63 000 Дж .
3. Определите разницу температур между начальным и конечным состоянием образца и введите ее в калькулятор теплоемкости. Если образец остынет, разница будет отрицательной, а если нагретой — положительной. Допустим, мы хотим охладить образец на 3 градуса. Тогда ΔT = -3 K . Вы также можете перейти в расширенный режим , чтобы вручную ввести начальные и конечные значения температуры.
4. Определите массу образца. Примем м = 5 кг .
5. Рассчитайте удельную теплоемкость как c = Q / (мΔT) . В нашем примере это будет равно c = -63,000 Дж / (5 кг * -3 K) = 4200 Дж / (кг · K) . Это типичная теплоемкость воды.

Если у вас возникли проблемы с единицами измерения, воспользуйтесь нашими калькуляторами преобразования температуры или веса.

Формула теплоемкости

Формула для удельной теплоемкости выглядит так:

Q — количество подводимого или отведенного тепла (в джоулях), м — масса образца, а ΔT — разница между начальной и конечной температурами.Теплоемкость измеряется в Дж / (кг · К).

Типичные значения удельной теплоемкости

Вам не нужно использовать калькулятор теплоемкости для большинства обычных веществ. Ниже приведены значения удельной теплоемкости некоторых из самых популярных.

• лед: 2,100 Дж / (кг · К)
• вода: 4200 Дж / (кг · К)
• водяной пар: 2,000 Дж / (кг · К)
• базальт: 840 Дж / (кг · К)
• гранит: 790 Дж / (кг · К)
• алюминий: 890 Дж / (кг · К)
• железо: 450 Дж / (кг · К)
• медь: 380 Дж / (кг · К)
• свинец: 130 Дж / (кг · К)

Имея эту информацию, вы также можете рассчитать, сколько энергии вам нужно подать на образец, чтобы повысить или понизить его температуру.Например, вы можете проверить, сколько тепла вам нужно, чтобы довести до кипения воду, чтобы приготовить макароны.

Хотите знать, что на самом деле означает результат? Воспользуйтесь нашим калькулятором потенциальной энергии, чтобы проверить, насколько высоко вы поднимете образец с таким количеством энергии. Или проверьте, насколько быстро может двигаться образец, с помощью этого калькулятора кинетической энергии.

Что такое удельная теплоемкость при постоянном объеме?

Удельная теплоемкость — это количество тепла или энергии, необходимое для изменения одной единицы массы вещества постоянного объема на 1 ° C .Формула Cv = Q / (ΔT ⨉ m) .

Какова формула удельной теплоемкости?

Формула для удельной теплоемкости C вещества с массой м равна C = Q / (м ⨉ ΔT) . Где Q — добавленная энергия, а ΔT — изменение температуры. Удельная теплоемкость во время различных процессов, таких как постоянный объем Cv и постоянное давление Cp , связаны друг с другом отношением удельной теплоемкости ɣ = Cp / Cv или газовой постоянной R = Cp - Cv .

В каких единицах указывается удельная теплоемкость?

Удельная теплоемкость измеряется в Дж / кг K или Дж / кг C , так как это тепло или энергия, необходимая во время процесса постоянного объема для изменения температуры вещества единицы массы на 1 ° C или 1 ° K. .

Какое значение удельной теплоемкости воды?

Удельная теплоемкость воды составляет 4179 Дж / кг K , количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 1 градус Кельвина.

В каких британских единицах измерения удельной теплоемкости?

Удельная теплоемкость измеряется в БТЕ / фунт ° F в британских единицах и в Дж / кг K в единицах СИ.

Какое значение удельной теплоемкости меди?

Удельная теплоемкость меди составляет 385 Дж / кг K . Вы можете использовать это значение для оценки энергии, необходимой для нагрева 100 г меди на 5 ° C, то есть Q = m x Cp x ΔT = 0,1 * 385 * 5 = 192,5 Дж.

Какое значение удельной теплоемкости алюминия?

Удельная теплоемкость алюминия 897 Дж / кг K .Это значение почти в 2,3 раза больше теплоемкости меди. Вы можете использовать это значение для оценки энергии, необходимой для нагрева 500 г алюминия на 5 ° C, то есть Q = m x Cp x ΔT = 0,5 * 897 * 5 = 2242,5 Дж.

— Хорошие калькуляторы

Этот калькулятор теплового расширения может использоваться для расчета линейного теплового расширения любого материала для определенной начальной длины и изменения температуры.

Инструкции:

1. Выберите единицы измерения (британские или метрические)
2. Выберите материал или вручную введите коэффициент линейного теплового расширения
3. Введите исходную (начальную) длину материала и введите изменение температуры
4. Нажав на кнопка «Рассчитать» предоставит изменение длины

* N.B. Используемые коэффициенты теплового расширения сильно зависят от начальных температур и могут претерпевать значительные изменения. Большинство представленных значений относятся к температуре 77 ° F (25 ° C).

Что такое тепловое расширение?

Термическое расширение относится к способу, которым любое данное вещество (газ, жидкость или твердое тело) будет претерпевать изменения формы (объема, площади или длины) при изменении температуры. Тепловое расширение вызывается расширением или сжатием частиц в определенных веществах в зависимости от температуры.

Существует три формы теплового расширения:

1. Линейное тепловое расширение
2. Площадь теплового расширения
3. Объемное тепловое расширение

Линейное тепловое расширение

Мы ясно видим, что длина объекта зависит от температуры. Если что-то нагреть или охладить, длина изменится пропорционально исходной длине и изменению температуры.

ΔL = α × L × ΔT

с:

ΔL — изменение длины объекта (дюйм, м)

α — коэффициент линейного расширения (1 / ° F, 1 / ° C)

L — исходная длина объекта (дюймы, м)

ΔT — изменение температуры (° F, ° C).

Коэффициент линейного теплового расширения (КТР) зависит от материала, из которого изготовлен объект. Как правило, линейное тепловое расширение наиболее применимо к твердым телам. В CTE используются взаимные единицы измерения температуры (K ^-1 , ° F ^-1 , ° C ^-1 и т. Д.), Представляющие изменение длины на градус на единицу длины, например, дюйм / дюйм / ° F. или мм / мм / ° C. В таблице внизу страницы перечислены коэффициенты пересчета.

Когда мы нагреваем или охлаждаем объект, который не имеет свободы расширения или сжатия (т.е., он закреплен с обоих концов), термическое напряжение может быть достаточно сильным, чтобы вызвать повреждение. Отверстия будут расширяться или сжиматься, как и окружающий их материал.

Тепловое расширение может представлять серьезную проблему для проектировщиков в определенных областях, например, при строительстве космических аппаратов, самолетов, зданий или мостов, но оно может иметь положительное применение.

Пример: Рассчитайте изменение длины бронзового стержня (L = 5 м, α = 18 × 10 ^-6 / ° C), если температура повысится с 25 ° C до 75 ° C.

Решение: изменения длины, предусмотренные приведенной выше формулой:

ΔL = 18 × 10 ^-6 / ° C × 5 × (75 ° C — 25 ° C)

ΔL = 0,0045 м.

Калькулятор нагрузки HVAC — Highseer

Простой в использовании инструмент HVAC для расчета необходимой тепловой мощности (в БТЕ)

Этот инструмент основан на методе квадратных футов с добавлением вычислений для наиболее важных включенных значений, таких как изоляция, окна и другие факторы.

Система предварительно настроена на внутреннюю температуру 72 градуса и наружную температуру 95 градусов.

Выберите свой регион и введите высоту зоны, а также площадь (длина, умноженная на ширину). В инструменте предварительно установлены различные коэффициенты с наиболее часто используемыми значениями, но их можно изменить по желанию, нажав кнопку «Дополнительные факторы», чтобы открыть эти дополнительные поля.

Поскольку большинство кондиционеров поставляются с шагом ½ тонны (6000 БТЕ / час), эта система должна быть достаточно близка к фактическим единицам, которые будут использоваться.

Примечание : Этот инструмент предоставляется строго как быстрый метод вычисления общих условий размера и стоимости. Методы квадратного фута считаются практическим правилом для использования в быстрых вычислениях. Точную тепловую нагрузку можно определить с помощью анализа полной тепловой нагрузки.

Заявление об отказе от ответственности

Рекомендуемые нагрузки в БТЕ были определены добросовестно и предназначены только для общих информационных целей. Мы не несем ответственности и не гарантируем полноту, надежность или точность этой информации.В некоторых приложениях может быть несколько других уникальных факторов, которые существенно влияют на эти значения или даже искажают их. Вы всегда должны консультироваться с лицензированным инженером-проектировщиком для получения наиболее точных измерений и значений, которые могут быть действительно получены только после того, как будет проведена тщательная проверка рабочей площадки и определены все связанные факторы.

Разрешить сценарии!

ЕСЛИ ВЫ ВИДИТЕ ЖЕЛТУЮ ПОЛОСКУ ПОД АДРЕСНОЙ БЛОКОЙ, ВЫ ДОЛЖНЫ НАЖАТЬ ЕГО, ЧТОБЫ РАЗРЕШИТЬ СЦЕНАРИИ. Этот сценарий не причинит вреда вашему компьютеру и не регистрирует никакой информации о вас. Для использования этого калькулятора в вашем браузере должен быть включен JavaScript.

Методы оценки расхода пара

Компоненты подогрева и потери тепла

В любом процессе нагрева компонент нагрева будет уменьшаться по мере повышения температуры продукта, а разница температур на нагревательной спирали уменьшается. Однако компонент тепловых потерь будет увеличиваться по мере повышения температуры продукта и емкости, и больше тепла будет потеряно в окружающую среду от емкости или трубопроводов.Общая потребность в тепле в любой момент времени складывается из этих двух компонентов.

Если размер поверхности нагрева выбирается только с учетом компонента нагрева, возможно, что будет недостаточно тепла для процесса, чтобы достичь ожидаемой температуры. Нагревательный элемент, если его размер определяется суммой средних значений обоих этих компонентов, обычно должен удовлетворять общую потребность в тепле в системе.

Иногда, например, с очень большими резервуарами для хранения нефти, имеет смысл поддерживать температуру выдержки ниже требуемой температуры перекачки, так как это снизит тепловые потери с поверхности резервуара.Можно использовать другой метод нагрева, например, вытяжной нагреватель, как показано на рисунке 2.6.4.

Нагревательные элементы заключены в металлический кожух, выступающий в резервуар, и сконструированы таким образом, что только масло в непосредственной близости всасывается и нагревается до температуры перекачки. Таким образом, тепло требуется только при откачке масла, а поскольку температура в баке понижается, часто можно обойтись без запаздывания. Размер выходного нагревателя будет зависеть от температуры сыпучего масла, температуры откачки и скорости откачки.

Добавление материалов в технологические резервуары с открытым верхом также можно рассматривать как компонент тепловых потерь, который увеличит потребность в тепле. Эти материалы будут действовать как теплоотвод при погружении, и их необходимо учитывать при определении размера поверхности нагрева.

В любом случае, когда необходимо рассчитать поверхность теплопередачи, сначала необходимо оценить общую среднюю скорость теплопередачи. Исходя из этого, можно определить потребность в тепле и паровую нагрузку для полной нагрузки и запуска.Это позволит выбрать размер регулирующего клапана в зависимости от любого из этих двух условий.

Онлайн-калькулятор: Heat Index

После того, как я создал калькулятор для Humindex — индекса тепла, используемого в Канаде, я решил, что я создам калькулятор для индекса тепла, который также используется в США.

Ниже приведены калькуляторы, которые рассчитывают индекс жары с учетом температуры воздуха в тени и относительной влажности. Первые выходные данные приводят в градусах Цельсия для тех, кто привык к градусам Цельсия, а вторые — в градусах Фаренгейта для тех, кто привык к Фаренгейту.Как обычно, все подробности приведены под калькуляторами.

по Цельсию

Тепловой индекс с использованием температуры Цельсия и относительной влажности

Цифры после десятичной точки: 1

content_copy Ссылка сохранить Сохранить расширение Виджет

Фаренгейт

Тепловой индекс с использованием температуры по Фаренгейту и относительной влажности

Цифры после десятичной точки: 1

content_copy Ссылка сохранить Сохранить расширение Виджет

Уравнения

Тепловой индекс (или кажущаяся температура) основан на R.Работа Г. Стедмана, опубликованная в 1979 г. под названием «Оценка влажности, части 1 и 2», является результатом обширных биометеорологических исследований. Первоначально результаты были в таблицах.

Чтобы прийти к уравнению, в котором используются более традиционные независимые переменные, был проведен множественный регрессионный анализ данных из таблиц Стедмана. Это было сделано Лансом П. Ротфусом и описано в его работе «Уравнение теплового индекса» (или «Больше, чем вы когда-либо хотели знать об индексе тепла») в 1990 году.Вы можете найти его, например, здесь.

Итак, последовательность вычислений:

1. Индекс жары рассчитывается по формуле:
   ,
   где T — температура воздуха в градусах Фаренгейта, а RH — относительная влажность в процентах.

2. Если относительная влажность менее 13% и температура воздуха от 80 до 112F, из HI вычитается следующая поправка:
   ,
   , где ABS — абсолютное значение.

3. Если относительная влажность превышает 85%, а температура воздуха составляет от 80 до 87F, к HI добавляется следующая поправка:
   

4. Если полученный HI меньше 80F, им пренебрегают и рассчитывают новый тепловой индекс с использованием формулы симплера, которая аппроксимирует результаты R.Г. Стедман
   

Обычно HI рассчитывается по более простой формуле (4), а затем усредняется по температуре воздуха. Если результат больше 80F, следует использовать полные формулы.

Однако эти формулы нельзя использовать для температуры и влажности за пределами диапазона, используемого Steadman. Для температуры она колеблется от 20 до 50 градусов по Цельсию. Что касается влажности, то после того, как график 30 ° C не является линейным, лучше посмотреть его сами, в Steadman, R.G., 1979: Оценка влажности.Часть I, например, здесь.

Источник: Национальная метеорологическая служба

Инженерная страница> Теплообменники, тепловые калькуляторы и информация

Рекламные объявления

Начало страницы

Расчеты

Ориентировочная калибровка

Тепловая нагрузка

Коэффициент теплопередачи внутри трубы

Начало страницы

Информация

Типичное значение U — значения

Обрастание

Типичные факторы загрязнения

Распределение жидкости

Стандартные размеры труб

Рекомендуемый шаг расположения трубок

Обозначение TEMA

К началу страницы

Ссылки по теме

Макет трубки и расчет количества

Heat Transfer Research, Inc.

Verein Deutsche Ingenieure

Ассоциация производителей трубчатых теплообменников, inc.

Директива по оборудованию, работающему под давлением (PED)

К началу страницы

Литература

Руководство по проектированию теплообменников

Технологический теплообмен

Конструкция теплообменника

Делавэра Заключительный отчет совместной программы исследований кожухотрубных теплообменников

Стандарты Ассоциации производителей трубчатых теплообменников

Начало страницы

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций — Строительные СНИПы, ГОСТы, сметы, ЕНиР,

tот.пер.= — 6,2 ºС.

Zот.пер.=217 сут, — средняя температура,ºС, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 ºС по СНиП 2.01.01-82.

n= 1 – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху.

tн= 33ºС – расчетная зимняя температура наружного воздуха, ºС.

∆tн=7 – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции.
α в=8.7 Вт/м²  ºС – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций.
αн=23 Вт/м²  ºС – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции.

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции
Rтр=2,07 м²  ºС/Вт – принимаемый по табл. 1б*,

Стеновая панель — трехслойная типа “сэндвич”.

1- профилированные листы
2- пенополиуретан

Рис. Фрагмент стеновой панели

Градус-сутки отопительного периода (ГСОП) определяем по формуле:
ГСОП = (tв — tот.пер)Zот.пер

где tв = 18ºС
tот.пер.- средняя температура, z от.пер.- продолжительность отопительного периода.
ГСОП = (18 — (-6,2))•217 = 5251,4
Сопротивление теплопередаче находим по формуле:

где δi — толщина ограждения.
λi — коэффициент теплопроводности
δi =δ3=0,001 м δ2 = x
λi=λ3= 58 Вт/м²  ºС — профилированные листы
λ2=0,05 Вт/м²  ºС — утеплитель пенополиуретан
Находим толщину утеплителя:

х = 0,097 м
Принимает толщину утеплителя = 0,1 м

Вывод: Расчетное сопротивление ограждающих конструкций больше требуемого сопротивления теплопередаче, что удовлетворяет требованиям.

1. АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНАЯ ЧАСТЬ

1.1. Исходные данные для проектирования

(Пример: Согласно заданию, выданному кафедрой ТСП, требуется запроектировать промышленное здание . Проектируемый производственный корпус мукомольного завода будет строиться в г.Набережные Челны. Здание состоит из следующих основных блоков :
1. Зерноочистительный цех .
2. Размольный цех .
3. Отделение готовой продукции со складом бестарного хранения муки).

1.2. Генеральный план

Решение генерального плана комбината хлебопродуктов во многом зависит от расположения конкретной площадки строительства, примыкания железнодорожных путей и автодороги, подключение внешних инженерных сетей , рельефа местности , окружающей застройки и т.д. В любом случае здания зерноперерабатывающего предприятия должны быть расположены таким образом, чтобы производственные связи между ними были кратчайшими, транспортные потоки к каждому сооружению не создавали препятствий для прохода людей. Важно также , чтобы протяженность инженерных коммуникаций от общих для всех потребителей источников энерго-, тепло- и водоснабжения была минимальной.

1.6. Технико-экономические показатели.
1.Площадь застройки: Пзп = 1625,4 м2
2.Полезная плошадь: Ппп = 11035,5 м2
3.Рабочая площадь: Прп = 9580,5 м2
4.Объем здания: Пп = 58514,4 м2
5.Конструктивная площадь: Пкп = 1323,27 м2
6.Площадь наружных стен и вертикальных ограждений
Псп = 7797,6 м2
7.Экономичность объемно-планировочного решения:

5,30

8.Целесообразность планировки производственного здания:

9. Насыщение плана здания конструкциями:

10. Экономичность формы здания:

2. САНИТАРНО — ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Водоснабжение.
Согласно техническим условиям, водоснабжение проектируемого мукомольного завода предусматривается от городской сети водопровода.
Расчетные расходы воды складываются из следующих расходов:
хозяйственно-питьевые нужды, принятые согласно СНиП 2.04.01-85;
расходы на пожаротушение, принятые согласно СНиП 2.04.01-85.
Расход воды на наружное пожаротушение составляет 10 л/с, на внутренне пожаротушение 5 л/с. Суммарный расчетный расход воды на нужды пожаротушения составляет 15 л/с.
На площадке предприятия и внутри здания проектируются системы водоснабжения:
система хозяйственно-питьевого, производственно-противопожарного водоснабжения;
система горячего водоснабжения.
В целях экономии свежей воды на производственные нужды, внутри производственного корпуса проектируется система оборотного водоснабжения. Для компенсации воды, теряемой при испарении, разбрызгивании и других безвозвратных потерях, предусмотрена подпитка оборотной системы от прямоточной. Количество воды, требуемой для подпитки принимается в размере 5% от циркулярного расхода в оборотной системе.
Приготовление горячей воды предусматривается в котельной.
На площадке цеха проектируется кольцевая водопроводная сеть с установкой пожарных гидрантов для наружного пожаротушения.

2.2. Канализация.
В соответствии с техническими условиями сброс загрязненных производственных сточных вод после локальной очистки на очистных сооружениях совместно с хозяйственно-бытовыми сточными водами предусматривается на городские очистные сооружения.
На территории мукомольного завода приняты следующие системы канализации
система загрязненных производственных сточных вод;
объединенная система производственно-бытовых сточных вод;
система дождевых вод.
Система загрязненных производственных сточных вод запроектирована по следующей схеме: производственные сточные воды поступают в усреднитель, откуда самотеком подаются в блок очистных сооружений. После очистки сточные воды сбрасываются в объединенную производственно-бытовую канализацию.
Система дождевых вод запроектирована по следующей схеме: дождевые воды поступают в очистные сооружения дождевых вод, в последующем сток направляется минуя очистные сооружения в канализационную насосную станцию площадки цеха для подачи на городские очистные сооружения.

2.3. Отопление и вентиляция.
В производственных помещениях с технологическими процессами принимается водяное отопление с местными нагревательными приборами. В качестве нагревательных приборов принятые стальные радиаторы типа РСГ-2. Теплоноситель — горячая вода с параметрами 70-90ºС.
Вентиляция и конденсирование воздуха должны обеспечивать должную чистоту воздуха в помещениях в соответствии с требованиями санитарных норм. В помещениях применяется местная вентиляция, которая способствует удалению загрязненного воздуха непосредственно от источников выделений (оборудования и т.д.) или сосредоточенную подачу воздуха к определенному рабочему месту.
Местная вентиляция является более эффективной, так как обеспечивает удаление пылевых выделений непосредственно от мест их оборудования. Вентиляционное оборудование систем приточной вентиляции необходимо размещать в изолированных помещениях, в венткамерах.

Теплотехнический расчет при перепланировке и демонтаже подоконного блока

Теплотехнический расчет — важная часть проекта перепланировки, необходимая для согласования.

Данным разделом проект перепланировки дополняется, если намеченные при перепланировке работы могут повлиять на величину тепловых потерь здания.

В 99 процентах случаев это демонтаж подоконного блока с устройством «французского» остекления

Остальные же случаи можно назвать частными:
это может быть как или же организация дополнительного оконного/дверного проема на лоджию или балкон или демонтаж боковых простенков.

Теплотехнический расчет стены при демонтаже подоконного блока:

В Москве, для согласования перепланировки требуется проектная документация в составе технического заключения о возможности планируемых работ работ и проекта перепланировки.

В случае если в перечень планируемых мероприятий входит демонтаж подоконного блока, то жилищная инспекция требует добавить в проект раздел «теплотехнический расчет».

В проекте он называется «расчет теплопотерь через наружную стену».

Выполняется он в программе, куда закладываются изначальные показатели по толщине и материалам существующей конструкции и сравнивается с конструкцией на которую планируется подоконный блок заменить.

Стоит отметить, что из опыта, проходит по расчетам для согласования только «двухкамерный» стеклопакет*

*Стеклопает из одной камеры (и уж тем более из одного стекла) не достаточен что бы сохранить тепловой контур помещения.

Демонтаж подоконного блока и установка двухкамерных стеклопакетов проходящих по теплотехническому расчету:

Нормы, СП, СНиПы для теплотехнического расчета

Комфортные и допустимые значения температуры воздуха в жилых комнатах установлены СанПиН 2.1.2.2645-10.

Параметры температуры задаются отдельно для каждого помещения квартиры и самого дома.

Для жилой комнаты в отопительный период допустимая температура составляет 18-24˚С. Для лестничной клетки и межквартирного коридора достаточно 16-22˚С.

На страницах СП 54.13330.2016 «Здания жилые многоквартирные», в пункте 9.3 есть прямое указание для температуры в жилых помещениях, используемой в теплотехническом расчете. 

Согласно этой норме, температура внутреннего воздуха в отапливаемых помещениях при расчете должна составлять не менее 20˚С.

Наиболее распространенные виды работ, требующие теплотехнического расчета:

• Демонтаж подоконного блока (полностью или частично удаляется участок стены под окном и заменяется дверным блоком).
• Дополнительные оконный или дверной проем на балкон или лоджию.
• Расширение оконного проема (демонтируются простенки для увеличения площади остекления).
• Полный демонтаж стены и подоконного блока между и установка стеклянной стены с дверью.

Пример проекта перепланировки с теплотехническим расчетом и устройством стеклопакета во всю ширину:

В данном проекте перепланировки в монолитном доме удаляется не только подоконный блок, а демонтируется полностью вся ненесущая стена между лоджией и комнатой.

В составе проекта перепланировки был достаточно сложный раздел теплотехнического расчета.

Ее место занимает стеклянная перегородка с дверью, где в раму устанавливается сплошное остекление из энергосберегающих стеклопакетов.

Однако, стоит отметить, что данное планировочное решение, с полным демонтажем ненесущей части между лоджией и комнатой, не всегда согласуемо.

Дело в том, что не несущая часть стены (справа от двери на лоджию) является противопожарным простенком.

Бывают случаи, когда согласование бывает сложно реализуемо, из за проектных решений по замене материала противопожарного простенка.

Пример теплотехнического расчета:

Отметим еще раз, что соединение помещений квартиры с балконами и лоджиями, а также размещение на них радиаторов общедомового отопления, является запрещенным видом перепланировки

В процессе получения разрешения на перепланировку выводы теплотехнического расчета служат, наряду с другими данными, основанием для признания проекта перепланировки допустимым к реализации. 

Данное разрешение на основании разработанной проектной документации выдает жилищная инспекция. 

Именно поэтому важным факторам является качество подготовленного проекта, выполненного организацией с допуском СРО.

Наша организация имеет данный допуск.
Мы будем рады разработать для вас проектную документацию с разделом теплотехнический расчет.

И в конце, ответим на вопросы, который нам практически каждый раз задают собственники:

► А зачем нужно вообще эти окна ставить? 

Объединять балконы и лоджии с внутренними помещениями квартир запрещено (ПП № 508), поэтому «холодные» помещения (балкон, лоджия), необходимо отделять от «теплых» (комнаты, кухня).

► А если я утеплю балкон или лоджию, можно вообще не ставить стеклопакеты, ведь в квартире будет и так тепло?

Нет, нельзя. Нужно ставить.
Не важно насколько хорошо будет утеплены балкон или лоджия, отделять их нужно принципиально, так как это предусмотрено законодательно.

► А можно ли просто вынуть окно и дверь, а подоконный блок не демонтировать?

Нет нельзя. Если просто убрать оконно-дверной блок, все также произойдет объединение балкона и комнаты, просто подоконный блок не будет демонтирован.

Надеемся мы смогли раскрыть тему данной статьи, если же какой то вопрос не был освящен, вы можете задать по контактам указанным ниже:

Бесплатную консультацию по любым вопросам касательно перепланировки Вы можете получить:

Расчеты систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и определение размеров воздуховодов

Расчеты HVAC и размер воздуховодов

Гэри Д. Бекфельд, P.E.

Краткое содержание курса

Этот курс представляет основные процедуры определения охлаждающего (или нагревающего) агрегата и распределения система, необходимая в здании для поддержания комфортных условий для людей. Эти процедуры включают оценку тепловых нагрузок здания, определение циркуляции воздуха. количества, использование психрометрических процессов, расчет охлаждающего устройства и воздуха грузоподъемность погрузчика и определение размеров воздухораспределительных каналов.

Тепловые нагрузки здания из внешнего и внутреннего источника оцениваются как для осмысленного, так и для скрытого тепловые вклады. Тепло проходит через стены, окна и потолки. и этажи из неотапливаемых помещений. Стены сложены из слоев включены различные материалы, толщина и площадь.

Расход воздуха находятся в кондиционируемом помещении для поддержания заданной температуры и требования к влажности. Включены эффекты проникновения наружного воздуха. рассмотрены различные методы вентиляции свежим воздухом.

Психрометрический Диаграмма-схема используется для обозначения процессов нагрева и увлажнения в кондиционированном помещении. Свойства воздуха за счет смешивания вентиляции и комнатные воздушные потоки определяются по графику. Энтальпия воздуха вход и выход из охлаждающего змеевика считываются из диаграммы, как и змеевик температура и нагрузка подогревателя.

Блок охлаждения и размер воздухообрабатывающего устройства определяются исходя из требуемого расхода и изменения энтальпии. поперек катушки.Расход воздуха в обработчике воздуха и давление подачи затем используются с воздухом. диаграммы трения для выбора размеров воздуховодов, чтобы все ветви распределения Система имеет равный перепад давления при требуемом количестве циркуляции.

Наконец, жара методы расчета нагрузки с использованием разницы температур охлаждающей нагрузки (CLTD) и кратко рассматриваются градусо-дни нагрева (DD).

Этот курс включает тест с несколькими вариантами ответов в конце, который предназначен для улучшения понимания материалов курса.
Обучение Цель

г. Цель этого курса — научить следующим процедурам, используемым в анализе HVAC. и дизайн:

• Оценка термическое сопротивление слоистых материалов разной глубины;
• Расчет тепла, проводимого через стены и стекло;
• Расчет излучения тепла через стекло;
• Определить тепло от бытовой техники и людей;
• Счет для тепло от проникновения и вентиляции наружного воздуха;
• Найдите все разумное и скрытое тепло от всех источников и SHR;
• Рассчитать воздух необходимое количество тиража;
• Определить свойства смешанных воздушных потоков;
• Использование психрометрических диаграмма процессов;
• Рассчитать охлаждение (или нагревательного) агрегата и размера воздухонагревателя;
• Дизайн распределения размеры воздуховодов по диаграммам трения воздуха; и
• Использование CLTD и DD методы расчета тепловой нагрузки.

Предназначен Аудитория

Материал в этот курс будет интересен инженерам-механикам, архитекторам, строителям. Инспекторы, подрядчики и менеджеры проектов

Польза для аудитории

Этот курс быть полезным для тех, кто заинтересован в изучении основных процедур в HVAC и тех, кто желая освежить свое нынешнее понимание анализа и проектирования систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Преимущества, которые будут извлечены из курса, включают следующее: возможности проектирования систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, осознание важности выбора материала и типа конструкции для минимизации теплопроводность, расположение стекла для минимизации излучения, возможность выбора совместимые блоки охлаждения (обогрева) и кондиционеры, а также конструкция воздуховодов для обеспечения сбалансированный расход.

Введение в курс

Анализ и конструкция системы HVAC зависит от выбора проектных условий, расположения ориентация здания и строительные характеристики здания.

Расчетные условия состоят из температуры в помещении и на улице, а также влажности или точки росы. Для этого В ходе исследования выбраны проектные условия в помещении: 80 F и относительная влажность 50%. Предполагается, что пиковые нагрузки возникают при наружных условиях 95 F и 75 F росы. точечная температура.Рекомендуемую расчетную температуру наружного воздуха можно найти в ссылки для многих мест.

Расположение строительство важно не только для внешних проектных условий, но и для количество получаемого солнечного излучения, особенно на залитых солнцем окнах. Для этого курса предполагается, что здание обращено на юг на широте, где есть значительные количество солнечной радиации на восточных, южных и западных окнах. Окна предполагается, что внешне не затенены выступами или другими характеристиками здания.

Характеристики конструкции следует учитывать не только элементы затенения окон, но и материалы и тип конструкции крыш, стен, потолков и полов. Стены например может быть обрамлен изоляцией между стойками или столбиком и балкой с окном стены, либо монолитный бетон. Каждый материал имеет разную теплопроводность. и стены каждого типа имеют разное тепловое сопротивление. Также масса бетон, а также стекло и предметы интерьера поглощают и аккумулируют тепло, которое снижает пиковую нагрузку и проявляется в охлаждающей нагрузке лишь позже.Тем не мение, при представлении основных процедур в этом курсе эти переходные эффекты игнорируется, и это исследование начинается с обзора стационарной теплопроводности. сквозь стены.

Содержание курса

г. содержание курса находится в HVAC Calculations и размер воздуховода (файл PDF).

Контент Контент

1. Теплопроводность и термическое сопротивление
Обзор одномерного уравнения стационарной теплопроводности, теплопроводности и термическое сопротивление

2. Здание Стены
Коэффициенты пленки и термическое сопротивление стен, построенных из слоев разных материалы, площади и толщины

3.Строительство Чердак и подвал
Температура в неотапливаемых помещениях и тепло, проводимое через потолок

4. Здание Тепловые нагрузки
Явная и скрытая тепловые нагрузки от внешних и внутренних источников
Коэффициент явного тепла

5. Психрометрический диаграмма
Схема цикла кондиционирования воздуха с указанием температуры, относительной влажности и влажности содержание и энтальпия

6. Кондиционер Расчеты
Числовой пример тепловых нагрузок, количества циркулирующего воздуха, холодильного агрегата и обработчик воздуха вместимостью

7.Подбор размеров воздуховодов
Подбор размеров воздуховодов для получения требуемых значений расхода и потерь давления в пределах возможностей кондиционера

8. Вентиляция
Влияние различных способов подачи свежего наружного воздуха

9. Охлаждающая нагрузка Разница температур и градус нагрева дней
Обзор методов CLTD и DD для расчета тепловых нагрузок

Краткое содержание курса

В этом курсе представлены основные методы оценки притока или потерь тепла в зданиях для кондиционер или отопление.Рассмотрены теплопроводность и термическое сопротивление. Был описан численный пример тепловых нагрузок на здание, включая внешние и внутренние источники тепла. Обсуждались как явная тепловая нагрузка, так и скрытая тепловая нагрузка. Процесс кондиционирования, включая вентиляцию, был представлен на схеме. психрометрической карты. Определен тоннаж охлаждающей нагрузки и расход воздухообрабатывающего устройства. и давление обсуждалось. Подробно описан метод определения размеров воздуховода. Наконец, методы разницы температур охлаждающей нагрузки и степени нагрева дней были рассмотрены.

Тест

Один раз вы закончили изучение выше содержания курса, тебе следует пройти тест для получения кредитов PDH .

Как рассчитать тепловую нагрузку для теплообменников

Как рассчитать тепловую нагрузку теплообменников?

Давайте сначала определим термин «тепловой режим», чтобы понять, что именно мы рассчитываем.Тепловую нагрузку можно определить как количество тепла, необходимое для передачи от горячей стороны к холодной за единицу времени.

Расчет очень важен для всех инженеров, и это один из самых распространенных расчетов, которые вам необходимо знать в своей карьере, если вы инженер-технолог. Уравнение для расчета тепловой нагрузки обычно записывается двумя способами.

Тот, который может использоваться для передачи явного тепла, это означает, что жидкость не претерпевает фазовых превращений.

Другой может использоваться для передачи скрытой теплоты, это означает, что жидкость претерпевает фазовый переход.т.е. конденсируется.

Heat Duty (явное тепло — без фазового перехода)

Где;

Q — тепловая нагрузка или общая передаваемая теплота. БТЕ / час или

M — массовый расход жидкости при изменении температуры. фунт / час или кг / с

Cp — теплоемкость жидкости при изменении температуры. БТЕ / фунт ° F или Дж / кг ° K

∆T — изменение температуры жидкости, обычно рассчитываемое как разница между температурами на выходе и на входе.° F или ° C

Я установил две разные единицы измерения для каждой из перечисленных выше переменных, первая — в английских / американских единицах, а вторая — в единицах СИ. Есть много других вариантов, но вышеперечисленные распространены, и я использую их все время. Самое главное — убедиться, что ваши единицы измерения верны и соответствуют расчетам.

Heat Duty (Скрытое тепло — изменение фазы)

Q = M * λ

Где;

Q — тепловая нагрузка или общая передаваемая теплота.БТЕ / час или

M — массовый расход жидкости при изменении температуры. фунт / час или кг / с

λ — скрытая теплота. БТЕ / фунт или кДж / кг

Для горячей стороны это скрытая теплота конденсации пара, который меняет фазу.

Для холодной стороны это скрытая теплота испарения жидкости, которая меняет фазу.

Уравнение также можно записать в терминах изменения энтальпии, заменив λ на (h3 — h2), относящееся к изменению энтальпий жидкости, подвергающейся изменению температуры, и это также выражается в британских тепловых единицах / фунт или кДж / кг

Тепловая нагрузка для многофазных потоков

Если у вас есть поток, в котором существует более одной фазы, вы можете рассчитать тепловую нагрузку, используя следующее уравнение:

Q = Qg + Qo + Qw

Где;

Q — общая тепловая нагрузка или общая теплопередача, БТЕ / час или кВт

Qg — тепловая нагрузка на газ или скорость теплопередачи, БТЕ / час или кВт

Qo — тепловая нагрузка масла или скорость теплопередачи, БТЕ / час или кВт

Qw — тепловая нагрузка или скорость теплопередачи воды, БТЕ / час или кВт

_____________________________________________________________________
Вот бесплатный калькулятор теплового режима, который я построил — вы можете узнать о нем больше из инженерного программного обеспечения webbusterz, перейдя по ссылке ниже:

Расчет коэффициента теплопередачи для плоских и гофрированных пластин

Во многих инженерных приложениях, связанных с сопряженной теплопередачей, таких как проектирование теплообменников и радиаторов, важно рассчитать коэффициент теплопередачи.Коэффициент теплопередачи, часто определяемый с помощью корреляций и эмпирических соотношений, дает информацию о теплопередаче между твердыми телами и жидкостями. В этом сообщении блога мы обсуждаем и демонстрируем, как программное обеспечение COMSOL Multiphysics® можно использовать для оценки коэффициента теплопередачи для геометрических форм пластин.

Что такое коэффициент теплопередачи?

Рассмотрим нагретую стену или поверхность, по которой течет жидкость. Теплопередача в жидкости в основном регулируется конвекцией.Точно так же конвекция является основным способом переноса тепла в случае двух жидкостей (через твердую поверхность), например, в теплообменниках. Скорость, с которой происходит передача тепла в обоих случаях, определяется разницей температур и коэффициентом пропорциональности, называемым коэффициентом теплопередачи . Коэффициент теплопередачи указывает на эффективность скорости переноса тепла через область между поверхностью и жидкостью.

Математически это отношение теплового потока на стенке к разнице температур между стенкой и жидкостью; я.{\ prime \ prime} — тепловой поток, T_w — температура стенки, а T_ \ infty — характерная температура жидкости.

Характерной температурой жидкости также может быть внешняя температура вдали от стенки или объемная температура в трубах.

Когда объект окружен бесконечно большим объемом воздуха, мы предполагаем, что температура воздуха вдали от объекта является постоянной известной величиной. Коэффициент теплопередачи, оцениваемый в этом случае, называется коэффициентом внешней теплопередачи.

При сделанном выше предположении, если мы внимательно посмотрим на стену (если толщина стены определена в направлении y , а y = 0 представляет поверхность / плоскость стены), становится ясно, что значение Нет Состояние скольжения по стенке приводит к образованию застойной тонкой пленки жидкости. {\ prime \ prime} = — k \ bigg (\ dfrac {\ partial T} {\ partial y} \ bigg) _ {y = 0}

Здесь k — коэффициент теплопроводности жидкости, при этом производная T оценивается в жидкости.

Комбинируя уравнения (1) и (2), коэффициент теплопередачи можно рассчитать как:

(3)

h = \ dfrac {-k \ bigg (\ dfrac {\ partial T} {\ partial y} \ bigg) _ {y = 0}} {T_w {-} T_ \ infty}

Расчет коэффициента теплопередачи в COMSOL Multiphysics®

С практической точки зрения сложно измерить градиент температуры у стены. Кроме того, становится важным проанализировать умный и недорогой в вычислительном отношении подход к пониманию теплопередачи на стене.Поэтому обычно предпочтительны неаналитические способы расчета коэффициента теплопередачи.

Один из распространенных подходов — использование конвективных корреляций, определяемых безразмерным числом Нуссельта. Эти корреляции доступны для различных случаев, включая естественную и принудительную конвекцию, а также внутренние и внешние потоки, и дают быстрые результаты. Однако этот подход можно использовать только для правильных геометрических форм, таких как горизонтальные и вертикальные стены, цилиндры и сферы.

Когда речь идет о сложных формах, вместо этого можно рассчитать коэффициент теплопередачи, моделируя явление сопряженной теплопередачи.

Давайте теперь обсудим два разных случая и подхода:

1. Расчет коэффициента теплопередачи при правильной геометрии (например, горизонтальной пластине) с использованием:
   • Анализ сопряженной теплопередачи
   • Конвективные корреляции; т.е. без учета расхода
2. Расчет коэффициента теплопередачи в нестандартных / сложных геометрических формах (например, гофрированная пластина)

Обратите внимание, что режим потока является важным фактором, поскольку коэффициент теплопередачи зависит от скорости.В обоих случаях необходимо учитывать прагматические условия, такие как быстрый поток в системе нагнетания или в устройстве охлаждения электронного чипа. Это указывает на то, что необходимо моделировать случаи как турбулентный поток, связанный с переносом тепла.

Пример 1: Принудительная конвекция и поток мимо горизонтальной пластины

Рассмотрим ситуацию моделирования обтекания горизонтальной плоской пластины длиной 5 м, которая подвергается постоянному и однородному тепловому потоку 10 Вт / м ² .Пластина помещается в воздушный поток со средней скоростью 0,5 м / с и температурой 283 К. На рисунке ниже показана схема постановки задачи, включая профили скорости и температуры для ламинарного потока внутри импульса (скажем, \ delta) и теплового пограничного слоя (\ delta {T}) соответственно.

Схемы ламинарного потока (вверху) и турбулентного потока (внизу) мимо горизонтальной пластины.

Анализ сопряженной теплопередачи

Численное решение получено в COMSOL Multiphysics с использованием интерфейса Conjugate Heat Transfer , который объединяет явления потока жидкости и теплопередачи.Поле скорости и давление вычисляются в воздушной области, а температура вычисляется в пластине и в воздушной области.

Распределение температуры внутри пластины и жидкости показано на рисунке ниже. Тепловые и импульсные пограничные слои, образованные внутри жидкой области, можно увидеть в области, которая идет от стенки до 2 см над пластиной.

Распределение температуры (график поверхности), изотерма при 11 ° C (красная линия) и поле скорости (стрелки), иллюстрирующие тепловые и импульсные пограничные слои рядом с поверхностью пластины (масштаб оси анизотропии).

По результатам моделирования можно оценить тепловой поток, используя соответствующую предопределенную переменную постобработки. Разделив его на разность температур (T_w-T_ \ infty), мы получим коэффициент теплопередачи (уравнение 3). Коэффициент теплопередачи вдоль пластины, полученный с помощью анализа сопряженной теплопередачи, показан на графике в следующем разделе.

Коэффициент теплопередачи на основе числовых корреляций Нуссельта

В литературе имеется корреляция числа Нуссельта для принудительной конвекции мимо плоской пластины (см.1, например).

В этом втором подходе та же модель решается без решения для потока; то есть, используя корреляции теплопередачи. Расчетная область ограничена твердым телом (пластиной). Потери тепла от горячей пластины к холодной жидкости определяются с помощью граничного условия Heat Flux . Это граничное условие содержит возможность определения коэффициента теплопередачи с использованием предварительно определенных корреляций чисел Нуссельта, как показано ниже. Обратите внимание, что эта корреляция предопределена в COMSOL Multiphysics.

Параметры граничного условия Heat Flux .

Только с использованием этого подхода рассчитывается распределение температуры в пластине. Из коэффициента теплопередачи, определенного в граничном условии Heat Flux , можно оценить тепловой поток на поверхности пластины, q = h \ cdot (T_ \ infty-T).

Оценка коэффициента теплопередачи

Для обоих подходов, описанных выше, можно оценить коэффициент теплопередачи вдоль пластины.На рисунке ниже сравнивается тепловой поток, оцененный с использованием двух подходов.

Сравнение коэффициента теплопередачи вдоль плоской пластины, оцененного с помощью моделирования сопряженной теплопередачи (синяя линия) и корреляции Нуссельта (зеленая линия).

Мы можем видеть, что значение, полученное из корреляции числа Нуссельта, находится в хорошем соответствии со значением, полученным при моделировании полного сопряженного теплопереноса.

Представляет интерес количество тепла по пластине, которое получается в двух случаях:

1. Корреляция числа Нуссельта: 50 Вт / м
2. Сопряженная теплопередача: 49.884 Вт / м

Для некоторых расчетов подход, основанный на корреляциях чисел Нуссельта, позволяет прогнозировать тепловой поток с достаточно хорошей точностью. Затем мы исследуем случай необычной формы, когда корреляции чисел Нуссельта получить нелегко, и единственный возможный подход — запустить моделирование сопряженной теплопередачи.

Пример 2: Поток мимо гофрированной горизонтальной пластины

Рассмотрим конфигурацию, аналогичную первому случаю, за исключением того, что пластина имеет гофрированную верхнюю поверхность.На рисунке ниже схематически показано определение проблемы. В этой модели гофры верхней пластины рассматриваются в одном сечении геометрии. В остальном тарелка плоская.

Схема обтекания горизонтальной пластины.

Здесь поле течения у стенки имеет зоны рециркуляции, которые увеличивают скорость теплопередачи. На изображении ниже мы можем видеть распределение температуры и линии тока скорости.

Распределение температуры в градусах Цельсия (поверхность) и поле скорости (линии тока).

На левом графике ниже показан коэффициент теплопередачи по длине гофрированной пластины. При такой геометрии, как волнистая пластина, коэффициент теплопередачи зависит от температурных полей; поля скоростей; и геометрические параметры гофры, такие как высота. Следовательно, мы можем наблюдать повышенный коэффициент теплопередачи по сравнению с плоской пластиной (правое изображение ниже).

Коэффициент теплопередачи по гофрированной пластине (слева) и по плоской пластине (справа).

При рассмотрении сложной геометрии, содержащей гофрированные поверхности, подход с сопряженной теплопередачей может быть дорогостоящим в вычислительном отношении, и желательны альтернативные подходы. Хорошим приближением было бы снижение геометрической сложности путем представления поверхностей как негофрированных и экстраполяции коэффициента теплопередачи из этой геометрии гофрированной пластины с учетом геометрических параметров, таких как высота гофра, поля скорости потока и изменения температуры на поверхности.Интересно отметить, что если температура не является истинно изотермической или отсутствует постоянный тепловой поток, коэффициент теплопередачи по-прежнему представляет интерес в заданном диапазоне для некоторых геометрий, пока не будет сохранена близость к исходной конфигурации.

Для проверки мы можем рассмотреть простой случай, когда коэффициенты теплопередачи вычисляются по полям скоростей в геометрии гофрированной пластины. Эти данные могут использоваться для получения среднего коэффициента теплопередачи и могут быть экстраполированы на геометрическую модель плоской пластины.Общие потери тепла с поверхности или коэффициент теплопередачи, полученный при моделировании потока, можно исследовать, чтобы понять обоснованность приближений.

Заключительные мысли

В этом сообщении блога мы обсудили, как рассчитать коэффициент теплопередачи двумя методами. Решение сопряженной теплопередачи позволяет использовать встроенные переменные теплового потока, доступные в COMSOL Multiphysics. Используя граничное условие Heat Flux с корреляциями чисел Нуссельта, вы можете моделировать задачи, связанные с простыми формами.Мы также обсудили, как уменьшить геометрические сложности для получения коэффициента теплопередачи для сложных геометрических форм.

Следующие шаги

Узнайте больше о специализированных функциях моделирования теплопередачи в программном обеспечении COMSOL®, нажав кнопку ниже.

Попробуйте подходы, описанные здесь, в следующих руководствах:

Номер ссылки

1. A. Bejan et al., Справочник по теплопередаче , John Wiley & Sons, 2003.

Теплопередача | Экзаменационные инструменты PE для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Проводимость

Три режима теплопередачи: (1) теплопроводность, (2) конвекция и (3) излучение.После этого обсуждения в этом разделе будет рассмотрено основное применение концепций теплопередачи в области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и охлаждения, а именно расчет нагрузки на охлаждение и нагрев. Еще одно важное применение теплопередачи — теплообменники, которые будут обсуждаться в этом разделе и в разделе «Механические системы». Наконец, обсуждается определение требований к изоляции. Определение требований к изоляции — важный практический навык, который может использоваться для определения необходимой изоляции труб, каналов, стен и крыш.

Электропроводность — это метод передачи тепла через среду или несколько сред, находящихся в физическом контакте из-за разницы температур. В области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и охлаждения теплопередача за счет теплопроводности обычно рассчитывается при расчетах охлаждающей нагрузки для тепловых нагрузок на стены и крышу. Формула для расчета теплопередачи за счет теплопроводности через материал выглядит следующим образом:

Теплопроводность

Теплопроводность для различных материалов можно найти в Справочнике ASHRAE — Основы.Теплопроводность — это мера того, насколько хорошо материал проводит и способствует теплопередаче. Например, металлы являются отличными проводниками и, следовательно, обладают высокой проводимостью. Алюминий имеет теплопроводность 128 БТЕ / (ч * фут *), а железо — ~ 30 БТЕ / (ч * фут *). 2 * ℉) ,.2 * ℉)), что означает, что для пеностекла толщиной один дюйм теплопроводность составляет 0,33.

Помимо теплопроводности, материалы также можно классифицировать по их R-значению их U-факторов, как показано ниже.

Коэффициент U / значение R

U-фактор обозначает общий коэффициент теплопередачи и отражает способность материала проводить тепло. Подобно теплопроводности, более высокое значение U-фактора имеет более высокую способность проводить и передавать тепло.U-фактор связан с теплопроводностью по следующей формуле.

Это уравнение предполагает, что U не зависит от температуры. Для целей экзамена это безопасное предположение.

R-Value означает термическое сопротивление и отражает способность материала сопротивляться нагреванию.Это противоположно коэффициенту U и теплопроводности, которые являются показателями способности материалов проводить тепло. Соотношение между значением R, коэффициентом теплопроводности и теплопроводностью показано в следующей формуле.

Это уравнение предполагает, что R не зависит от температуры. Для целей экзамена это безопасное предположение.

R-значения обычно используются в области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и охлаждения для описания изоляции и материалов зданий. Например, производители изоляционных материалов предоставляют данные для своих различных продуктов, и ключевым значением, указанным в данных о продукте, является R-значение, основанное на разной толщине.

Обратите внимание на то, что единицей R-Value является 5 на 1 дюйм изоляции.Соответствующие значения R для различных дюймов толщины находятся простым умножением толщины в дюймах на значение R для 1 дюйма изоляции, см. Приведенное ниже уравнение.

Начинающий профессиональный инженер должен уметь рассчитывать общий коэффициент теплопередачи, U-фактор для стены, крыши, воздуховода или трубы.Метод, в котором общий коэффициент теплопередачи будет описан на этом примере стены.

Важно следить за потоком тепла от начала до конца этой диаграммы. (1) Первый метод передачи тепла — конвекция, теплый наружный воздух движется по внешней поверхности бетонной стены, вызывая нагрев внешней поверхности стены.Также на поверхность стены действуют радиационные нагрузки, но для простоты предполагается, что радиационных нагрузок нет. (2) Затем тепло распространяется от внешней поверхности бетонной стены к внутренней поверхности, (3) затем к внешней поверхности изоляции и через изоляцию, (4) затем к внешней поверхности гипсокартона и через доска. (5) Наконец, внешняя поверхность гипсокартона передает тепло в воздух в помещении как конвективно, так и через излучение.

Чтобы найти общий коэффициент теплопередачи, необходимо суммировать все сопротивления. По мнению автора, каждый метод теплопередачи должен быть преобразован в его эквивалентное R-значение, чтобы сделать его простым.

Конвекция

Конвекция — это второй способ передачи тепла, который определяется как передача тепла посредством движения жидкостей.В области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и охлаждения конвективный теплоперенос можно найти в системах отопления и кондиционирования воздуха, когда движущаяся жидкость проходит по поверхности с другой температурой.

Одним из наиболее распространенных примеров конвекции является естественная конвекция в здании без механической вентиляции / кондиционирования воздуха. Когда люди входят в здание, включается свет и солнце нагревает здание, воздух в здании начинает нагреваться. Теплый воздух менее плотный, чем воздух вокруг него, и начинает подниматься вверх и выходить из здания.Пустое пространство, оставшееся от теплого воздуха, затем заменяется более холодным наружным воздухом, и цикл продолжается. Этот конвективный перенос тепла за счет движения воздуха называется естественной конвекцией. Это называется естественным, потому что он не полагается на механический источник, такой как вентилятор, для перемещения воздуха.

Уравнение конвективной теплопередачи аналогично кондуктивной теплопередаче, за исключением того, что коэффициент теплопередачи или коэффициент теплопередачи заменяются коэффициентом конвективной теплопередачи.Этот коэффициент конвективной теплопередачи характеризует движущуюся жидкость, принимая во внимание ее вязкость, теплопроводность, температуру, скорость, а также характеризует поверхность, по которой движется жидкость.

Излучение

Третий и последний способ передачи тепла — излучение. Этот режим теплопередачи очень сложен и различается между теорией и применением в области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и охлаждения.Теоретически приток радиационного тепла для окна типичного здания должен быть рассчитан с помощью компьютерной программы, такой как Trane Trace 700, Carrier HAP, или любой другой программы расчета нагрузки. Прирост радиационного тепла упрощается в приложении, рассчитанном вручную, и, по мнению автора, упрощенные уравнения для излучения — это то, что можно проверить во время экзамена PE. Таким образом, в этом и последующих разделах будут обсуждаться только упрощенные уравнения.

Излучение — это способ передачи тепла, при котором для передачи тепла не требуется никаких веществ.Считается, что все объекты выше абсолютного нуля излучают или испускают тепло со своей поверхности. Для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и холодильного оборудования основной приток тепла за счет излучения приходится на солнечное излучение. Тепло излучается солнцем и передается в здание за счет нагрева внешней поверхности или передачи через окна и световые люки. Эти конкретные примеры солнечного излучения описаны далее в части «Расчет охлаждающей нагрузки» этого раздела.

Теплообменники

Теплообменники — это механические устройства, предназначенные для обмена или передачи тепла от горячей жидкости к холодной.Теплообменники широко используются в сфере отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и холодоснабжения, например, конденсатор или испаритель в чиллере — это просто теплообменник. Охлаждающий или нагревательный змеевик — это теплообменник, который передает тепло от одной жидкости к другой. Приточно-вытяжная установка с охлажденной водой передает тепло от горячего воздуха к охлажденной воде.

Существует много различных типов теплообменников, которые будут кратко обсуждены, но сначала важно понять две классификации теплообменников: противоточные и параллельные теплообменники.Эти две классификации описывают соотношение направления потока между холодной и горячей жидкостью. Сначала это теплообменник с параллельным потоком, в этом теплообменнике холодная и горячая жидкости поступают с одного конца теплообменника. В начале теплообменника разница между холодной и горячей жидкостями большая, а в конце теплообмена разница между холодной и горячей уменьшается, см. Рисунок ниже.

Противоточный теплообменник противоположен теплообменнику с параллельным потоком.Холодная и горячая жидкости входят с противоположных концов. На рисунке ниже показан противоточный теплообменник, обратите внимание на изменение стрелок направления.

ЖУРНАЛ СРЕДНЕЙ РАЗНИЦЫ ТЕМПЕРАТУР (LMTD)

В теплообменниках, не имеющих фазового перехода, тепло передается от горячей жидкости к холодной через разницу температур между холодной и горячей.Однако в теплообменнике, показанном на предыдущих рисунках, разница температур между холодной и горячей текучими средами не всегда постоянна и зависит от расположения в теплообменнике. Таким образом, используется средняя логарифмическая разница температур. LMTD описывает среднюю логарифмическую разницу температур между холодной и горячей жидкостью через общий теплообменник (встречный или параллельный). LMTD нельзя использовать для теплообменников с фазовым переходом, таких как бойлер или конденсатор. Уравнение для LMTD показано ниже.

Затем LMTD используется для расчета общего количества тепла, передаваемого теплообменником, по следующему уравнению. Значение U — это коэффициент теплопередачи теплообменника, который указывается производителем теплообменника. Значение «Площадь» — это общая площадь, на которой происходит теплообмен, указанная производителем теплообменника.

ТЕПЛОВЫЙ БАЛАНС

Часто в области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и охлаждения тепловой баланс проводится на теплообменнике, чтобы показать, что баланс потерь тепла от горячей текучей среды отображается как приток тепла к холодной текучей среде. Например, охлаждающие змеевики — это теплообменники, передающие тепло от воздуха к воде. Тепловой баланс, регулирующий эту теплопередачу, будет таким, как показано ниже.

Если есть изменение фазы, то можно использовать следующее уравнение. Тепловой баланс обсуждается далее в разделах «Холодильное оборудование», «Механические системы» и «Психрометрия». По сути, тепловые балансы являются неотъемлемой частью систем отопления, вентиляции и кондиционирования и охлаждения, но, к счастью, уравнения, управляющие тепловым балансом, довольно просты.

Ключевые уравнения теплопередачи

Расчет некоторых интегралов, возникающих при теплопередаче в геотермике

Мы вычисляем некоторые интегралы, участвующие в оценке температурного поля грунта, нагретого скважинным теплообменником.Этот расчет позволяет быстрее вычислить тот компонент температурного поля, который включает периодические колебания температуры окружающей среды или теплового потока окружающей среды.

1. Введение

Тепловые насосы с заземлением (GCHP) являются привлекательным выбором для систем отопления и охлаждения зданий [1]. По сравнению со стандартными технологиями эти насосы предлагают конкурентоспособный уровень комфорта, пониженный уровень шума, более низкие выбросы парниковых газов и разумную экологическую безопасность.Кроме того, их потребление электроэнергии и требования к техническому обслуживанию ниже, чем у обычных систем, и, следовательно, имеют более низкие годовые эксплуатационные расходы [2].

GCHP обменивается теплом с землей через скрытую U-образную петлю. Поскольку этот обмен сильно зависит от тепловых свойств грунта, очень важно знать эти свойства при проектировании систем кондиционирования воздуха ГТЭУ. Методы их оценки включают поиск в литературе, проведение лабораторных экспериментов с образцами почвы / горных пород и / или проведение полевых испытаний.Испытания на месте установки основаны на изучении теплового отклика скважинного теплообменника на постоянное нагнетание или отбор тепла. Результатами теста теплового отклика являются температура теплоносителя на входе и выходе в зависимости от времени. Из этих экспериментальных данных и с помощью соответствующей модели, описывающей теплопередачу между жидкостью и землей, делается вывод о теплопроводности окружающей среды.

Результаты, представленные в этом исследовании, основаны на модели подземной теплопередачи за счет скважинного теплообменника, предполагая, что он работает как линейный источник тепла конечной глубины внутри земли.Мы также предполагаем постоянную мощность единицы длины для рассматриваемого источника тепла и периодические колебания температуры окружающей среды или теплового потока на поверхности земли.

Эта статья организована следующим образом. В разделе 2 описаны уравнения, моделирующие теплопередачу внутри грунта за счет скважинного теплообменника. В разделе 3 решаются приведенные в литературе интегралы для периодических колебаний температуры окружающей среды или теплового потока на поверхности земли. Раздел 4 показывает, что наши результаты согласуются с литературными данными в некоторых частных случаях, таких как решение на поверхности земли и решение квазистационарного режима.

2. Уравнения

Рассмотрим уравнение теплопроводности в цилиндрических координатах, в котором находится поле температуры, С одной стороны, тепловые параметры (2.1) — это коэффициент температуропроводности грунта, тепловой поток на единицу длины и объемная теплоемкость грунта. С другой стороны, геометрия источника тепла, изображенная на рисунке 1, была принята во внимание при введении функции Хевисайда для его конечной длины и дельта-распределения Дирака для его бесконечно тонкой ширины.Уравнение (2.1) подчиняется начальному условию где — невозмущенная температура грунта, — геотермический градиент. Мы можем считать, что (2.1) подчиняется граничному условию Дирихле, которое представляет собой зависящую от времени температуру на поверхности, или граничному условию Неймана, которое представляет зависящий от времени тепловой поток на поверхности, где — теплопроводность грунта. Разобьем задачу Коши, поставленную в (2.1), (2.2), (2.3) или (2.4) в трех членах [3], так что и где функции, и удовлетворяют задачам Коши, представленным ниже.