حساب المبرد ذو الزعانف كعنصر من عناصر المبادل الحراري بالحمل القسري.

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

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

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

معايير أنظمة درجة حرارة المباني

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ومع ذلك ، بالنسبة للمباني المحددة للشقة والمنزل ، لدينا:

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

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

آليات نقل الحرارة في حساب المبادلات الحرارية

يتم نقل الحرارة من خلال ثلاثة أنواع رئيسية من نقل الحرارة. هذه هي الحمل الحراري والتوصيل الحراري والإشعاع.

في عمليات التبادل الحراري التي تتم وفقًا لمبادئ آلية التوصيل الحراري ، يحدث انتقال الحرارة كنقل لطاقة الاهتزازات المرنة للجزيئات والذرات. يتم نقل هذه الطاقة من ذرة إلى أخرى في اتجاه التناقص.

عند حساب معلمات انتقال الحرارة وفقًا لمبدأ التوصيل الحراري ، يتم استخدام قانون فورييه:

لحساب كمية الحرارة ، يتم استخدام بيانات عن وقت مرور التدفق ، ومساحة السطح ، وتدرج درجة الحرارة ، وكذلك حول معامل التوصيل الحراري. يُفهم تدرج درجة الحرارة على أنه تغيره في اتجاه انتقال الحرارة لكل وحدة طول واحدة.

يُفهم معامل التوصيل الحراري على أنه معدل انتقال الحرارة ، أي مقدار الحرارة التي تمر عبر وحدة واحدة من السطح لكل وحدة زمنية.

أي حسابات حرارية تأخذ في الاعتبار أن المعادن لها أعلى معامل توصيل حراري. المواد الصلبة المختلفة لها نسبة أقل بكثير. وبالنسبة للسوائل ، يكون هذا الرقم ، كقاعدة عامة ، أقل من أي من المواد الصلبة.

عند حساب المبادلات الحرارية ، حيث يمر انتقال الحرارة من وسيط إلى آخر عبر الجدار ، تُستخدم معادلة فورييه أيضًا للحصول على بيانات حول كمية الحرارة المنقولة. يتم حسابها على أنها كمية الحرارة التي تمر عبر مستوى بسماكة متناهية الصغر:.

إذا قمنا بدمج مؤشرات تغيرات درجة الحرارة على طول سمك الجدار ، نحصل عليها

بناءً على ذلك ، اتضح أن درجة الحرارة داخل الجدار تنخفض وفقًا لقانون الخط المستقيم.

آلية نقل الحرارة بالحمل الحراري: الحسابات

آلية أخرى لنقل الحرارة هي الحمل الحراري. هذا هو انتقال الحرارة بأحجام الوسط من خلال حركتهم المتبادلة. في هذه الحالة ، يُطلق على نقل الحرارة من الوسط إلى الجدار والعكس بالعكس ، من الجدار إلى وسيط العمل ، نقل الحرارة. لتحديد كمية الحرارة التي يتم نقلها ، يتم استخدام قانون نيوتن

في هذه الصيغة ، a هو معامل انتقال الحرارة. مع الحركة المضطربة لوسط العمل ، يعتمد هذا المعامل على العديد من الكميات الإضافية:

• المعلمات الفيزيائية للسائل ، ولا سيما السعة الحرارية والتوصيل الحراري والكثافة واللزوجة ؛
• شروط غسل سطح النقل الحراري بالغاز أو السائل ، ولا سيما سرعة السائل واتجاهه ؛
• الظروف المكانية التي تحد من التدفق (الطول والقطر وشكل السطح وخشونته).

وبالتالي ، فإن معامل انتقال الحرارة هو دالة لكثير من الكميات ، والتي تظهر في الصيغة

تسمح طريقة تحليل الأبعاد للفرد باشتقاق علاقة وظيفية بين معايير التشابه التي تميز انتقال الحرارة بتدفق مضطرب في أنابيب ناعمة ومستقيمة وطويلة.

يتم حساب هذا باستخدام الصيغة.

معامل انتقال الحرارة في حساب المبادلات الحرارية

في التكنولوجيا الكيميائية ، غالبًا ما توجد حالات تبادل للطاقة الحرارية بين سائلين من خلال جدار فاصل. تمر عملية التبادل الحراري بثلاث مراحل. يظل التدفق الحراري لعملية الحالة المستقرة دون تغيير.

يتم حساب التدفق الحراري الذي يمر من وسيط العمل الأول إلى الجدار ، ثم عبر جدار سطح نقل الحرارة ثم من الجدار إلى وسيط العمل الثاني.

وفقًا لذلك ، يتم استخدام ثلاث صيغ للحسابات:

نتيجة للحل المشترك للمعادلات ، نحصل عليها

الكمية

وهناك معامل انتقال الحرارة.

حساب متوسط ​​فرق درجات الحرارة

عندما يتم تحديد كمية الحرارة المطلوبة باستخدام الميزان الحراري ، من الضروري حساب سطح التبادل الحراري (F).

عند حساب سطح التبادل الحراري المطلوب ، يتم استخدام نفس المعادلة كما في الحسابات السابقة:

في معظم الحالات ، ستتغير درجة حرارة وسائط العمل أثناء عمليات التبادل الحراري. هذا يعني أن اختلاف درجة الحرارة سيتغير على طول سطح التبادل الحراري. لذلك ، يتم حساب متوسط ​​فرق درجة الحرارة.ونظرًا لحقيقة أن التغير في درجة الحرارة ليس خطيًا ، يتم حساب الفرق اللوغاريتمي. على عكس التدفق المباشر ، مع التدفق المعاكس لوسائط العمل ، يجب أن تكون المساحة المطلوبة لسطح التبادل الحراري أقل. إذا تم استخدام كل من التدفق المباشر والتيار المعاكس في نفس ضربة المبادل الحراري ، يتم تحديد فرق درجة الحرارة بناءً على النسبة.

حساب فقدان الحرارة في المنزل

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

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

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

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

في منزل خاص ، تسخين "الهروب" بدرجة أو بأخرى من خلال الجدران الخارجية والأرضية والسقف والنوافذ والأبواب.

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

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

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

تشى - حجم فقد الحرارة من المظهر المنتظم لمغلف المبنى.

يتم حساب كل مكون من مكونات الصيغة بواسطة الصيغة:

س = S * ∆T / R.أين

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

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

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

R = د / كأين

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

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

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

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

فحص التصوير الحراري لشبكة التدفئة

تم استكمال حساب فقد الحرارة في شبكات التدفئة بمسح حراري.

يساعد مسح التصوير الحراري لشبكة التدفئة في اكتشاف العيوب المحلية في خطوط الأنابيب والعزل الحراري للإصلاح أو الاستبدال اللاحق.

تلف العزل الحراري لأنابيب المبرد. كانت درجة الحرارة القصوى في المناطق المفتوحة 59.3 درجة مئوية

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد. كانت درجة الحرارة القصوى في المناطق المفتوحة 54.5 درجة مئوية

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد. كانت درجة الحرارة القصوى في المناطق المفتوحة 56.2 درجة مئوية

تلف العزل الحراري لأنابيب المبرد.كانت درجة الحرارة القصوى في المناطق المفتوحة 66.3 درجة مئوية

مقاطع مفتوحة من خطوط الأنابيب بدون عازل.

مقاطع مفتوحة من خطوط الأنابيب بدون عازل.

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد.

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد. كانت درجة الحرارة القصوى في المناطق المفتوحة 62.5 درجة مئوية

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد. كانت درجة الحرارة القصوى في المناطق المفتوحة 63.2 درجة مئوية

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد. كانت درجة الحرارة القصوى في المناطق المفتوحة 63.8 درجة مئوية

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد. كانت درجة الحرارة القصوى في المناطق المفتوحة 66.5 درجة مئوية

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد. كانت درجة الحرارة القصوى في المناطق المفتوحة 63.5 درجة مئوية

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد. كانت درجة الحرارة القصوى في المناطق المفتوحة 69.5 درجة مئوية

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد. كانت درجة الحرارة القصوى في المناطق المفتوحة 62.2 درجة مئوية

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد. كانت درجة الحرارة القصوى في المناطق المفتوحة 52.0 درجة مئوية

مقاطع مفتوحة من خطوط الأنابيب بدون عازل. كانت درجة الحرارة القصوى في المناطق المفتوحة 62.4 درجة مئوية

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد تحت تأثير البيئة.

تعرف على مسح أنظمة إمدادات المياه.

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد تحت تأثير البيئة.

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد. كانت درجة الحرارة القصوى في المناطق المفتوحة 67.6 درجة مئوية

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد. كانت درجة الحرارة القصوى في المناطق المفتوحة 58.8 درجة مئوية

التدمير الجزئي للعزل الحراري لأنابيب المبرد تحت تأثير البيئة.

تحديد خرج المرجل

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

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

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

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

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

Rkotla = (سروم * Rudelnaya) / 10أين

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

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

هناك علاقة أخرى تأخذ هذه المعلمة في الاعتبار:

Рboiler = (Qloss * S) / 100أين

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

يجب زيادة القدرة المقدرة للغلاية. المخزون ضروري إذا كنت تخطط لاستخدام المرجل لتسخين المياه للحمام والمطبخ.

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

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

Рboiler = (Qloss * S * K) / 100أين

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

وبالتالي ، فإن قوة المرجل تجعل من الممكن الحفاظ على درجة حرارة الهواء القياسية في غرف المبنى ، وكذلك الحصول على حجم أولي وإضافي من الماء الساخن في المنزل.

وصف موجز لشبكة التدفئة

لتغطية الأحمال الحرارية ، يتم استخدام غلاية للإنتاج والتدفئة ، وقودها الرئيسي هو الغاز الطبيعي.

غرفة المرجل يولد

• البخار لتلبية الاحتياجات التكنولوجية - على مدار العام
• الماء الساخن لاحتياجات التدفئة - خلال موسم التدفئة و
• إمداد بالمياه الساخنة - على مدار السنة.
• يوفر المشروع تشغيل شبكة التدفئة حسب جدول درجات الحرارة 98/60 درجة. مع.

يعتمد مخطط اتصال نظام التدفئة.

تم تركيب شبكات التدفئة ، التي توفر نقل الطاقة الحرارية لتلبية احتياجات تدفئة القرية بأكملها وإمداد المياه الساخنة لجزء الضفة الأيمن منها ، في الإصدارات الموجودة فوق الأرض وتحت الأرض.

شبكة التدفئة متشعبة ومسدودة.

تم تشغيل شبكات التدفئة في عام 1958. واستمر البناء حتى عام 2007.

يتم العزل الحراري

• حصائر مصنوعة من الصوف الزجاجي بسمك 50 مم ، مع طبقة تغطية من مادة اللفافة ،
• رغوة البوليسترين المبثوق من نوع TERMOPLEKS 40 مم ، مع طبقة تغطية من الصاج المجلفن والبولي إيثيلين الممدد بسمك 50 مم.

خلال العملية ، تم إصلاح بعض أقسام شبكة التدفئة مع استبدال خطوط الأنابيب والعزل الحراري.

ميزات اختيار المشعات

المشعات ، والألواح ، وأنظمة التدفئة تحت الأرضية ، والحمل الحراري ، وما إلى ذلك هي مكونات قياسية لتوفير الحرارة في الغرفة ، والأجزاء الأكثر شيوعًا في نظام التدفئة هي المشعات.

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

استبدل مشعاع التسخين المصنوع من الألومنيوم والمعدن المعدنين مشعات الحديد الزهر الضخمة. سهولة الإنتاج ، تبديد الحرارة العالي ، البناء والتصميم الجيد جعلت هذا المنتج أداة شائعة وواسعة الانتشار لإشعاع الحرارة في الداخل.

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

خيارات الحساب:

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

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

الأحكام العامة

أي طريقة حساب بسيطة بها خطأ كبير إلى حد ما. ومع ذلك ، من الناحية العملية ، من المهم بالنسبة لنا ضمان إخراج حرارة كافٍ ومضمون. إذا اتضح أنه ضروري أكثر حتى في ذروة برد الشتاء ، فماذا في ذلك؟

في شقة حيث يتم دفع تكاليف التدفئة حسب المنطقة ، لا تؤلم حرارة العظام ؛ وتنظيم الخانق وأجهزة التحكم في درجة الحرارة الثرموستاتية ليست شيئًا نادرًا جدًا ولا يمكن الوصول إليها.

في حالة وجود منزل خاص وغلاية خاصة ، فإن سعر كيلو واط من الحرارة معروف لنا جيدًا ، ويبدو أن التدفئة الزائدة ستضرب جيبك. لكن من الناحية العملية ، ليس هذا هو الحال. جميع غلايات الغاز والكهرباء الحديثة لتدفئة منزل خاص مزودة بثرموستات تنظم انتقال الحرارة حسب درجة حرارة الغرفة.

سوف يمنع منظم الحرارة المرجل من إهدار الحرارة الزائدة.

حتى إذا كان حسابنا لقوة مشعات التدفئة يعطي خطأً كبيرًا بطريقة كبيرة ، فإننا نخاطر فقط بتكلفة بضعة أقسام إضافية.

بالمناسبة: بالإضافة إلى متوسط ​​درجات الحرارة في الشتاء ، تحدث الصقيع الشديد كل بضع سنوات.

هناك شك في أنه بسبب التغيرات المناخية العالمية ، فإنها ستحدث في كثير من الأحيان ، لذلك عند حساب مشعات التدفئة ، لا تخف من ارتكاب خطأ كبير.

الحساب الهيدروليكي لإمدادات المياه

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

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

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

يتم حساب حجم الماء الساخن في نظام التدفئة باستخدام الصيغة:

ث = ك * فأين

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

نتيجة لذلك ، تبدو الصيغة النهائية كما يلي:

ث = 13.5 * ص

معدل تدفق وسط التسخين هو التقييم الديناميكي النهائي لنظام التدفئة ، والذي يميز معدل دوران السائل في النظام.

تساعد هذه القيمة في تقدير نوع وقطر خط الأنابيب:

V = (0.86 * P * μ) / Tأين

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

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

على الاختيار والحساب الحراري لأجهزة التدفئة

تمت مناقشة عدد من القضايا في المائدة المستديرة ، مثل ، على سبيل المثال ، إنشاء نظام تحقق للأنظمة الهندسية للمباني والهياكل ، وامتثال المصنعين والموردين وسلاسل البيع بالتجزئة لمتطلبات حماية حقوق المستهلك ، والاختبار الإلزامي أجهزة تسخين مع بيان إلزامي لشروط اختبار الأجهزة ، وتطوير قواعد التصميم واستخدام أجهزة التدفئة. خلال المناقشة ، مرة أخرى ، لوحظ التشغيل غير المرضي للصكوك.

في هذا الصدد ، أود أن أشير إلى أنه يمكن الحكم على التشغيل غير المرضي لنظام التدفئة ليس فقط من خلال أجهزة التدفئة... السبب ممكن أيضًا في بيانات هندسة الحرارة المنخفضة (بالمقارنة مع بيانات التصميم) للجدران الخارجية والنوافذ والطلاء وفي إمداد نظام التدفئة بالمياه بدرجة حرارة منخفضة. يجب أن ينعكس كل هذا في المواد لإجراء تقييم شامل للحالة الفنية لنظام التدفئة.

قد يكون نقل الحرارة الفعلي لأجهزة التدفئة أقل من المطلوب لأسباب مختلفة. أولاً ، في الواقع ، يتم فصل أجهزة التدفئة عن أنواع مختلفة من المباني بواسطة الأسوار والستائر والأثاث المزخرف. ثانياً ، عدم الامتثال لمتطلبات قواعد التشغيل الفني لأنظمة التدفئة [1].

يتأثر تبديد حرارة الأجهزة ، على سبيل المثال ، بتكوين الطلاء ولونه. يقلل من انتقال الحرارة والمشعات الموجودة في المنافذ.

طريقة الحساب الحراري لأجهزة التسخين ، الواردة في كتيب المصمم المعروف [2] ، غير صالحة حاليًا لعدد من الأسباب.

حاليًا ، غالبًا ما يتم اختيار أجهزة التسخين وفقًا لقيمة التدفق الحراري الاسمي ، أي دون مراعاة المعامل المعقد لجلب التدفق الحراري الاسمي إلى الظروف الحقيقية ، اعتمادًا على نظام التدفئة (أنبوب واحد أو أنبوبان ) ، درجة حرارة سائل التبريد والهواء في الغرفة ، والتي تقل قيمتها كقاعدة عامة عن 1. يعرض العمل الحساب الحراري الموصى به للأجهزة الحديثة [3].

يتكون اختيار الأجهزة من تحديد عدد أقسام المبرد القابل للطي أو نوع المبرد أو المسخن غير القابل للطي ، ويجب أن يضمن سطح نقل الحرارة الخارجي نقل التدفق الحراري المطلوب على الأقل إلى الغرفة ( رسم بياني 1).

يتم الحساب عند درجة حرارة المبرد قبل وبعد السخان (في المباني السكنية والعامة ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام الماء أو السائل غير المتجمد) ، استهلاك الحرارة للغرفة Qnom ، المقابلة للحرارة المحسوبة عجز فيه ، يُشار إليه بجهاز تسخين واحد ، عند درجة حرارة الهواء الخارجي المقدرة [أربعة].

يمكن تحديد العدد التقديري لأقسام المشعات القابلة للطي بدقة كافية بالصيغة التالية:

يجب تحديد نوع وطول المشعات غير القابلة للفصل والحمل الحراري من شرط ألا يقل تدفق الحرارة الاسمي Qpom عن نقل الحرارة المحسوب Qopr:

حيث Qopr هي الطاقة الحرارية المقدرة للسخان ، W ؛ qsecr هي كثافة التدفق الحراري المحسوبة لقسم واحد من الجهاز ، W ؛ Qtr هو النقل الكلي للحرارة لأنابيب الصاعد والوصلات الموضوعة بشكل مفتوح داخل المبنى والمتعلقة بجهاز التسخين W ؛ β هو معامل يأخذ في الاعتبار طريقة التثبيت ، موقع السخان [2 ، 3] (عند تركيب الجهاز ، على سبيل المثال ، يكون مفتوحًا بالقرب من الجدار الخارجي β = 1 ، إذا كان هناك درع أمامه الأجهزة ذات الفتحات في الجزء العلوي β = 1.4 ، وعند وضع المسخن في هيكل الأرضية ، تصل قيمة المعامل إلى 2) ؛ β1 - معامل يأخذ في الاعتبار التغير في انتقال الحرارة من المبرد اعتمادًا على عدد الأقسام أو طول الجهاز ، 0.91 = 0.95-1.05 ؛ ب - معامل مع مراعاة الضغط الجوي ، ب = 0.95-1.015 ؛ qв و qr - انتقال حرارة 1 متر من الأنابيب المفتوحة الرأسية والأفقية [W / m] ، المأخوذة للأنابيب غير المعزولة والمعزولة وفقًا للجدول. 1 [2 ، 3] ؛ lw و lg - طول الأنابيب الرأسية والأفقية داخل المبنى ، m ؛ qnom و Qnom - كثافة التدفق الحراري الاسمية لقسم واحد من نوع قابل للطي أو نوع مطابق لجهاز التسخين غير القابل للطي ، الوارد في [3] ، في توصيات مختبر أجهزة التسخين "NIisantekhniki" (LLC "Vitaterm") و في كتالوجات الشركات المصنعة للأجهزة ، مع اختلاف في متوسط ​​درجة حرارة المبرد وهواء الغرفة Δtav يساوي 70 درجة مئوية ، وبمعدل تدفق ماء يبلغ 360 كجم / ساعة في الجهاز ؛ Δtav و Gpr - فرق درجة الحرارة الفعلي 0.5 (tg + to) - تدفق التلفزيون والمبرد [كجم / ساعة] في الجهاز ؛ n و p عبارة عن مؤشرات عددية تجريبية تأخذ في الاعتبار التغيير في معامل نقل الحرارة للجهاز في القيم الفعلية لمتوسط ​​فرق درجة الحرارة ومعدل تدفق المبرد ، وكذلك نوع ومخطط توصيل جهاز لأنابيب نظام التدفئة ، المعتمد وفقًا [3] أو وفقًا لتوصيات مختبر أجهزة التسخين "NIIsantekhniki" ؛ tg و to and tv - القيم المحسوبة لدرجات حرارة سائل التبريد قبل وبعد الجهاز والهواء في الغرفة المعينة ، درجة مئوية ؛ Kopotn هو معامل معقد لجلب تدفق الحرارة الاسمي إلى الظروف الحقيقية.

عند اختيار نوع جهاز التدفئة [4] ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن طوله في المباني ذات المتطلبات الصحية العالية يجب أن يكون 75٪ على الأقل ، في المباني السكنية والمباني العامة الأخرى - على الأقل 50٪ من طول المنور

يمكن تحديد معدل التدفق المقدر لسائل التبريد الذي يمر عبر السخان [كجم / ساعة] بالصيغة:

تتوافق قيمة Qpom هنا مع الحمل الحراري المخصص لجهاز تسخين واحد (عندما يكون هناك اثنان أو أكثر في الغرفة).

عند اختيار نوع جهاز التدفئة [4] ، يجب ألا يغيب عن الأذهان أن طوله في المباني ذات المتطلبات الصحية والصحية المتزايدة (المستشفيات ومؤسسات ما قبل المدرسة والمدارس ومنازل كبار السن والمعوقين) يجب أن يكون 75٪ على الأقل ، في المباني السكنية والعامة الأخرى - ما لا يقل عن 50٪ من طول فتحة الإنارة.

أمثلة على اختيار أجهزة التدفئة

مثال 1. حدد العدد المطلوب من أقسام المبرد MC-140-M2 المثبت بدون شاشة أسفل عتبة النافذة لنافذة 1.5 × 1.5 متر ، إذا كان معروفًا: نظام التسخين عبارة عن أنبوبين ، رأسي ، وضع الأنابيب مفتوح ، بأقطار اسمية من الأنابيب الرأسية (الرافعات) داخل المبنى 20 مم ، أفقيًا (التوصيلات بالرادياتير) 15 مم ، الاستهلاك الحراري المحسوب Qpom للغرفة رقم 1 هو 1000 واط ، ودرجة حرارة الماء المحسوبة tg والماء المردود يساوي 95 و 70 درجة مئوية ، ودرجة حرارة الهواء في الغرفة tв = 20 درجة مئوية ، والجهاز متصل بنظام من أعلى إلى أسفل ، ويبلغ طول الأنابيب الرأسية lw والأنابيب lg الأفقية 6 و 3 أمتار ، على التوالي. التدفق الحراري الاسمي لقسم واحد هو 160 وات.

قرار.

1. نجد معدل تدفق الماء Gpr يمر عبر المبرد:

المؤشرات n و p هي 0.3 و 0.02 على التوالي ؛ β = 1.02 ، β1 = 1 ، ب = 1.

2. أوجد فرق درجة الحرارة Δtav:

3. نجد نقل الحرارة للأنابيب Qtr ، باستخدام جداول نقل الحرارة للأنابيب الرأسية والأفقية الموضوعة بشكل مفتوح:

4. تحديد عدد الأقسام Npr:

يجب قبول أربعة أقسام للتثبيت. ومع ذلك ، فإن طول المبرد 0.38 م أقل من نصف حجم النافذة. لذلك ، من الأصح تثبيت مسخن ، على سبيل المثال ، "Santekhprom Auto". يتم أخذ المؤشرات n و p للمسخن الحراري مساوية لـ 0.3 و 0.18 على التوالي.

تم العثور على انتقال الحرارة المحسوب للمسخن الحراري Qopr بالصيغة:

نحن نقبل المسخن "Santekhprom Auto" من النوع KSK20-0.918kA بتدفق حراري اسمي Qnom = 918 W. طول غلاف المسخن 0.818 م.

مثال 2. حدد العدد المطلوب من أقسام المبرد MC-140-M2 عند درجة حرارة الماء المحسوبة tg والعودة إلى 85 و 60 درجة مئوية. باقي البيانات الأولية هي نفسها.

قرار.

في هذه الحالة: Δtav = 52.5 درجة مئوية ؛ سيكون نقل الحرارة للأنابيب

يتم قبول ستة أقسام للتثبيت. الزيادة في العدد المطلوب من أقسام المبرد في المثال الثاني ناتجة عن انخفاض في التدفق المحسوب ودرجات الحرارة المرتجعة في نظام التدفئة.

وفقًا للحسابات (المثال 5) ، يمكن قبول مسخن واحد مثبت على الحائط "Santechprom Super Auto" بتدفق حراري اسمي قدره 3070 واط للتركيب. كمثال - مسخن KSK 20-3070k متوسط ​​العمق بهيكل صمام فولاذي زاوي KTK-U1 وقسم إغلاق. طول غلاف المسخن 1273 ملم ، الارتفاع الكلي 419 ملم

طول المبرد 0.57 م أقل من نصف حجم النافذة. لذلك ، يجب تثبيت المبرد على ارتفاع منخفض ، على سبيل المثال ، من النوع MC-140-300 ، التدفق الحراري الاسمي لقسم واحد من qnom يساوي 0.12 كيلو واط (120 واط).

نجد عدد الأقسام بالصيغة التالية:

نحن نقبل ثمانية أقسام للتثبيت. يبلغ طول المبرد 0.83 مترًا ، أي أكثر من نصف حجم النافذة.

مثال 3. حدد العدد المطلوب من أقسام المبرد MC-140-M2 ، المثبت أسفل عتبات النوافذ بدون حاجز من نافذتين بقياس 1.5 × 1.5 متر بجدار ، إذا كان معروفًا: نظام التسخين ثنائي الأنابيب ، رأسي ، أنبوب مفتوح. ، الأقطار الاسمية للأنابيب الرأسية داخل الغرفة 20 مم ، أفقي (التوصيلات قبل وبعد المبرد) 15 مم ، الاستهلاك الحراري المحسوب للغرفة Qpom هو 3000 واط ، ودرجات الحرارة المحسوبة للإمداد tg والماء المرتجع هي 95 و 70 درجة مئوية ، درجة حرارة الهواء في الغرفة tв = 20 درجة مئوية ، اتصال الجهاز

وفقًا للمخطط "من أعلى إلى أسفل" ، يبلغ طول أنابيب lw الرأسية والأفقية 6 أمتار و 4 أمتار على التوالي. التدفق الحراري الاسمي لقسم واحد qnom = 0.16 كيلو واط (160 واط). قرار.

1. حدد معدل تدفق الماء Gpr الذي يمر عبر مشعاعين:

المؤشرات n و p هي 0.3 و 0.02 على التوالي ؛ β = 1.02 ، β1 = 1 ، ب = 1.

2. أوجد فرق درجة الحرارة Δtav:

3. نجد نقل الحرارة للأنابيب Qtr ، باستخدام جداول نقل الحرارة للأنابيب الرأسية والأفقية الموضوعة بشكل مفتوح:

4. تحديد العدد الإجمالي للأقسام Npr:

سنقبل لتركيب مشعاعين من 9 و 10 أقسام.

مثال 4. حدد العدد المطلوب من أقسام المبرد MC-140-M2 عند درجة حرارة الماء المحسوبة tg ، والعكس إلى ، يساوي 85 و 60 درجة مئوية. باقي البيانات الأولية هي نفسها.

قرار.

في هذه الحالة: Δtav = 52.5 درجة مئوية ؛ سيكون نقل الحرارة للأنابيب:

سنقبل تركيب مشعاعين من 12 قسمًا.

مثال 5. تحديد نوع المسخن الحراري عند درجة حرارة الماء المحسوبة tp والعودة إلى 85 و 60 درجة مئوية ، والاستهلاك الحراري المحسوب للغرفة Qpom يساوي 2000 وات. يتم عرض باقي البيانات الأولية في المثال 3: n = 0.3 ، p = 0.18.

في هذه الحالة: Δtav = 52.5 درجة مئوية ؛ سيكون نقل الحرارة للأنابيب:

ثم

من الممكن قبول لتركيب مسخن واحد مثبت على الحائط "Santekhprom Super Auto" بتدفق حراري اسمي قدره 3070 وات. مسخن KSK 20-3070k متوسط ​​العمق ، على سبيل المثال ، بهيكل صمام فولاذي زاوية KTK-U1 وقسم إغلاق. يبلغ طول غلاف المسخن 1273 ملم ، ويبلغ الارتفاع الإجمالي 419 ملم.

من الممكن أيضًا تركيب مسخن مسخن KS20-3030 من إنتاج شركة NBBK LLC بتدفق حراري اسمي يبلغ 3030 واط وطول غلاف يبلغ 1327 ملم.

مثال على التصميم الحراري

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

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

دعنا نحدد المعلمات الأولية للمنزل اللازمة للحسابات.

أبعاد المبنى:

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

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

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

نبدأ بحساب مساحات المواد المتجانسة:

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

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

دعنا ننتقل إلى حساب فقد الحرارة لكل مادة:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

حساب المبرد ذو الزعانف كعنصر من عناصر المبادل الحراري بالحمل القسري.

تم تقديم تقنية ، باستخدام مثال لمعالج Intel Pentium4 Willamette 1.9 جيجاهرتز ومبرد B66-1A تم تصنيعه بواسطة شركة ADDA ، والذي يصف إجراء حساب المشعات ذات الزعانف المصممة لتبريد العناصر المولدة للحرارة للمعدات الإلكترونية بالحمل القسري والمسطحة أسطح ملامسة حرارية بقوة تصل إلى 100 وات. تسمح هذه التقنية بالحساب العملي للأجهزة الحديثة عالية الأداء صغيرة الحجم لإزالة الحرارة وتطبيقها على مجموعة كاملة من الأجهزة الإلكترونية الراديوية التي تحتاج إلى التبريد.

تم تعيين المعلمات في البيانات الأولية:

ص

= 67 واط ، القوة المنبعثة من العنصر المبرد ؛

فمع

= 296 درجة كلفن ، درجة حرارة الوسط (الهواء) بالدرجات الكلفينية ؛

فقبل

= 348 درجة كلفن ، درجة الحرارة المحددة للبلورة ؛

فر

= nn ° K ، متوسط ​​درجة حرارة قاعدة غرفة التبريد (محسوبة أثناء الحساب) ؛

ح

= 3 10-2 م ، ارتفاع زعنفة المبرد بالأمتار ؛

د

= 0.8 10-3 م ، سمك الضلع بالمتر ؛

ب

= 1.5 10-3 م ، المسافة بين الأضلاع ؛

لم

= 380 واط / (م ° ك) ، معامل التوصيل الحراري لمادة المبرد ؛

إل

= 8.3 10-2 م ، حجم المبرد على طول الحافة بالأمتار ؛

ب

= 6.9 10-2 م ، حجم المبرد عبر الزعانف ؛

لكن

= 8 10-3 م ، سمك قاعدة المبرد ؛

الخامس

³ 2 م / ث ، سرعة الهواء في قنوات الرادياتير ؛

ض

= 27 ، عدد زعانف المبرد ؛

شر

= nn K ، درجة الحرارة الزائدة لقاعدة غرفة التبريد ، يتم حسابها أثناء الحساب ؛

هر

= 0.7 درجة سواد المبرد.

من المفترض أن يقع مصدر الحرارة في وسط المبرد.

تُقاس جميع الأبعاد الخطية بالأمتار ودرجة الحرارة بالكلفن والطاقة بالواط والوقت بالثواني.

يوضح الشكل 1 تصميم المبرد والمعلمات المطلوبة للحسابات.

الصورة 1.

إجراء الحساب.

1. حدد إجمالي مساحة المقطع العرضي للقنوات بين الأضلاع بالصيغة:

Sк = (Z - 1) · b · H [1]

بالنسبة للبيانات الأولية المقبولة - Sk = (Z - 1) b H = (27-1) 1.5 10-3 3 10-2 = 1.1 10-3 m2

للتركيب المركزي للمروحة ، يخرج تدفق الهواء من خلال السطحين النهائيين وتتضاعف مساحة المقطع العرضي للقنوات إلى 2.2 10-3 م 2.

2. نحدد قيمتين لدرجة حرارة قاعدة المبرد ونجري الحساب لكل قيمة:

qр = {353 (+ 80 درجة مئوية) و 313 (+ 40 درجة مئوية)}

من هنا ، يتم تحديد درجة الحرارة الزائدة لقاعدة المبرد. شر

فيما يتعلق بالبيئة.

uр = qр - qс [2]

للنقطة الأولى ، uр = 57 ° K ، للنقطة الثانية uр = 17 ° K.

3. تحديد درجة الحرارة ف

مطلوب لحساب معايير Nusselt (Nu) و Reynolds (Re):

q = qс + P / (2 · V · Sк · r · Cр) [3]

أين: فمع
–
درجة حرارة الهواء المحيط ، البيئة ،

الخامس

- سرعة الهواء في القنوات بين الأضلاع ، م / ث ؛

سل

- إجمالي مساحة المقطع العرضي للقنوات بين الأضلاع بالمتر المربع ؛

ص

- كثافة الهواء عند درجة الحرارة
ف
الأربعاء ، بالكيلو جرام / متر مكعب ،

ف

cf = 0.5 (
فص +فمع)
;

جر

- السعة الحرارية للهواء عند درجة الحرارة
ف
الأربعاء ، في J / (كجم × درجة كلفن) ؛

ص

- القدرة التي يبددها المبرد.

بالنسبة للبيانات الأولية المقبولة - q = qс + P / (2 V Sк r Cр) = 296 K + 67 / (2 2 m / s 1.1 10-3m2 1.21 1005) = 302، 3 ° C (29.3 ° C)

* قيمة المبرد المزعنف مع تركيب مروحة مركزية ، الخامس

من الحسابات 1.5 - 2.5 م / ث (انظر الملحق 2) ، من المنشورات [L.3] حوالي 2 م / ث. بالنسبة للقنوات القصيرة الممتدة ، مثل مبرد Golden Orb ، يمكن أن تصل سرعة هواء التبريد إلى 5 م / ث.

4. تحديد قيم معايير رينولدز ونسلت المطلوبة لحساب معامل انتقال الحرارة لزعانف المبرد:

Re = V · L / n [4]

أين: ن

- معامل اللزوجة الحركية للهواء عند
فمع،م2/مع
من الملحق 1 ، الجدول 1.

بالنسبة للبيانات الأولية المقبولة - Re = VL / n = 2 8.3 10-2 / 15.8 10-6 = 1.05104

Nu = 0.032 Re 0.8 [5]

بالنسبة للبيانات الأولية المقبولة - Nu = 0.032 Re 0.8 = 0.032 (2.62 104) 0.8 = 52.8

5. تحديد معامل انتقال الحرارة الحراري لزعانف المبرد:

أل
=نو·لفي/
L W / (م
2
ك) [6]

أين، ل

- معامل التوصيل الحراري للهواء (W / (m deg)) ، عند
فمع
من الملحق 1 ، الجدول 1.

بالنسبة للبيانات الأولية المقبولة - ak = Nu · lv / L = 52.8 · 2.72 10-2 / 8.3 10-2 = 17.3

6. تحديد المعاملات المساعدة:

م = (2 · ak / lm · d) 1/2 [7]

نحدد قيمة mh وظل الزائدي th (mh).

بالنسبة للبيانات الأولية المقبولة - م = (2 آك / ل م د) 1/2 = (17.3 2 / (380 0.8 10-3)) 1/2 = 10.6

بالنسبة للبيانات الأولية المقبولة - m · H = 10.6 · 3 10-2 = 0.32 ؛ عشر (م ح) = 0.31

7. حدد مقدار الحرارة المنبعثة من الحمل الحراري من زعانف المبرد:

Prc = Z · lm · m · Sр · uр · th (m · H) [8]

أين: ض

- عدد الأضلاع.

لم

= معامل التوصيل الحراري لمعدن الرادياتير W / (m
·
° ك) ؛

م

- انظر الصيغة 7 ؛

سر

- مساحة المقطع العرضي لزعنفة المبرد ، متر مربع ،

Sр = L · d [9]

شر

- ارتفاع درجة حرارة قاعدة المبرد.

Sp = L d = 8.3 10-2 0.8 10-3 = 6.6 10-5 م 2

Prk = Z · lm · m · Sр · uр · th (m · H) = 27 · 380 · 10.6 · 6.6 10-5 · 57 · 0.31 = 127 غربًا.

8. تحديد متوسط ​​درجة حرارة زعنفة المبرد:

qср = (qр / 2) [1 + 1 / ch (m · H)] [10]

أين: الفصل
(م)
- جيب التمام قطعي.

للبيانات الأولية المقبولة - qср = (qр / 2) [1 + 1 / ch (m · H)] = (353/2) [1 + 1 / 1.05] = 344 ° K (71 ° С)

* يتم حساب مقدار الظل وجيب التمام للقطع الزائدي على آلة حاسبة هندسية عن طريق إجراء عمليات "hyp" و "tg" أو "cos" بالتتابع.

9. تحديد معامل انتقال الحرارة الإشعاعي:

al = eр · f (qср، qс) · j [11]

و (qср، qс) = 0.23 [5 10-3 (qср + qс)] 3

بالنسبة للبيانات الأولية المقبولة - f (qcr، qc) = 0.23 [5 10-3 (qcr + qc)] 3 = 0.23 [5 10-3 (335 + 296)] 3 = 7.54

معامل الإشعاع:

ي = ب / (ب + 2 س)

ي = ب / (ب + 2H) = 1.5 10-3 / (1.5 10-3 + 3 10-2) = 0.048

al = eрf (qav، qs) j = 0.7 x 7.54 x 0.048 = 0.25 W / m2 K

10. تحديد مساحة سطح تدفق الحرارة المشع:

Sl = 2 L [(Z -1) · (ب + د) + د] +2 H · L · Z (م 2) [12]

بالنسبة للبيانات الأولية المقبولة - Sl = 2 L [(Z -1) · (b + d) + d] +2 H · L · Z = 0.1445 m2

11. تحديد كمية الحرارة المنبعثة من الإشعاع:

Pl = al · Sl (qav - qc) [13]

للبيانات الأولية المقبولة - Pl = alSl (qav - qc) = 0.25 0.1445 (344-296) = 1.73 واط

12. المقدار الإجمالي للحرارة المنبعثة من المبرد عند درجة حرارة معينة للرادياتير qр = 353K:

P = Prk + Pl [14]

بالنسبة للبيانات الأولية المقبولة - P = Prk + Pl = 127 + 1.73 = 128.7 W.

13. نكرر حسابات درجة حرارة المبدد الحراري ف

p = 313K ، ونرسم الخاصية الحرارية للرادياتير المحسوب عند نقطتين. لهذه النقطة ، P = 38W. هنا ، على طول المحور الرأسي ، يتم ترسيب كمية الحرارة المنبعثة من المبرد
صر
، ودرجة حرارة المبرد الأفقية
فر
.

الشكل 2

من الرسم البياني الناتج نحدد قوة معينة مقدارها 67 واط ، فر

= 328 درجة كلفن أو 55 درجة مئوية.

14. وفقًا للخاصية الحرارية للرادياتير ، نحدد ذلك بالنسبة لقدرة معينة Pر

= 67W ، درجة حرارة غرفة التبريد
فر
= 328.5 درجة مئوية. المبرد ارتفاع درجة الحرارة
شر
يمكن تحديده من خلال الصيغة 2.

إنها تساوي uр = qр - qс = 328-296 = 32 ° K.

15. تحديد درجة حرارة البلورة ومقارنتها مع القيمة الحدية التي حددتها الشركة المصنعة

فل
=ف
ف + ف (
ص
جهاز كمبيوتر +
ص
العلاقات العامة) ° ك = 328 + 67 (0.003 + 0.1) = 335 (62 درجة مئوية) ، [15]

أين:

فر
–
درجة حرارة قاعدة المبرد لنقطة تصميم معينة ،

ر

- نتيجة الحساب بالصيغة 14 ،

ص

الكمبيوتر - المقاومة الحرارية لعلبة المعالج - الكريستال ، لمصدر الحرارة هذا 0.003 K / W

ص

pr - المقاومة الحرارية لمشعاع العلبة ، لمصدر حرارة معين تساوي 0.1K / W (مع معجون موصل للحرارة).

النتيجة التي تم الحصول عليها أقل من درجة الحرارة القصوى التي حددتها الشركة المصنعة ، وهي قريبة من البيانات [L.2] (حوالي 57 درجة مئوية). في هذه الحالة ، درجة حرارة ارتفاع درجة حرارة البلورة بالنسبة للهواء المحيط في الحسابات أعلاه هي 32 درجة مئوية ، وفي [L.2] 34 درجة مئوية.

بشكل عام ، المقاومة الحرارية بين سطحين مستويين عند استخدام اللحامات والمعاجين والمواد اللاصقة:

ص =

د
ل
إل ك -1
·
Scont
-1
[16]

أين: د

k هي سماكة الفجوة بين المبرد وغلاف الوحدة المبردة المملوءة بمادة موصلة للحرارة بالمتر ،

لل

- معامل التوصيل الحراري لمادة موصلة للحرارة في الفجوة W / (m · K) ،

ستابع

هي مساحة سطح التلامس بالمتر المربع.

القيمة التقريبية لـ RCR مع إحكام جيد وبدون حشوات ومواد تشحيم هي

rcr = 2.2 / Scont

عند استخدام المعاجين ، تنخفض المقاومة الحرارية بحوالي مرتين.

16. قارن فل

مع
فقبل
، تلقينا توفير المبرد
فل
= 325 درجة كلفن ، أقل
فقبل=
348 درجة كلفن ، - يوفر المبرد المحدد الوضع الحراري للوحدة بهامش.

17. تحديد المقاومة الحرارية للمبدد الحراري المحسوب:

ص =

ش
ر
/ P (° K / W) [17]

r = uр / P (° / W) = 32/67 = 0.47 درجة / غربًا

الموجودات:

يوفر المبادل الحراري المحسوب إزالة طاقة حرارية تبلغ 67 واط عند درجة حرارة محيطة تصل إلى 23 درجة مئوية ، بينما لا تتجاوز درجة حرارة البلورة البالغة 325 درجة كلفن (62 درجة مئوية) 348 درجة كلفن (75 درجة مئوية) المسموح بها لهذا المعالج.

تبين أن استخدام المعالجة السطحية الخاصة لزيادة ناتج الطاقة الحرارية من خلال الإشعاع عند درجات حرارة تصل إلى 50 درجة مئوية غير فعال ولا يمكن التوصية به ، لأنه لا يدفع التكاليف.

أود أن تساعدك هذه المادة ليس فقط في حساب وتصنيع مبادل حراري حديث صغير الحجم عالي الكفاءة ، على غرار تلك المستخدمة على نطاق واسع في تكنولوجيا الكمبيوتر ، ولكن أيضًا في اتخاذ قرارات بكفاءة بشأن استخدام هذه الأجهزة فيما يتعلق بمهامك .

الثوابت لحساب المبادل الحراري.

الجدول 1

يمكن الحصول على قيم الثوابت لدرجات الحرارة المتوسطة ، بالتقريب الأول ، عن طريق رسم الرسوم البيانية للوظائف لدرجات الحرارة الموضحة في العمود الأول.

الملحق 2.

حساب سرعة حركة الهواء يبرد المبرد.

سرعة حركة المبرد أثناء الحمل الحراري القسري في الغازات:

V = Gv / Sк

حيث: Gv هو معدل التدفق الحجمي لسائل التبريد ، (لمروحة 70 × 70 ، Sp = 30 سم 2 ، 7 شفرات ، Rem = 2.3 W ، w = 3500 rpm ، Gv = 0.6-0.8 m3 / min. أو في الواقع 0 ، 2 -0.3 أو V = 2 م / ثانية) ،

Sк - منطقة المقطع العرضي للقناة مجانية للمرور.

بالنظر إلى أن مساحة تدفق المروحة 30 سم 2 ، ومساحة قنوات الرادياتير 22 سم 2 ، فإن سرعة نفخ الهواء تكون أقل ، وستكون مساوية لـ:

V = Gv / S = 0.3 م3

/ دقيقة / 2.2 10
-3
م
2
= 136 م / دقيقة = 2.2 م / ث.

للحسابات ، نأخذ 2 م / ث.

الأدب:

1. كتيب المصمم REA ، تحت إشراف RG Varlamov ، M ، الإذاعة السوفيتية ، 1972 ؛
2. دليل مصمم REA ، بقلم آر جي فارلاموف ، إم ، راديو سوفيتي ، 1980 ؛
3. https://www.ixbt.com/cpu/ ، مبردات للمقبس 478 ، ربيع-صيف 2002 ، فيتالي كرينيتسين

   ، نُشر في 29 يوليو 2002 ؛

4. https://www.ixbt.com/cpu/ ، قياس سرعات الهواء خلف مراوح التبريد والمبردات ، ألكسندر تسيكولين ، أليكسي راميكين ، تم النشر - 30 أغسطس 2002.

أعد في 2003 على أساس المواد L.1 و 2

سوروكين أ.

يمكن تنزيل هذه التقنية بتنسيق PDF هنا.

حساب دقيق لانتاج الحرارة

لهذا ، يتم استخدام عوامل التصحيح:

• يعتمد K1 على نوع النوافذ. تتوافق النوافذ ذات الزجاج المزدوج بغرفتين مع 1 ، زجاج عادي - 1.27 ، نافذة من ثلاث غرف - 0.85 ؛
• يوضح K2 درجة العزل الحراري للجدران. يتراوح من 1 (الخرسانة الرغوية) إلى 1.5 للكتل الخرسانية و 1.5 لبنة ؛
• يعكس K3 النسبة بين مساحة النوافذ والأرضية. كلما زاد عدد إطارات النوافذ ، زاد فقد الحرارة. عند التزجيج بنسبة 20 ٪ ، يكون المعامل 1 ، وعند 50 ٪ يزداد إلى 1.5 ؛
• يعتمد K4 على درجة الحرارة الدنيا خارج المبنى خلال موسم التدفئة. تؤخذ درجة حرارة -20 درجة مئوية كوحدة ، ثم تضاف 0.1 أو تطرح لكل 5 درجات ؛
• K5 يأخذ في الاعتبار عدد الجدران الخارجية. المعامل لجدار واحد هو 1 ، إذا كان هناك اثنان أو ثلاثة ، فسيكون 1.2 ، عند أربعة - 1.33 ؛
• يعكس K6 نوع الغرفة التي تقع فوق غرفة معينة. إذا كانت هناك أرضية سكنية في الأعلى ، فإن قيمة التصحيح هي 0.82 ، وعلية دافئة - 0.91 ، وعلية باردة - 1.0 ؛
• K7 - يعتمد على ارتفاع الأسقف. لارتفاع 2.5 متر ، هذا هو 1.0 ، ول 3 أمتار - 1.05.

عندما تُعرف جميع عوامل التصحيح ، يتم حساب قوة نظام التدفئة لكل غرفة باستخدام الصيغة:

الحساب الحراري للغرفة والمبنى ككل ، معادلة فقدان الحرارة

الحساب الحراري

لذلك ، قبل حساب نظام التدفئة لمنزلك ، يجب أن تجد بعض البيانات المتعلقة بالمبنى نفسه.

من مشروع المنزل ، ستتعرف على أبعاد المباني المدفأة - ارتفاع الجدران ، والمساحة ، وعدد فتحات النوافذ والأبواب ، وكذلك أبعادها. كيف يقع المنزل بالنسبة للنقاط الأساسية. كن على علم بمتوسط ​​درجات الحرارة في الشتاء في منطقتك. ما هي المواد التي شيد منها المبنى نفسه؟

اهتمام خاص بالجدران الخارجية. تأكد من تحديد المكونات من الأرضية إلى الأرض ، بما في ذلك أساس المبنى. الأمر نفسه ينطبق على العناصر العلوية ، أي السقف والسقف والألواح.

هذه هي معلمات الهيكل التي ستسمح لك بالمتابعة إلى الحساب الهيدروليكي. دعنا نواجه الأمر ، كل المعلومات المذكورة أعلاه متاحة ، لذلك لا ينبغي أن يكون هناك أي مشاكل في جمعها.

حساب الحمل الحراري الشامل

بالإضافة إلى الحل النظري للقضايا المتعلقة بالأحمال الحرارية ، يتم تنفيذ عدد من التدابير العملية أثناء التصميم. تشمل المسوحات الشاملة للهندسة الحرارية التصوير الحراري لجميع هياكل المباني ، بما في ذلك الأسقف والجدران والأبواب والنوافذ. بفضل هذا العمل ، من الممكن تحديد وتسجيل العوامل المختلفة التي تؤثر على فقدان الحرارة لمنزل أو مبنى صناعي.

توفر المسوحات الحرارية البيانات الأكثر موثوقية عن الأحمال الحرارية وفقدان الحرارة لمبنى معين خلال فترة زمنية معينة. تجعل الإجراءات العملية من الممكن توضيح ما لا يمكن أن تظهره الحسابات النظرية بوضوح - مجالات المشاكل في الهيكل المستقبلي.

من كل ما سبق ، يمكننا أن نستنتج أن حسابات الأحمال الحرارية لإمداد الماء الساخن والتدفئة والتهوية ، على غرار الحساب الهيدروليكي لنظام التدفئة ، مهمة جدًا ويجب إجراؤها بالتأكيد قبل بدء ترتيب نظام التدفئة في منزلك أو في منشأة لغرض آخر. عندما يتم اتباع نهج العمل بشكل صحيح ، سيتم ضمان التشغيل الخالي من المتاعب لهيكل التدفئة ، وبدون أي تكلفة إضافية.

مثال فيديو لحساب الحمل الحراري على نظام التدفئة لمبنى: