Beregning av en finnet radiator som et element i en varmeveksler med tvungen konveksjon.

Design og termisk beregning av et varmesystem er et obligatorisk trinn i tilretteleggingen for oppvarming av et hus. Hovedoppgaven med databehandling er å bestemme de optimale parametrene til kjelen og radiatorsystemet.

Enig, ved første øyekast kan det se ut til at bare en ingeniør kan gjøre en varmekonstruksjon. Imidlertid er ikke alt så komplisert. Å kjenne algoritmen til handlinger, vil det vise seg å uavhengig utføre de nødvendige beregningene.

Artikkelen beskriver detaljert beregningsprosedyren og gir alle nødvendige formler. For en bedre forståelse har vi utarbeidet et eksempel på termisk beregning for et privat hus.

Normer for lokaler med temperaturregimer

Før du utfører noen beregninger av systemets parametere, er det i det minste nødvendig å vite rekkefølgen på de forventede resultatene, samt å ha tilgjengelige standardiserte egenskaper for noen tabellverdier som må erstattes i formlene eller bli ledet av dem.

Etter å ha utført beregninger av parametrene med slike konstanter, kan man være sikker på påliteligheten til den søkte dynamiske eller konstante parameteren til systemet.

For lokaler til forskjellige formål er det referansestandarder for temperaturregimene i bolig og ikke-bolig. Disse normene er nedfelt i de såkalte GOST-ene.

For et varmesystem er en av disse globale parametrene romtemperaturen, som må være konstant uavhengig av årstid og omgivelsesforhold.

I henhold til reguleringen av sanitære standarder og regler er det forskjeller i temperatur i forhold til sommer- og vintersesongen. Klimaanlegget er ansvarlig for temperaturregimet i rommet i sommersesongen, prinsippet for beregningen er beskrevet i denne artikkelen.

Men romtemperaturen om vinteren leveres av varmesystemet. Derfor er vi interessert i temperaturområdene og deres toleranser for avvikene for vintersesongen.

De fleste reguleringsdokumenter fastsetter følgende temperaturområder som gjør det mulig for en person å være komfortabel i et rom.

For lokaler av en kontortype med et areal på opptil 100 m2:

• 22-24 ° C - optimal lufttemperatur;
• 1 ° C - tillatte svingninger.

For lokaler av kontorstype med et areal på mer enn 100 m2 er temperaturen 21-23 ° C. For ikke-boliglokaler av industriell type, varierer temperaturområdene sterkt avhengig av formålet med lokalene og de etablerte arbeidsbeskyttelsesstandardene.

Hver person har sin egen komfortable romtemperatur. Noen liker at det er veldig varmt i rommet, noen er komfortable når rommet er kult - alt dette er ganske individuelt

Når det gjelder boliglokaler: leiligheter, private hus, eiendommer osv., Er det visse temperaturområder som kan justeres avhengig av innbyggernes ønsker.

Og likevel, for spesifikke lokaler til en leilighet og et hus, har vi:

• 20-22 ° C - stue, inkludert barnerom, toleranse ± 2 ° С -
• 19-21 ° C - kjøkken, toalett, toleranse ± 2 ° С;
• 24-26 ° C - bad, dusj, svømmebasseng, toleranse ± 1 ° С;
• 16-18 ° C - korridorer, ganger, trapper, boder, toleranse + 3 ° С

Det er viktig å merke seg at det er flere grunnleggende parametere som påvirker temperaturen i rommet og som du må fokusere på når du beregner varmesystemet: fuktighet (40-60%), konsentrasjonen av oksygen og karbondioksid i luften (250: 1), bevegelseshastigheten til luftmasse (0,13-0,25 m / s), etc.

Varmeoverføringsmekanismer i beregningen av varmevekslere

Varmeoverføring utføres gjennom tre hovedtyper av varmeoverføring. Dette er konveksjon, varmeledning og stråling.

I varmevekslingsprosesser som foregår i henhold til prinsippene for mekanismen for varmeledning, skjer varmeoverføring som en overføring av energien til elastiske vibrasjoner av molekyler og atomer. Denne energien overføres fra ett atom til et annet i retning av å avta.

Ved beregning av parametrene for varmeoverføring i henhold til prinsippet om varmeledningsevne, brukes Fouriers lov:

For å beregne varmen, brukes data om tidspunktet for gjennomstrømning, overflateareal, temperaturgradient og også om koeffisienten for varmeledningsevne. Temperaturgradienten forstås som dens endring i retning av varmeoverføring per én lengdeenhet.

Koeffisienten for varmeledningsevne forstås som hastigheten på varmeoverføring, det vil si mengden varme som passerer gjennom en overflatenhet per tidsenhet.

Eventuelle termiske beregninger tar høyde for at metaller har den høyeste varmeledningsevne koeffisienten. Ulike faste stoffer har et mye lavere forhold. Og for væsker er denne figuren som regel lavere enn for noen av de faste stoffene.

Ved beregning av varmevekslere, der varmeoverføring fra ett medium til et annet går gjennom veggen, brukes Fourier-ligningen også for å innhente data om mengden overført varme. Det beregnes som mengden varme som passerer gjennom et plan med uendelig liten tykkelse :.

Hvis vi integrerer indikatorene for temperaturendringer langs veggtykkelsen, får vi

Basert på dette viser det seg at temperaturen inne i veggen faller i henhold til loven om en rett linje.

Konveksjonsvarmeoverføringsmekanisme: beregninger

En annen varmeoverføringsmekanisme er konveksjon. Dette er overføring av varme i volum av mediet gjennom deres gjensidige bevegelse. I dette tilfellet kalles overføring av varme fra mediet til veggen og omvendt, fra veggen til arbeidsmediet varmeoverføring. For å bestemme mengden varme som overføres, brukes Newtons lov

I denne formelen er a varmeoverføringskoeffisienten. Med turbulent bevegelse av arbeidsmediet, avhenger denne koeffisienten av mange tilleggsmengder:

• væskens fysiske parametere, spesielt varmekapasitet, varmeledningsevne, tetthet, viskositet;
• forholdene for å vaske varmeoverføringsoverflaten med en gass eller væske, spesielt fluidets hastighet, dens retning;
• romlige forhold som begrenser flyten (lengde, diameter, overflateform, dens ruhet).

Følgelig er varmeoverføringskoeffisienten en funksjon av mange mengder, noe som er vist i formelen

Metoden for dimensjonsanalyse gjør det mulig å utlede et funksjonelt forhold mellom likhetskriterier som karakteriserer varmeoverføring med en turbulent strømning i glatte, rette og lange rør.

Dette beregnes med formelen.

Varmeoverføringskoeffisient ved beregning av varmevekslere

Innen kjemisk teknologi er det ofte tilfeller av utveksling av termisk energi mellom to væsker gjennom en skillevegg. Varmevekslingsprosessen går gjennom tre trinn. Varmestrømmen for en steady-state prosess forblir uendret.

Beregningen av varmestrømmen som går fra det første arbeidsmediet til veggen, deretter gjennom veggen på varmeoverføringsoverflaten og deretter fra veggen til det andre arbeidsmediet utføres.

Følgelig brukes tre formler for beregninger:

Som et resultat av den felles løsningen av ligningene, får vi

Kvantiteten

og det er varmeoverføringskoeffisienten.

Beregning av gjennomsnittlig temperaturforskjell

Når den nødvendige mengden varme er bestemt ved hjelp av varmebalansen, er det nødvendig å beregne varmevekslingsoverflaten (F).

Ved beregning av ønsket varmevekslingsoverflate brukes samme ligning som i tidligere beregninger:

I de fleste tilfeller vil temperaturen på arbeidsmediene endres i løpet av varmevekslingsprosesser. Dette betyr at temperaturforskjellen vil endres langs varmeveksleroverflaten. Derfor beregnes den gjennomsnittlige temperaturforskjellen.Og på grunn av det faktum at temperaturendringen ikke er lineær, blir den logaritmiske forskjellen beregnet. I motsetning til en gjennomstrømning, med en motstrøm av arbeidsmedier, bør det nødvendige området på varmeveksleroverflaten være mindre. Hvis både direkte strøm og motstrøm brukes i samme varmevekslerslag, bestemmes temperaturforskjellen basert på forholdet.

Beregning av varmetap i huset

I henhold til den andre loven om termodynamikk (skolefysikk) er det ingen spontan overføring av energi fra mindre oppvarmet til mer oppvarmede mini- eller makroobjekter. Et spesielt tilfelle av denne loven er "streben" for å skape temperaturvekt mellom to termodynamiske systemer.

For eksempel er det første systemet et miljø med en temperatur på -20 ° C, det andre systemet er en bygning med en indre temperatur på + 20 ° C. I henhold til loven ovenfor vil disse to systemene tilstrebe å balansere gjennom utveksling av energi. Dette vil skje ved hjelp av varmetap fra det andre systemet og kjøling i det første.

Det kan utvetydig sies at omgivelsestemperaturen avhenger av breddegraden der det private huset ligger. Og temperaturforskjellen påvirker mengden varmelekkasjer fra bygningen (+)

Varmetap betyr ufrivillig frigjøring av varme (energi) fra noe objekt (hus, leilighet). For en vanlig leilighet er denne prosessen ikke så "merkbar" i forhold til et privat hus, siden leiligheten ligger inne i bygningen og ligger "ved siden av" andre leiligheter.

I et privat hus "rømmer" varmen i en eller annen grad gjennom ytterveggene, gulvet, taket, vinduene og dørene.

Å vite mengden av varmetap for de ugunstigste værforholdene og egenskapene til disse forholdene, er det mulig å beregne kraften til varmesystemet med høy nøyaktighet.

Så volumet av varmelekkasjer fra bygningen beregnes ved hjelp av følgende formel:

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

Qi - volumet av varmetap fra det ensartede utseendet på bygningskonvolutten.

Hver komponent av formelen beregnes med formelen:

Q = S * ∆T / Rhvor

• Spørsmål - termiske lekkasjer, V;
• S - areal av en bestemt type struktur, kvm. m;
• ∆T - temperaturforskjell mellom omgivelses- og inneluft, ° C;
• R - termisk motstand av en bestemt type struktur, m2 * ° C / W.

Selve verdien av termisk motstand for faktisk eksisterende materialer anbefales å hentes fra hjelpetabeller.

I tillegg kan termisk motstand oppnås ved å bruke følgende forhold:

R = d / khvor

• R - termisk motstand, (m2 * K) / W;
• k - materialets varmeledningskoeffisient, W / (m2 * K);
• d Er tykkelsen på dette materialet, m.

I eldre hus med fuktig takkonstruksjon oppstår varmelekkasje gjennom toppen av bygningen, nemlig gjennom tak og loft. Å utføre tiltak for å varme opp taket eller varmeisolasjonen på loftet taket løser dette problemet.

Hvis du isolerer loftet og taket, kan det totale varmetapet fra huset reduseres betydelig.

Det er flere andre typer varmetap i huset gjennom sprekker i strukturer, et ventilasjonssystem, et kjøkkenhette, vinduer som åpnes og dører. Men det gir ingen mening å ta hensyn til volumet, siden de ikke utgjør mer enn 5% av det totale antallet hovedvarmelekkasjer.

Varmebehandlingskontroll av oppvarmingsnettet

Beregningen av varmetap i oppvarmingsnett ble supplert med en termisk billedundersøkelse.

Varmekamerainspeksjon av oppvarmingsnettet hjelper til med å oppdage lokale feil i rørledninger og varmeisolasjon for etterfølgende reparasjon eller utskifting.

Varmeisolasjonen av rørene med kjølevæsken er skadet. Maksimal temperatur i åpne områder var 59,3 ° C

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske. Maksimal temperatur i åpne områder var 54,5 ° C

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske. Maksimal temperatur i åpne områder var 56,2 ° C

Varmeisolasjonen av rørene med kjølevæsken er skadet.Maksimal temperatur i åpne områder var 66,3 ° C

Åpne seksjoner av rørledninger uten isolasjon.

Åpne seksjoner av rørledninger uten isolasjon.

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske.

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske. Maksimal temperatur i åpne områder var 62,5 ° C

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske. Maksimal temperatur i åpne områder var 63,2 ° C

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske. Maksimal temperatur i åpne områder var 63,8 ° C

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske. Maksimal temperatur i åpne områder var 66,5 ° C

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske. Maksimal temperatur i åpne områder var 63,5 ° C

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske. Maksimal temperatur i åpne områder var 69,5 ° C

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske. Maksimal temperatur i åpne områder var 62,2 ° C

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske. Maksimal temperatur i åpne områder var 52,0 ° C

Åpne seksjoner av rørledninger uten isolasjon. Maksimal temperatur i åpne områder var 62,4 ° C

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske under påvirkning av miljøet.

Lær om kartleggingen av vannforsyningssystemer.

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske under påvirkning av miljøet.

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske. Maksimal temperatur i åpne områder var 67,6 ° C

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske. Maksimal temperatur i åpne områder var 58,8 ° C

Delvis ødeleggelse av varmeisolasjon av rørledninger med kjølevæske under påvirkning av miljøet.

Bestemmelse av kjeleeffekt

For å opprettholde temperaturforskjellen mellom miljøet og temperaturen inne i huset, er det nødvendig med et autonomt oppvarmingssystem som opprettholder ønsket temperatur i hvert rom i et privat hus.

Grunnlaget for varmesystemet er forskjellige typer kjeler: flytende eller fast drivstoff, elektrisk eller gass.

Kjelen er den sentrale enheten i varmesystemet som genererer varme. Kjelens viktigste kjennetegn er dens kraft, nemlig omregningshastigheten for mengden varme per tidsenhet.

Etter å ha gjort beregninger av varmebelastningen for oppvarming, vil vi oppnå den nødvendige nominelle effekten til kjelen.

For en vanlig flerromsleilighet beregnes kjeleeffekten gjennom området og spesifikk kraft:

Rboiler = (Sroom * Rudelnaya) / 10hvor

• S rom- det totale arealet av det oppvarmede rommet;
• Rudellnaya- effekttetthet i forhold til klimatiske forhold.

Men denne formelen tar ikke hensyn til varmetap, som er tilstrekkelig i et privat hus.

Det er et annet forhold som tar hensyn til denne parameteren:

Р-kjele = (Qloss * S) / 100hvor

• Rkotla- kjelekraft;
• Qloss- varmetap;
• S - oppvarmet område.

Kjelens nominelle effekt må økes. Lageret er nødvendig hvis du planlegger å bruke kjelen til oppvarming av vann til bad og kjøkken.

I de fleste varmesystemer for private hus anbefales det å bruke en ekspansjonstank der det skal lagres en tilførsel av kjølevæske. Hvert privat hus trenger varmtvannsforsyning

For å sørge for kraftreserven til kjelen, må sikkerhetsfaktoren K legges til den siste formelen:

Р-kjele = (Qloss * S * K) / 100hvor

TIL - vil være lik 1,25, det vil si at den estimerte kjeleeffekten økes med 25%.

Dermed gjør kjelens kraft det mulig å opprettholde standard lufttemperatur i bygningens rom, samt å ha et innledende og ekstra volum varmt vann i huset.

Kort beskrivelse av oppvarmingsnettet

For å dekke varmelastene brukes et produksjons- og oppvarmingskjelhus, hvor hovedgasset er naturgass.

Fyrrom genererer

• damp for teknologiske behov - året rundt
• varmt vann for oppvarmingsbehov - i løpet av fyringssesongen og
• varmtvannsforsyning - hele året.
• Prosjektet sørger for drift av oppvarmingsnettet i henhold til en temperaturplan på 98/60 grader. MED.

Varmesystemets tilkoblingsskjema er avhengig.

Oppvarmingsnettverk, som gir varmeoverføring for behovene til oppvarming av hele landsbyen og varmtvannsforsyning til den høyre bredden, er installert over bakken og under jorden.

Varmenettet er forgrenet, blindvei.

Varmenettene ble satt i drift i 1958. Byggingen fortsatte til 2007.

Varmeisolasjon gjort

• matter laget av 50 mm tykk glassull, med et dekklag av rullemateriale,
• ekstrudert polystyrenskum type TERMOPLEKS 40 mm tykk, med et dekkende lag av galvanisert plate og ekspandert polyetylen 50 mm tykk.

Under driften ble noen deler av oppvarmingsnettet reparert med utskifting av rørledninger og varmeisolasjon.

Funksjoner ved utvalget av radiatorer

Radiatorer, paneler, gulvvarmesystemer, konvektorer osv. Er standardkomponenter for å gi varme i et rom. De vanligste delene av et varmesystem er radiatorer.

Varmeavlederen er en spesiell hul modulær struktur laget av høy varmeavledningslegering. Den er laget av stål, aluminium, støpejern, keramikk og andre legeringer. Prinsippet for drift av en varmelegeme reduseres til stråling av energi fra kjølevæsken inn i rommet gjennom "kronbladene".

En radiator av aluminium og bimetallisk varme har erstattet massive støpejernsradiatorer. Enkel produksjon, høy varmespredning, god konstruksjon og design har gjort dette produktet til et populært og utbredt verktøy for å utstråle varme innendørs.

Det er flere metoder for å beregne radiatorer i et rom. Listen over metoder nedenfor er sortert i rekkefølge for å øke beregningsnøyaktigheten.

Beregningsalternativer:

1. Etter område... N = (S * 100) / C, hvor N er antall seksjoner, S er arealet av rommet (m2), C er varmeoverføringen til en seksjon av radiatoren (W, hentet fra passet eller produktsertifikat), 100 W er mengden varmestrøm, som er nødvendig for oppvarming av 1 m2 (empirisk verdi). Spørsmålet oppstår: hvordan ta hensyn til høyden på taket på rommet?
2. I volum... N = (S * H ​​* 41) / C, hvor N, S, C - på samme måte. H er høyden på rommet, 41 W er mengden varmestrøm som kreves for å varme opp 1 m3 (empirisk verdi).
3. Ved odds... N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C, hvor N, S, C og 100 er like. k1 - tar hensyn til antall kamre i glassenheten til vinduet i rommet, k2 - varmeisolering av veggene, k3 - forholdet mellom vindusarealet og rommet, k4 - den gjennomsnittlige minus temperaturen i den kaldeste vinteruken, k5 - antall yttervegger i rommet (som "går ut" til gaten) k6 - romtype på toppen, k7 - takhøyde.

Dette er den mest nøyaktige måten å beregne antall seksjoner på. Naturligvis blir brøkberegningsresultater alltid avrundet til neste heltall.

Generelle bestemmelser

Enhver enkel beregningsmetode har en ganske stor feil. Fra et praktisk synspunkt er det imidlertid viktig for oss å sørge for tilstrekkelig varmeeffekt. Hvis det viser seg å være mer nødvendig selv på toppen av vinterkulden, så hva?

I en leilighet der oppvarming betales etter område, gjør ikke varmen fra bein vondt; og regulering av gasspjeld og termostatiske temperaturregulatorer er ikke noe veldig sjeldent og utilgjengelig.

Når det gjelder et privat hus og en privat kjele, er prisen på en kilowatt varme kjent for oss, og det ser ut til at overflødig oppvarming vil treffe lommen. I praksis er dette imidlertid ikke tilfelle. Alle moderne gass- og elektriske kjeler for oppvarming av et privat hus er utstyrt med termostater som regulerer varmeoverføring avhengig av temperaturen i rommet.

Termostaten vil forhindre at kjelen kaster bort overflødig varme.

Selv om beregningen av kraften til radiatorer gir en betydelig feil i stor grad, risikerer vi bare kostnadene for noen få ekstra seksjoner.

Forresten: i tillegg til den gjennomsnittlige vintertemperaturen, oppstår ekstrem frost hvert par år.

Det er en mistanke om at de på grunn av globale klimatiske endringer vil skje oftere og oftere, så ikke vær redd for å gjøre en stor feil når du beregner varmeovner.

Hydraulisk beregning av vannforsyning

Selvfølgelig kan "bildet" av å beregne varme for oppvarming ikke være komplett uten å beregne egenskaper som volum og hastighet på varmebæreren. I de fleste tilfeller er kjølevæsken vanlig vann i flytende eller gassformet tilstand.

Det anbefales å beregne det virkelige volumet til varmebæreren gjennom summeringen av alle hulrom i varmesystemet. Når du bruker en enkeltkrets, er dette det beste alternativet. Når du bruker kjeler med to kretser i varmesystemet, er det nødvendig å ta hensyn til forbruket av varmt vann for hygieniske formål og andre husholdningsformål.

Beregningen av volumet av vann oppvarmet av en dobbeltkrets for å gi beboerne varmt vann og oppvarming av kjølevæsken, gjøres ved å oppsummere det interne volumet til varmekretsen og brukernes reelle behov i oppvarmet vann.

Volumet varmt vann i varmesystemet beregnes med formelen:

W = k * Phvor

• W - volumet på varmebæreren;
• P - oppvarming av kjelen;
• k - effektfaktor (antall liter per kraftenhet er 13,5, rekkevidde - 10-15 liter).

Som et resultat ser den endelige formelen slik ut:

W = 13,5 * s

Strømningshastigheten til oppvarmingsmediet er den endelige dynamiske vurderingen av oppvarmingssystemet, som karakteriserer sirkulasjonshastigheten til væsken i systemet.

Denne verdien hjelper til med å estimere typen og diameteren på rørledningen:

V = (0,86 * P * μ) / ∆Thvor

• P - kjelekraft;
• μ - kjeleeffektivitet;
• ∆T - temperaturforskjellen mellom tilførselsvannet og returvannet.

Ved å bruke de ovennevnte metodene for hydraulisk beregning vil det være mulig å oppnå reelle parametere, som er "fundamentet" for det fremtidige varmesystemet.

På valg og termisk beregning av varmeenheter

En rekke spørsmål ble diskutert ved rundebordet, for eksempel etablering av et verifiseringssystem for tekniske systemer for bygninger og konstruksjoner, overholdelse av produsenter, leverandører og butikkjeder med kravene for å beskytte forbrukerrettigheter, obligatorisk testing av oppvarmingsapparater med obligatorisk indikasjon på forholdene for testing av apparater, utvikling av designregler og bruk av oppvarmingsapparater. Under diskusjonen ble det igjen bemerket den utilfredsstillende driften av instrumentene.

I denne forbindelse vil jeg bemerke at den utilfredsstillende driften av varmesystemet kan bedømmes ikke bare av varmeenheter... Årsaken er også mulig i de senkede varmetekniske dataene (i sammenligning med designdataene) til ytterveggene, vinduene, beleggene og i tilførselen av vann til varmesystemet med redusert temperatur. Alt dette bør gjenspeiles i materialene for en omfattende vurdering av varmesystemets tekniske tilstand.

Den faktiske varmeoverføringen til oppvarmingsanordninger kan av forskjellige årsaker være mindre enn den som kreves. For det første er varmeenheter i virkeligheten skilt fra forskjellige typer lokaler med dekorative gjerder, gardiner og møbler. For det andre manglende overholdelse av kravene i reglene for teknisk drift av varmesystemer [1].

Varmespredningen til enheter påvirkes for eksempel av malingens sammensetning og farge. Reduserer varmeoverføring og radiatorer i nisjer.

Metoden for termisk beregning av oppvarmingsapparater, gitt i den velkjente designerens håndbok [2], er for tiden ugyldig av en rekke årsaker.

For tiden velges varmeenheter ofte i henhold til verdien av den nominelle varmestrømmen, det vil si uten å ta hensyn til den komplekse koeffisienten for å bringe den nominelle varmestrømmen til reelle forhold, avhengig av varmesystemet (ettrør eller torør ), temperaturen på kjølevæsken og luften i rommet, hvis verdi som regel er mindre enn 1. Arbeidet presenterer den anbefalte termiske beregningen av moderne enheter [3].

Valget av innretninger består i å bestemme antall seksjoner av en sammenleggbar radiator eller typen av en ikke-sammenleggbar radiator eller konvektor, hvis ytre varmeoverføringsoverflate må sikre overføring av minst den nødvendige varmestrømmen til rommet ( Figur 1).

Beregningen utføres ved temperaturen på kjølevæsken før og etter varmeapparatet (i bolig og offentlige bygninger brukes som regel vann eller ikke-frysende væske), hvor varmeforbruket til rommet Qnom tilsvarer den beregnede varmen underskudd i det, referert til en varmeenhet, til den estimerte utetemperaturen [fire].

Det estimerte antall seksjoner med sammenleggbare radiatorer med tilstrekkelig nøyaktighet kan bestemmes av følgende formel:

Typen og lengden på ikke-separerbare radiatorer og konvektorer bør bestemmes ut fra den betingelsen at deres nominelle varmestrøm Qpom ikke skal være mindre enn den beregnede varmeoverføringen Qopr:

hvor Qopr er den estimerte termiske effekten til varmeren, W; qsecr er den beregnede tettheten for varmestrømmen til en seksjon av enheten, W; Qtr er den totale varmeoverføringen av stigerørene, tilkoblinger, lagt åpent i lokalet, relatert til varmeenheten, W; β er en koeffisient som tar hensyn til installasjonsmetoden, plasseringen av varmeren [2, 3] (når du for eksempel installerer enheten, er den åpen nær ytterveggen β = 1, hvis det er et skjold foran enhetene med spor i den øvre delen β = 1.4, og når de er plassert konvektor i gulvstrukturen, når verdien på koeffisienten 2); β1 - koeffisient med tanke på endringen i varmeoverføring fra radiatoren avhengig av antall seksjoner eller lengden på enheten, β1 = 0,95-1,05; b - koeffisient med tanke på atmosfæretrykk, b = 0,95-1,015; qв og qr - varmeoverføring på 1 m vertikale og horisontale åpent lagt rør [W / m], tatt for ikke-isolerte og isolerte rør i henhold til tabell. 1 [2, 3]; lw og lg - lengde på vertikale og horisontale rør i lokalene, m; qnom og Qnom - den nominelle tettheten for varmestrømmen til en seksjon av en sammenleggbar eller tilsvarende type ikke-sammenleggbar oppvarmingsinnretning, gitt i [3], i anbefalingene fra laboratoriet for oppvarmingsapparater "NIIsantekhniki" (LLC "Vitaterm") og i katalogene til produsenter av enheter, med en forskjell i gjennomsnittstemperaturen på kjølevæsken og romluften Δtav lik 70 ° C, og med en vannstrømningshastighet på 360 kg / t i enheten; Δtav og Gpr - faktisk temperaturforskjell 0,5 (tg + til) - tv og kjølevæskestrøm [kg / t] i enheten; n og p er eksperimentelle numeriske indikatorer som tar hensyn til endringen i enhetens varmeoverføringskoeffisient ved de faktiske verdiene av den gjennomsnittlige temperaturforskjellen og strømningshastigheten til kjølevæsken, samt typen og skjemaet for tilkobling av innretning til rørene til varmesystemet, adoptert i henhold til [3] eller i henhold til anbefalingene fra laboratoriet for oppvarmingsinnretninger "NIIsantekhniki"; tg, to og tв - de beregnede verdiene for kjølevæskens temperaturer før og etter enheten og luften i det gitte rommet, ° C; Kopotn er en kompleks koeffisient for å bringe den nominelle varmestrømmen til reelle forhold.

Når du velger type varmeenhet [4], bør du huske at lengden i bygninger med høye sanitære krav bør være minst 75%, i bolig og andre offentlige bygninger - minst 50% av takvinduet

Den estimerte strømningshastigheten til oppvarmingsmediet som går gjennom varmeren [kg / t] kan bestemmes av formelen:

Verdien av Qpom tilsvarer her varmebelastningen som er tilordnet en varmeenhet (når det er to eller flere av dem i rommet).

Når du velger type varmeenhet [4], bør du huske at lengden i bygninger med økte hygieniske og hygieniske krav (sykehus, førskoleinstitusjoner, skoler, eldre- og funksjonshemmede hjem) skal være minst 75%, i boliger og andre offentlige bygninger - ikke mindre enn 50% av lengden på lysåpningen.

Eksempler på valg av varmeenheter

Eksempel 1. Bestem det nødvendige antall seksjoner av MC-140-M2-radiatoren, installert uten skjerm under vinduskarmen i et 1,5 X 1,5 m-vindu, hvis kjent: varmesystemet er to-rør, vertikalt, rørleggingen er åpen, nominell diametre på vertikale rør (stigerør) i lokalet 20 mm, horisontalt (tilkobling til radiatoren) 15 mm, det beregnede varmeforbruket Qpom i rommet nr. 1 er 1000 W, den beregnede tilførselstemperaturen tg og returvannet til er like til 95 og 70 ° C, er lufttemperaturen i rommet tв = 20 ° C, enheten er koblet sammen med "ovenfra og ned" -skjemaet, lengden på de vertikale lw og horisontale LG rørene er henholdsvis 6 og 3 m . Den nominelle varmestrømmen til en seksjon qnom er 160 W.

Beslutning.

1. Vi finner strømningshastigheten til vann Gpr som går gjennom radiatoren:

Indeksene n og p er henholdsvis 0,3 og 0,02; β = 1,02, β1 = 1 og b = 1.

2. Finn temperaturforskjellen Δtav:

3. Vi finner varmeoverføringen av rør Qtr ved å bruke tabellene over varmeoverføring av åpent lagt vertikale og horisontale rør:

4. Bestem antall seksjoner Npr:

Fire seksjoner bør aksepteres for installasjon. Imidlertid er radiatorlengden på 0,38 m mindre enn halvparten av vindusstørrelsen. Derfor er det mer riktig å installere en konvektor, for eksempel "Santekhprom Auto". Indeksene n og p for konvektoren er tatt med henholdsvis 0,3 og 0,18.

Den beregnede varmeoverføringen til konvektoren Qopr er funnet med formelen:

Vi aksepterer en konvektor "Santekhprom Auto" type KSK20-0.918kA med nominell varmestrøm Qnom = 918 W. Lengden på konvektorhuset er 0,818 m.

Eksempel 2. Bestem det nødvendige antall MC-140-M2 radiatorseksjoner ved den beregnede tilførselsvannstemperaturen tg og returner til lik 85 og 60 ° C. Resten av de opprinnelige dataene er de samme.

Beslutning.

I dette tilfellet: Δtav = 52,5 ° C; varmeoverføring av rør vil være

Seks seksjoner godtas for installasjon. Økningen i det nødvendige antall radiatorseksjoner i det andre eksemplet er forårsaket av en reduksjon i de beregnede strømnings- og returtemperaturene i varmesystemet.

I følge beregninger (eksempel 5) kan en veggkonvektor "Santechprom Super Auto" med en nominell varmestrøm på 3070 W aksepteres for installasjon. Som et eksempel - en konvektor KSK 20-3070k av middels dybde med et vinklet stålventilhus KTK-U1 og med en lukkeseksjon. Konvektorhus lengde 1273 mm, total høyde 419 mm

Radiatorlengden på 0,57 m er mindre enn halvparten av vindusstørrelsen. Derfor bør du installere en radiator med lavere høyde, for eksempel av typen MC-140-300, den nominelle varmestrømmen til en seksjon hvorav qnom er 0,12 kW (120 W).

Vi finner antall seksjoner med følgende formel:

Vi godtar åtte seksjoner for installasjon. Radiatoren er 0,83 m lang, noe som er mer enn halvparten av vindusstørrelsen.

Eksempel 3. Bestem det nødvendige antall seksjoner av MC-140-M2-radiatoren, installert under vinduskarmer uten en skjerm med to vinduer som måler 1,5 X 1,5 m med en vegg, hvis kjent: varmesystemet er to-rør, vertikal, åpen rørlegging , nominelle diametre på vertikale rør i rommet 20 mm, horisontalt (tilkoblinger før og etter radiatoren) 15 mm, det beregnede varmeforbruket i rommet Qpom er 3000 W, de beregnede temperaturene på tilførsel tg og returvann er 95 og 70 ° C, er lufttemperaturen i rommet tв = 20 ° C, tilkoblingen av enheten

i henhold til "ovenfra og ned" -skjemaet er lengden på de vertikale lw- og horisontale lg-rørene henholdsvis 6 og 4 m. Nominell varmestrøm på en seksjon qnom = 0,16 kW (160 W). Beslutning.

1. Bestem strømningshastigheten til vann Gpr som går gjennom to radiatorer:

Indeksene n og p er henholdsvis 0,3 og 0,02; β = 1,02, β1 = 1 og b = 1.

2. Finn temperaturforskjellen Δtav:

3. Vi finner varmeoverføringen av rør Qtr ved å bruke tabellene over varmeoverføring av åpent lagt vertikale og horisontale rør:

4. Bestem totalt antall seksjoner Npr:

Vi vil akseptere to radiatorer med 9 og 10 seksjoner.

Eksempel 4. Bestem det nødvendige antallet MC-140-M2 radiatorseksjoner ved den beregnede tilførselsvannstemperaturen tg, og reverser til, lik 85 og 60 ° C. Resten av de opprinnelige dataene er de samme.

Beslutning.

I dette tilfellet: Δtav = 52,5 ° C; varmeoverføring av rør vil være:

Vi vil akseptere to radiatorer med 12 seksjoner for installasjon.

Eksempel 5. Bestem typen konvektor ved de beregnede tilførselstemperaturene tp og returner til lik 85 og 60 ° C, og det beregnede varmeforbruket til rommet Qpom, lik 2000 W. Resten av de opprinnelige dataene er vist i eksempel 3: n = 0,3, p = 0,18.

I dette tilfellet: Δtav = 52,5 ° C; varmeoverføring av rør vil være:

Deretter

Det er mulig å akseptere en veggmontert konvektor "Santekhprom Super Auto" med en nominell varmestrøm på 3070 W. Konvektor KSK 20-3070k av middels dybde, som et eksempel, med et vinklet stålventilhus KTK-U1 og med en lukkeseksjon. Lengden på konvektorhuset er 1273 mm, den totale høyden er 419 mm.

Det er også mulig å installere en KS20-3030-konvektor produsert av NBBK LLC med en nominell varmestrøm på 3030 W og en foringslengde på 1327 mm.

Eksempel på termisk design

Som et eksempel på varmeberegning er det et vanlig 1-etasjes hus med fire stuer, kjøkken, bad, en "vinterhage" og vaskerom.

Fundamentet er laget av en monolitisk armert betongplate (20 cm), ytterveggene er betong (25 cm) med gips, taket er laget av trebjelker, taket er metall og mineralull (10 cm)

La oss angi de opprinnelige parametrene til huset, som er nødvendige for beregningene.

Bygningens dimensjoner:

• gulvhøyde - 3 m;
• lite vindu på forsiden og baksiden av bygningen 1470 * 1420 mm;
• stort fasadevindu 2080 * 1420 mm;
• inngangsdører 2000 * 900 mm;
• bakdører (utgang til terrasse) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Den totale bredden på bygningen er 9,5 m2, lengden er 16 m2. Bare stuer (4 stk.), Et bad og et kjøkken blir oppvarmet.

For å beregne varmetapet på veggene nøyaktig fra området til ytterveggene, må du trekke området fra alle vinduer og dører - dette er en helt annen type materiale med sin egen termiske motstand

Vi starter med å beregne områdene av homogene materialer:

• gulvareal - 152 m2;
• takareal - 180 m2, med tanke på lofthøyde på 1,3 m og rullebredde - 4 m;
• vindusareal - 3 * 1,47 * 1,42 + 2,08 * 1,42 = 9,22 m2;
• dørareal - 2 * 0,9 + 2 * 2 * 1,4 = 7,4 m2.

Arealet til ytterveggene vil være 51 * 3-9.22-7.4 = 136.38 m2.

La oss gå videre til å beregne varmetap for hvert materiale:

• Qpol = S * ∆T * k / d = 152 * 20 * 0,2 / 1,7 = 357,65 W;
• Qroof = 180 * 40 * 0,1 / 0,05 = 14400 W;
• Qvindu = 9,22 * 40 * 0,36 / 0,5 = 265,54 W;
• Qdoor = 7,4 * 40 * 0,15 / 0,75 = 59,2 W;

Og også Qwall tilsvarer 136,38 * 40 * 0,25 / 0,3 = 4546. Summen av alle varmetap vil være 19628,4 W.

Som et resultat beregner vi kjeleeffekten: Р-kjele = 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 kW.

Vi vil beregne antall radiatordeler for et av rommene. For alle andre er beregningene de samme. For eksempel er et hjørnerom (venstre, nederste hjørne av diagrammet) 10,4 m2.

Derfor er 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.

Dette rommet krever 9 seksjoner av en radiator med en varmeeffekt på 180 W.

Vi fortsetter å beregne mengden kjølevæske i systemet - W = 13,5 * P = 13,5 * 21 = 283,5 liter. Dette betyr at hastigheten på kjølevæsken vil være: V = (0,86 * P * μ) / ∆T = (0,86 * 21000 * 0,9) /20=812,7 liter.

Som et resultat vil en total omsetning av hele volumet av kjølevæsken i systemet tilsvarer 2,87 ganger i timen.

Et utvalg av artikler om termisk beregning vil bidra til å bestemme de nøyaktige parametrene til elementene i varmesystemet:

1. Beregning av varmesystemet til et privat hus: regler og beregningseksempler
2. Termisk beregning av en bygning: detaljer og formler for å utføre beregninger + praktiske eksempler

Beregning av en finnet radiator som et element i en varmeveksler med tvungen konveksjon.

En teknikk presenteres ved hjelp av eksemplet fra en Intel Pentium4 Willamette 1,9 GHz-prosessor og en B66-1A-kjøler produsert av ADDA Corporation, som beskriver prosedyren for beregning av finned radiatorer designet for å avkjøle varmegenererende elementer av elektronisk utstyr med tvungen konveksjon og flat termiske kontaktflater med en effekt på opptil 100 W. Teknikken muliggjør praktisk beregning av moderne høyytelses små enheter for varmefjerning og bruker dem på hele spekteret av radioelektroniske enheter som trenger kjøling.

Parametere angitt i de opprinnelige dataene:

P

= 67 W, kraften avledet av det avkjølte elementet;

qmed

= 296 ° K, temperaturen på mediet (luft) i grader Kelvin;

qfør

= 348 ° K, den begrensende temperaturen til krystallet;

qR

= nn ° K, gjennomsnittstemperaturen på kjøleribasen (beregnet under beregningen);

H

= 3 10-2 m, høyde på radiatorfinnen i meter;

d

= 0,8 10-3 m, ribbetykkelse i meter;

b

= 1,5 10-3 m, avstanden mellom ribbenene;

lm

= 380 W / (m ° K), varmeledningskoeffisienten til radiatormaterialet;

L

= 8,3 10-2 m, størrelsen på radiatoren langs kanten i meter;

B

= 6,9 10-2 m, størrelsen på radiatoren over finnene;

MEN

= 8 10-3 m, tykkelsen på radiatorbasen;

V

³ 2 m / s, lufthastighet i radiatorkanalene;

Z

= 27, antall radiatorfinner;

uR

= nn K, overopphetingstemperaturen til kjøleribasen, beregnes under beregningen;

eR

= 0,7, graden av svarthet til radiatoren.

Det antas at varmekilden er plassert i midten av radiatoren.

Alle lineære dimensjoner måles i meter, temperatur i Kelvin, effekt i watt og tid i sekunder.

Utformingen av radiatoren og parametrene som kreves for beregninger er vist i figur 1.

Bilde 1.

Beregningsprosedyre.

1. Bestem det totale tverrsnittsarealet til kanalene mellom ribbenene med formelen:

Sк = (Z - 1) · b · H [1]

For aksepterte innledende data - Sk = (Z - 1) b H = (27-1) 1,5 10-3 3 10-2 = 1,1 10-3 m2

For en sentral installasjon av viften går luftstrømmen ut gjennom de to endeflatene, og tverrsnittsarealet til kanalene dobler til 2,2 10-3 m2.

2. Vi setter to verdier for temperaturen til bunnen av radiatoren og utfører beregningen for hver verdi:

qр = {353 (+ 80 ° С) og 313 (+ 40 ° С)}

Herfra bestemmes overopphetingstemperaturen til radiatorbasen. uR

angående miljøet.

uр = qр - qс [2]

For det første punktet, uр = 57 ° K, for det andre, uр = 17 ° K.

3. Bestem temperaturen q

kreves for å beregne Nusselt (Nu) og Reynolds (Re) kriteriene:

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

Hvor: qmed
–
omgivelsestemperatur, miljø,

V

- lufthastighet i kanalene mellom ribbenene, i m / s;

Stil

- det totale tverrsnittsarealet av kanalene mellom ribbenene, i m2;

r

- lufttetthet ved temperatur
q
Ons, i kg / m3,

q

cf = 0,5 (
qp +qmed)
;

CR

- varmekapasitet av luft ved temperatur
q
Ons, i J / (kg x ° K);

P

- kraften som ledes av radiatoren.

For aksepterte initialdata - 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)

* Verdien for en gitt finnradiator med sentral vifteinstallasjon, V

fra beregninger 1,5 - 2,5 m / sek (se vedlegg 2), fra publikasjoner [L.3] ca 2 m / sek. For korte, ekspanderende kanaler, som Golden Orb-kjøler, kan kjølehastigheten nå 5 m / s.

4. Bestem verdiene til Reynolds og Nusselt-kriteriene som kreves for å beregne varmeoverføringskoeffisienten til radiatorfinnene:

Re = V · L / n [4]

Hvor: n

- koeffisient for kinematisk viskositet av luft ved
qmed,m2/med
fra vedlegg 1, tabell 1.

For de aksepterte innledende dataene - Re = VL / n = 2 8,3 10-2 / 15,8 10-6 = 1,05 104

Nu = 0,032 Re 0,8 [5]

For de aksepterte initialdataene - Nu = 0,032 Re 0,8 = 0,032 (2,62 104) 0,8 = 52,8

5. Bestem koeffisienten for konvektiv varmeoverføring av radiatorfinnene:

entil
=Nu·lpå/
L W / (m
2
K) [6]

Hvor, l

- koeffisient for varmeledningsevne for luft (W / (m deg)), ved
qmed
fra vedlegg 1, tabell 1.

For de aksepterte initialdataene - ak = Nu · lv / L = 52,8 · 2,72 10-2 / 8,3 10-2 = 17,3

6. Bestem hjelpekoeffisientene:

m = (2 · ak / lm · d) 1/2 [7]

vi bestemmer verdien av mh og tangensen til den hyperbolske th (mh).

For de aksepterte startdataene - m = (2 ak / lm d) 1/2 = (2 17,3 / (380 0,8 10-3)) 1/2 = 10,6

For de aksepterte initialdataene - m · H = 10,6 · 3 10-2 = 0,32; th (m H) = 0,31

7. Bestem hvor mye varme som avgis av konveksjon fra radiatorfinnene:

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

Hvor: Z

- antall ribber;

lm

= koeffisienten for varmeledningsevnen til radiatormetallet, W / (m
·
° K);

m

- se formel 7;

SR

- tverrsnitt av radiatorfinnen, m2,

Sр = L · d [9]

uR

- overopphetingstemperatur på radiatorbasen.

Sp = L d = 8,3 10-2 0,8 10-3 = 6,6 10-5 m2

Prk = Z · lm · m · Sр · ur · th (m · H) = 27 · 380 · 10,6 · 6,6 10-5 · 57 · 0,31 = 127 W.

8. Bestem gjennomsnittstemperaturen til radiatorfinnen:

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

Hvor: ch
(mH)
- cosinus er hyperbolsk.

For de aksepterte initialdataene - qср = (qр / 2) [1 + 1 / lm (m · H)] = (353/2) [1 + 1 / 1.05] = 344 ° K (71 ° С)

* Størrelsen på tangens og cosinus av hyperbolsk beregnes på en ingeniørkalkulator ved sekvensielt å utføre "hyp" og "tg" eller "cos" operasjoner.

9. Bestem varmeoverføringskoeffisienten:

al = eр · f (qср, qс) · j [11]

f (qср, qс) = 0,23 [5 10-3 (qср + qс)] 3

For de aksepterte initialdataene - f (qcr, qc) = 0,23 [5 10-3 (qcr + qc)] 3 = 0,23 [5 10-3 (335 + 296)] 3 = 7,54

Bestrålingskoeffisient:

j = b / (b + 2t)

j = b / (b + 2H) = 1,5 10-3 / (1,5 10-3 + 3 10-2) = 0,048

al = eрf (qav, qc) j = 0,7 x 7,54 x 0,048 = 0,25 W / m2 K

10. Bestem overflatearealet til den utstrålende varmestrømmen:

Sl = 2 L [(Z -1) · (b + d) + d] +2 H · L · Z (m2) [12]

For aksepterte initialdata - Sl = 2 L [(Z -1) · (b + d) + d] +2 H · L · Z = 0,1445 m2

11. Bestem mengden varme som avgis gjennom stråling:

Pl = al · Sl (qav - qc) [13]

For de aksepterte innledende dataene - Pl = alSl (qav - qc) = 0,25 0,1445 (344 - 296) = 1,73 W

12. Den totale mengden varme gitt av radiatoren ved en gitt radiatortemperatur qр = 353K:

P = Prk + Pl [14]

For de aksepterte startdataene - P = Prk + Pl = 127 + 1,73 = 128,7 W.

13. Vi gjentar beregningene for kjøleribstemperaturen q

p = 313K, og vi plotter den termiske karakteristikken til den beregnede radiatoren på to punkter. For dette punktet er P = 38W. Her representerer den vertikale aksen mengden varme gitt av radiatoren.
PR
, og den horisontale temperaturen til radiatoren er
qR
.

Bilde 2

Fra den resulterende grafen bestemmer vi for en gitt effekt på 67W, qR

= 328 ° K eller 55 ° C.

14. I henhold til varmekarakteristikken til radiatoren, bestemmer vi at ved en gitt effekt PR

= 67W, kjøleribstemperatur
qR
= 328,5 ° C. Radiatorens overopphetingstemperatur
uR
kan bestemmes av formel 2.

Det er lik uр = qр - qс = 328-296 = 32 ° K.

15. Bestem temperaturen på krystallet og sammenlign den med grenseverdien som produsenten har satt

qtil
=q
p + P (
r
pc +
r
pr) ° K = 328 + 67 (0,003 + 0,1) = 335 (62 ° C), [15]

Hvor:

qR
–
temperaturen på radiatorens bunn for et gitt designpunkt,

R

- resultatet av beregningen i henhold til formel 14,

r

pc - termisk motstand av prosessorkassen - krystall, for denne varmekilden er 0,003 K / W

r

pr er den termiske motstanden til case-radiatoren, for en gitt varmekilde er den 0,1K / W (med varmeledende pasta).

Det oppnådde resultatet er under den maksimale temperaturen som er bestemt av produsenten, og er nær dataene [L.2] (ca. 57 ° C). I dette tilfellet er temperaturen for overoppheting av krystallet i forhold til omgivelsesluften i beregningene ovenfor 32 ° C, og i [L.2] 34 ° C.

Generelt sett er den termiske motstanden mellom to flate overflater når du bruker lodd, lim og lim:

r =

d
til
lk-1
·
Scont
-1
[16]

Hvor: d

k er tykkelsen på gapet mellom radiatoren og saken til den avkjølte enheten fylt med varmeledende materiale i m,

ltil

- varmeledende koeffisient for et varmeledende materiale i gapet W / (m K),

Sforts

Er arealet av kontaktflaten i m2.

Den omtrentlige verdien av rcr med tilstrekkelig stramming og uten pakninger og smøremidler er

rcr = 2.2 / Scont

Ved bruk av pasta synker den termiske motstanden med ca. 2 ganger.

16. Sammenlign qtil

med
qfør
, vi mottok en radiator som ga
qtil
= 325 ° K, mindre
qfør=
348 ° K, - den gitte radiatoren gir enhetens termiske modus en margin.

17. Bestem den termiske motstanden til den beregnede kjøleribben:

r =

u
R
/ P (° K / W) [17]

r = uр / P (° / W) = 32/67 = 0,47 ° / W

Funn:

Den beregnede varmeveksleren gir varmeeffekt på 67W ved en omgivelsestemperatur på opptil 23 ° C, mens krystalltemperaturen på 325 ° K (62 ° C) ikke overstiger 348 ° K (75 ° C) tillatt for denne prosessoren.

Bruken av en spesiell overflatebehandling for å øke effekten av termisk kraft gjennom stråling ved temperaturer opp til 50 ° C viste seg å være ineffektiv og kan ikke anbefales, fordi betaler ikke kostnadene.

Jeg vil at dette materialet skal hjelpe deg med ikke bare å beregne og produsere en moderne liten, høyeffektiv varmeveksler, som ligner på de som er mye brukt i datateknologi, men også kompetent ta beslutninger om bruk av slike enheter i forhold til dine oppgaver .

Konstanter for beregning av varmeveksleren.

Tabell 1

Verdiene til konstantene for mellomtemperaturer, i en første tilnærming, kan oppnås ved å tegne grafene over funksjonene for temperaturene som er angitt i den første kolonnen.

Vedlegg 2.

Beregning av hastigheten på luftkjøling av radiatoren.

Kjølevæskens bevegelseshastighet under tvungen konveksjon i gasser:

V = Gv / Sк

Hvor: Gv er kjølevæskens volumstrøm, (for en 70x70 vifte, Sp = 30 cm2, 7 kniver, Rem = 2,3 W, w = 3500 o / min, Gv = 0,6-0,8 m3 / min. Eller faktisk 0, 2 -0,3 eller V = 2m / sek),

Sк - kanal tverrsnittsareal fritt for passasje.

Med tanke på at strømningsområdet til viften er 30 cm2, og arealet til radiatorkanalene er 22 cm2, bestemmes luftens blåsehastighet å være lavere og vil være lik:

V = Gv / S = 0,3 m3

/ min / 2.2 10
-3
m
2
= 136 m / min = 2,2 m / s.

For beregninger tar vi 2 m / s.

Litteratur:

1. Håndbok til CEA-designeren, red. Av RG Varlamov, M, sovjetisk radio, 1972;
2. REA designerhåndbok, under redaksjon av RG Varlamov, M, sovjetisk radio, 1980;
3. https://www.ixbt.com/cpu/, Coolers for Socket 478, Spring-Summer 2002, Vitaly Krinitsin

   , Publisert - 29. juli 2002;

4. https://www.ixbt.com/cpu/, Måle lufthastigheter bak kjølevifter og kjølere, Alexander Tsikulin, Alexey Rameykin, Publisert - 30. august 2002.

utarbeidet i 2003 basert på materialer L.1 og 2

Sorokin A.D.

Denne teknikken kan lastes ned i PDF-format her.

Nøyaktig beregning av varmeeffekten

For dette brukes korreksjonsfaktorer:

• K1 avhenger av typen vinduer. To-kammer dobbeltvinduer tilsvarer 1, vanlig glass - 1,27, tre-kammer vindu - 0,85;
• K2 viser graden av varmeisolasjon av veggene. Det er i området fra 1 (skumbetong) til 1,5 for betongblokker og mur i 1,5 murstein;
• K3 gjenspeiler forholdet mellom vinduene og gulvet. Jo flere vindusrammer det er, jo større er varmetapet. Ved 20% glass er koeffisienten 1, og ved 50% øker den til 1,5;
• K4 avhenger av minimumstemperaturen utenfor bygningen i fyringssesongen. En temperatur på -20 ° C blir tatt som en enhet, og deretter tilsettes eller trekkes 0,1 for hver 5. grad;
• K5 tar hensyn til antall yttervegger. Koeffisienten for en vegg er 1, hvis det er to eller tre, så er den 1,2, når fire - 1,33;
• K6 gjenspeiler typen rom som ligger over et bestemt rom. Hvis det er et boliggulv på toppen, er korreksjonsverdien 0,82, et varmt loft - 0,91, et kaldt loft - 1,0;
• K7 - avhenger av takhøyden. For en høyde på 2,5 meter er dette 1,0, og for 3 meter - 1,05.

Når alle korreksjonsfaktorene er kjent, beregnes varmesystemets kraft for hvert rom med formelen:

Termisk beregning av et rom og en bygning som helhet, formel for varmetap

Termisk beregning

Så før du beregner varmesystemet for ditt eget hjem, må du finne ut noen data som er knyttet til selve bygningen.

Fra husets prosjekt vil du lære dimensjonene til de oppvarmede lokalene - høyden på veggene, området, antall vindu- og døråpninger, samt dimensjonene. Hvordan huset ligger i forhold til kardinalpunktene. Vær oppmerksom på de gjennomsnittlige vintertemperaturene i ditt område. Hvilket materiale er selve bygningen konstruert av?

Spesiell oppmerksomhet mot yttervegger. Sørg for å bestemme komponentene fra gulvet til bakken, som inkluderer fundamentet til bygningen. Det samme gjelder toppelementene, dvs. tak, tak og plater.

Det er disse parametrene i strukturen som lar deg fortsette til den hydrauliske beregningen. La oss innse det, all informasjonen ovenfor er tilgjengelig, så det bør ikke være noen problemer med å samle den inn.

Omfattende varmebelastningsberegning

I tillegg til den teoretiske løsningen på problemer knyttet til termisk belastning, utføres en rekke praktiske tiltak under utformingen. Omfattende varmetekniske undersøkelser inkluderer termografi av alle bygningskonstruksjoner, inkludert tak, vegger, dører, vinduer. Takket være dette arbeidet er det mulig å bestemme og registrere forskjellige faktorer som påvirker varmetapet til et hus eller en industribygning.

Varmeundersøkelser gir de mest pålitelige dataene om varmebelastning og varmetap for en bestemt bygning over en viss periode. Praktiske tiltak gjør det mulig å tydelig demonstrere hva teoretiske beregninger ikke kan vise - problemområder i den fremtidige strukturen.

Fra alt det ovennevnte kan vi konkludere med at beregningene av varmebelastninger for varmtvannsforsyning, oppvarming og ventilasjon, i likhet med den hydrauliske beregningen av varmesystemet, er veldig viktige, og de bør absolutt utføres før arrangementet av varmeforsyningssystemet i ditt eget hus eller på et anlegg for et annet formål. Når tilnærmingen til arbeidet er gjort riktig, vil den problemfrie funksjonen til oppvarmingsstrukturen være sikret og uten ekstra kostnad.

Videoeksempel på beregning av varmebelastningen på bygningens varmesystem: