Cebri konveksiyonlu bir ısı eşanjörünün bir elemanı olarak kanatlı bir radyatörün hesaplanması

Bir ısıtma sisteminin tasarımı ve termal hesaplaması, bir evin ısıtılmasının düzenlenmesinde zorunlu bir aşamadır. Hesaplama faaliyetlerinin ana görevi, kazanın ve radyatör sisteminin optimum parametrelerini belirlemektir.

Katılıyorum, ilk bakışta sadece bir mühendis bir ısı mühendisliği hesaplaması yapabilir gibi görünebilir. Ancak, her şey o kadar karmaşık değil. Eylemlerin algoritmasını bilmek, gerekli hesaplamaları bağımsız olarak gerçekleştirecektir.

Makale, hesaplama prosedürünü ayrıntılı olarak açıklar ve gerekli tüm formülleri sağlar. Daha iyi bir anlayış için, özel bir ev için bir termal hesaplama örneği hazırladık.

Tesislerin sıcaklık rejimlerinin normları

Sistemin parametrelerinin herhangi bir hesaplamasını yapmadan önce, en azından, beklenen sonuçların sırasını bilmek ve formüllerde ikame edilmesi gereken bazı tablo değerlerinin mevcut standartlaştırılmış özelliklerine sahip olmak gerekir. ya da onlar tarafından yönlendirileceksiniz.

Bu tür sabitlerle parametrelerin hesaplamalarını yaptıktan sonra, sistemin aranan dinamik veya sabit parametresinin güvenilirliğinden emin olunabilir.

Çeşitli amaçlara yönelik tesisler için, mesken ve mesken dışı tesislerin sıcaklık rejimleri için referans standartlar vardır. Bu normlar, sözde GOST'lerde yer almaktadır.

Bir ısıtma sistemi için bu genel parametrelerden biri, mevsim ve ortam koşullarından bağımsız olarak sabit olması gereken oda sıcaklığıdır.

Sıhhi standartlar ve kurallar yönetmeliğine göre yaz ve kış mevsimlerine göre sıcaklık farklılıkları vardır. Klima sistemi, yaz mevsiminde odanın sıcaklık rejiminden sorumludur, hesaplama prensibi bu makalede ayrıntılı olarak açıklanmıştır.

Ancak kışın oda sıcaklığı ısıtma sistemi ile sağlanmaktadır. Bu nedenle, kış mevsimi için sıcaklık aralıkları ve sapmalara karşı toleransları ile ilgileniyoruz.

Çoğu düzenleyici belge, bir kişinin bir odada rahat olmasını sağlayan aşağıdaki sıcaklık aralıklarını şart koşar.

100 m2'ye kadar alana sahip ofis tipi konut dışı binalar için:

• 22-24 ° C - optimum hava sıcaklığı;
• 1 ° C - izin verilen dalgalanma.

100 m2'den fazla alana sahip ofis tipi binalar için sıcaklık 21-23 ° C'dir. Endüstriyel tipte konut dışı tesisler için, sıcaklık aralıkları, tesislerin amacına ve belirlenmiş işçi koruma standartlarına bağlı olarak büyük ölçüde farklılık gösterir.

Her kişinin kendi konforlu oda sıcaklığı vardır. Birisi odanın çok sıcak olmasını sever, oda serin olduğunda birisi rahattır - bunların hepsi oldukça bireyseldir

Konut binalarına gelince: apartmanlar, özel evler, mülkler vb. Sakinlerin isteklerine bağlı olarak ayarlanabilen belirli sıcaklık aralıkları vardır.

Yine de, bir apartman dairesi ve bir evin belirli binaları için elimizde:

• 20-22 ° C - çocuk odası dahil oturma odası, tolerans ± 2 ° С -
• 19-21 ° C - mutfak, tuvalet, tolerans ± 2 ° С;
• 24-26 ° C - banyo, duş, yüzme havuzu, tolerans ± 1 ° С;
• 16-18 ° C - koridorlar, koridorlar, merdivenler, depolar, tolerans + 3 ° С

Odadaki sıcaklığı etkileyen ve ısıtma sistemini hesaplarken odaklanmanız gereken birkaç temel parametre daha olduğuna dikkat etmek önemlidir: nem (% 40-60), havadaki oksijen ve karbondioksit konsantrasyonu (250: 1), hava kütlesinin hareket hızı (0.13-0.25 m / s), vb.

Isı eşanjörlerinin hesaplanmasında ısı transfer mekanizmaları

Isı transferi, üç ana tip ısı transferi yoluyla gerçekleştirilir. Bunlar konveksiyon, ısı iletimi ve radyasyondur.

Isı iletim mekanizmasının prensiplerine göre ilerleyen ısı değişim süreçlerinde, ısı transferi moleküllerin ve atomların elastik titreşimlerinin enerjisinin transferi olarak gerçekleşir. Bu enerji azalan yönde bir atomdan diğerine aktarılır.

Isıl iletkenlik ilkesine göre ısı transferinin parametrelerini hesaplarken, Fourier yasası kullanılır:

Isı miktarını hesaplamak için, akışın geçiş süresi, yüzey alanı, sıcaklık gradyanı ve ayrıca ısıl iletkenlik katsayısı hakkındaki veriler kullanılır. Sıcaklık gradyanı, bir birim uzunluk için ısı transferi yönündeki değişim olarak anlaşılır.

Isıl iletkenlik katsayısı, ısı transfer hızı, yani birim zamanda bir birim yüzeyden geçen ısı miktarı olarak anlaşılır.

Herhangi bir termal hesaplama, metallerin en yüksek termal iletkenlik katsayısına sahip olduğunu dikkate alır. Çeşitli katılar çok daha düşük bir orana sahiptir. Ve sıvılar için bu rakam, kural olarak, katıların herhangi birinden daha düşüktür.

Bir ortamdan diğerine ısı transferinin duvardan geçtiği ısı eşanjörlerini hesaplarken, aktarılan ısı miktarı hakkında veri elde etmek için Fourier denklemi de kullanılır. Sonsuz küçük kalınlığa sahip bir düzlemden geçen ısı miktarı olarak hesaplanır:

Sıcaklık değişimlerinin göstergelerini duvar kalınlığı boyunca entegre edersek,

Buradan yola çıkarak duvarın içindeki sıcaklığın düz bir çizgi kanununa göre düştüğü ortaya çıkıyor.

Konveksiyonla ısı transfer mekanizması: hesaplamalar

Diğer bir ısı transfer mekanizması konveksiyondur. Bu, karşılıklı hareketleri yoluyla ortamın hacimlerine göre ısı transferidir. Bu durumda, ısının ortamdan duvara ve tam tersi duvardan çalışma ortamına aktarılmasına ısı transferi denir. Aktarılan ısı miktarını belirlemek için Newton yasası kullanılır.

Bu formülde a ısı transfer katsayısıdır. Çalışma ortamının türbülanslı hareketi ile bu katsayı birçok ek miktara bağlıdır:

• sıvının fiziksel parametreleri, özellikle ısı kapasitesi, termal iletkenlik, yoğunluk, viskozite;
• ısı transfer yüzeyinin bir gaz veya sıvı ile yıkanması için koşullar, özellikle sıvının hızı, yönü;
• akışı sınırlayan uzamsal koşullar (uzunluk, çap, yüzey şekli, pürüzlülüğü).

Sonuç olarak, ısı transfer katsayısı, formülde gösterilen birçok miktarın bir fonksiyonudur.

Boyutsal analiz yöntemi, düzgün, düz ve uzun borulardaki türbülanslı akışla ısı transferini karakterize eden benzerlik kriterleri arasında işlevsel bir ilişki türetmeye izin verir.

Bu, formül kullanılarak hesaplanır.

Isı eşanjörlerinin hesaplanmasında ısı transfer katsayısı

Kimyasal teknolojide, genellikle iki akışkan arasında bir bölme duvarı aracılığıyla termal enerji alışverişi durumları vardır. Isı değişim süreci üç aşamadan geçer. Kararlı durum süreci için ısı akışı değişmeden kalır.

İlk çalışma ortamından duvara, daha sonra ısı transfer yüzeyinin duvarından ve ardından duvardan ikinci çalışma ortamına geçen ısı akısının hesaplanması yapılır.

Buna göre, hesaplamalar için üç formül kullanılır:

Denklemlerin ortak çözümü sonucunda elde ederiz

Miktar

ve ısı transfer katsayısı var.

Ortalama sıcaklık farkının hesaplanması

Isı dengesi kullanılarak gerekli ısı miktarı belirlendiğinde, ısı değişim yüzeyini (F) hesaplamak gerekir.

Gerekli ısı değişim yüzeyini hesaplarken, önceki hesaplamalarda olduğu gibi aynı denklem kullanılır:

Çoğu durumda, ısı değişim süreçleri sırasında çalışma ortamının sıcaklığı değişecektir. Bu, sıcaklık farkının ısı değişim yüzeyi boyunca değişeceği anlamına gelir. Bu nedenle ortalama sıcaklık farkı hesaplanır.Ve sıcaklık değişiminin doğrusal olmaması nedeniyle logaritmik fark hesaplanır. Düz geçişli akışın aksine, çalışma ortamının ters akışıyla, ısı değişim yüzeyinin gerekli alanı daha az olmalıdır. Aynı ısı değiştirici strokunda hem doğrudan akış hem de karşı akım akışları kullanılıyorsa, sıcaklık farkı orana göre belirlenir.

Evdeki ısı kaybının hesaplanması

Termodinamiğin ikinci yasasına (okul fiziği) göre, daha az ısınan mini veya makro nesnelere kendiliğinden enerji transferi yoktur. Bu yasanın özel bir durumu, iki termodinamik sistem arasında bir sıcaklık dengesi yaratma "çabası" dır.

Örneğin ilk sistem -20 ° C sıcaklıkta bir ortam, ikinci sistem iç sıcaklığı + 20 ° C olan bir binadır. Yukarıdaki yasaya göre, bu iki sistem enerji alışverişi yoluyla dengelenmeye çalışacaktır. Bu, ikinci sistemden ısı kayıpları ve ilk sistemdeki soğutma yardımı ile gerçekleşecektir.

Kesin olarak, ortam sıcaklığının özel evin bulunduğu enleme bağlı olduğunu söyleyebiliriz. Ve sıcaklık farkı binadan kaçan ısı miktarını etkiler (+)

Isı kaybı, bir nesneden (ev, apartman) istem dışı ısı (enerji) salınımı anlamına gelir. Sıradan bir apartman dairesi için, daire binanın içinde yer aldığından ve diğer dairelere "bitişik" olduğundan, bu süreç özel bir eve kıyasla çok "fark edilir" değildir.

Özel bir evde ısı, dış duvarlardan, zeminden, çatıdan, pencerelerden ve kapılardan bir dereceye kadar “kaçar”.

En olumsuz hava koşulları için ısı kaybı miktarını ve bu koşulların özelliklerini bilerek, ısıtma sisteminin gücünü yüksek doğrulukla hesaplamak mümkündür.

Bu nedenle, binadan kaynaklanan ısı sızıntılarının hacmi aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

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

Qi - bina zarfının tek tip görünümünden kaynaklanan ısı kaybı hacmi.

Formülün her bileşeni aşağıdaki formülle hesaplanır:

Q = S * ∆T / Rnerede

• Q - termal sızıntılar, V;
• S - belirli bir yapı türünün alanı, sq. m;
• ∆T - ortam ve iç hava arasındaki sıcaklık farkı, ° C;
• R - belirli bir yapının ısıl direnci, m2 * ° C / W.

Gerçekte mevcut malzemeler için termal direncin çok değerinin yardımcı tablolardan alınması tavsiye edilir.

Ek olarak, aşağıdaki oran kullanılarak ısıl direnç elde edilebilir:

R = d / knerede

• R - termal direnç, (m2 * K) / W;
• k - malzemenin ısıl iletkenlik katsayısı, W / (m2 * K);
• d Bu malzemenin kalınlığı m.

Nemli çatı yapısına sahip eski evlerde, binanın tepesinden, yani çatıdan ve çatı katından ısı sızıntısı meydana gelir. Tavanı ısıtmak veya tavan çatısının ısı yalıtımı için önlemler almak bu sorunu çözer.

Tavan aralığını ve çatıyı yalıtırsanız, evdeki toplam ısı kaybı önemli ölçüde azaltılabilir.

Evdeki yapılardaki çatlaklar, havalandırma sistemi, mutfak davlumbazı, açılan pencereler ve kapılar nedeniyle başka birkaç tür ısı kaybı vardır. Ancak, toplam ana ısı sızıntısı sayısının% 5'inden fazlasını oluşturmadıkları için hacimlerini hesaba katmanın bir anlamı yoktur.

Isıtma ağının termal görüntüleme incelemesi

Isıtma ağlarındaki ısı kayıplarının hesaplanması bir termal görüntüleme araştırması ile desteklenmiştir.

Bir ısıtma ağının termal görüntüleme incelemesi, boru hatlarındaki yerel kusurları tespit etmeye ve daha sonra onarım veya değiştirme için ısı yalıtımına yardımcı olur.

Isı taşıyıcılı boru hatlarının ısı yalıtımı zarar görür. Açık alanlarda maksimum sıcaklık 59,3 ° C idi.

Bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası. Açık alanlarda maksimum sıcaklık 54,5 ° C idi.

Bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası. Açık alanlarda maksimum sıcaklık 56,2 ° C idi.

Isı taşıyıcılı boru hatlarının ısı yalıtımı zarar görür.Açık alanlarda maksimum sıcaklık 66,3 ° C idi.

İzolasyonsuz açık boru hatları bölümleri.

İzolasyonsuz açık boru hatları bölümleri.

Bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası.

Bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası. Açık alanlarda maksimum sıcaklık 62,5 ° C idi.

Bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası. Açık alanlarda maksimum sıcaklık 63,2 ° C idi.

Bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası. Açık alanlarda maksimum sıcaklık 63,8 ° C idi.

Bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası. Açık alanlarda maksimum sıcaklık 66,5 ° C idi.

Bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası. Açık alanlarda maksimum sıcaklık 63,5 ° C idi.

Bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası. Açık alanlarda maksimum sıcaklık 69,5 ° C idi.

Bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası. Açık alanlarda maksimum sıcaklık 62,2 ° C idi.

Bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası. Açık alanlarda maksimum sıcaklık 52.0 ° C idi.

İzolasyonsuz açık boru hatları bölümleri. Açık alanlarda maksimum sıcaklık 62,4 ° C idi.

Çevre etkisi altında bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası.

Su temini sistemleri araştırması hakkında bilgi edinin.

Çevre etkisi altında bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası.

Bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası. Açık alanlarda maksimum sıcaklık 67.6 ° C idi.

Bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası. Açık alanlarda maksimum sıcaklık 58,8 ° C idi.

Çevre etkisi altında bir soğutucu ile boru hatlarının ısı yalıtımının kısmen imhası.

Kazan gücünün belirlenmesi

Ortam ile evin içindeki sıcaklık arasındaki sıcaklık farkını korumak için, özel bir evin her odasında istenen sıcaklığı koruyan bağımsız bir ısıtma sistemine ihtiyaç vardır.

Isıtma sisteminin temeli farklı kazan türleridir: sıvı veya katı yakıt, elektrik veya gaz.

Kazan, ısı üreten ısıtma sisteminin merkezi ünitesidir. Kazanın temel özelliği gücü, yani zaman birimi başına ısı miktarının dönüşüm oranıdır.

Isıtma için ısı yükünün hesaplamalarını yaptıktan sonra, kazanın gerekli anma gücünü elde edeceğiz.

Sıradan bir çok odalı daire için, kazan gücü alan ve belirli güç üzerinden hesaplanır:

Rboiler = (Sroom * Rudelnaya) / 10nerede

• S odaları- ısıtmalı odanın toplam alanı;
• Rudellnaya- iklim koşullarına göre güç yoğunluğu.

Ancak bu formül, özel bir evde yeterli olan ısı kayıplarını hesaba katmaz.

Bu parametreyi dikkate alan başka bir ilişki daha var:

Рboiler = (Qloss * S) / 100nerede

• Rkotla- kazan gücü;
• Qloss- ısı kaybı;
• S - ısıtmalı alan.

Kazanın anma gücü artırılmalıdır. Kazanı banyo ve mutfak için su ısıtmak için kullanmayı planlıyorsanız, stok gereklidir.

Özel evler için çoğu ısıtma sisteminde, bir soğutma sıvısının depolanacağı bir genleşme tankı kullanılması tavsiye edilir. Her özel evin sıcak su kaynağına ihtiyacı vardır

Kazanın güç rezervini sağlamak için son formüle K güvenlik katsayısı eklenmelidir:

Рboiler = (Qloss * S * K) / 100nerede

KİME - 1,25'e eşit olacak, yani tahmini kazan gücü% 25 artacaktır.

Böylece, kazanın gücü, bina odalarında standart hava sıcaklığını korumanın yanı sıra evde ilk ve ek bir sıcak su hacmine sahip olmayı mümkün kılar.

Isıtma ağının kısa açıklaması

Isı yüklerini karşılamak için ana yakıtı doğalgaz olan bir üretim ve ısıtma kazan dairesi kullanılmaktadır.

Kazan dairesi oluşturur

• teknolojik ihtiyaçlar için buhar - yıl boyunca
• ısıtma ihtiyaçları için sıcak su - ısıtma mevsiminde ve
• sıcak su temini - tüm yıl boyunca.
• Proje, ısıtma şebekesinin 98/60 derecelik bir sıcaklık programına göre çalışmasını sağlar. İLE.

Isıtma sistemi bağlantı şeması bağlıdır.

Tüm köyün ısıtılması ve sağ sahil kısmının sıcak su temini için ısı iletimi sağlayan ısıtma şebekeleri yer üstü ve yeraltına kurulmaktadır.

Isıtma ağı çıkmaza girmiş durumda.

Isıtma ağları 1958'de devreye alındı. İnşaat 2007 yılına kadar devam etti.

Isı yalıtımı yapıldı

• 50 mm kalınlığında cam yününden yapılmış, rulo malzemeden bir örtü tabakası olan paspaslar,
• ekstrüde polistiren köpük tipi TERMOPLEKS 40 mm kalınlığında, kaplama tabakası galvanizli sac ve genişletilmiş polietilen 50 mm kalınlığında.

Operasyon sırasında, ısıtma şebekesinin bazı bölümleri, boru hatlarının değiştirilmesi ve ısı yalıtımı ile onarıldı.

Radyatör seçiminin özellikleri

Radyatörler, paneller, yerden ısıtma sistemleri, konvektörler vb. Bir odada ısı sağlamak için standart bileşenlerdir Bir ısıtma sisteminin en yaygın parçaları radyatörlerdir.

Isı emici, yüksek ısı dağılımı alaşımından yapılmış özel içi boş modüler tip bir yapıdır. Çelik, alüminyum, dökme demir, seramik ve diğer alaşımlardan yapılmıştır. Bir ısıtma radyatörünün çalışma prensibi, soğutucudan "yapraklar" yoluyla oda boşluğuna enerji yayılmasına indirgenmiştir.

Alüminyum ve bimetalik bir ısıtma radyatörü, büyük dökme demir radyatörlerin yerini almıştır. Üretim kolaylığı, yüksek ısı dağılımı, iyi yapı ve tasarım, bu ürünü iç mekanlarda ısı yaymak için popüler ve yaygın bir araç haline getirmiştir.

Bir odadaki ısıtma radyatörlerini hesaplamanın birkaç yöntemi vardır. Aşağıdaki yöntemlerin listesi, hesaplama doğruluğunu artırma sırasına göre sıralanmıştır.

Hesaplama seçenekleri:

1. Alana göre... N = (S * 100) / C, burada N bölüm sayısıdır, S odanın alanıdır (m2), C radyatörün bir bölümünün ısı transferidir (W, bu pasaporttan alınmış veya ürün sertifikası), 100 W, 1 m2 ısıtma için gerekli olan ısı akışı miktarıdır (ampirik değer). Soru ortaya çıkıyor: odanın tavanının yüksekliği nasıl dikkate alınır?
2. Hacimce... N = (S * H ​​* 41) / C, burada N, S, C - benzer şekilde. H, odanın yüksekliğidir, 41 W, 1 m3 ısıtmak için gereken ısı akısı miktarıdır (ampirik değer).
3. Orana göre... N = (100 * S * k1 * k2 * k3 * k4 * k5 * k6 * k7) / C, burada N, S, C ve 100 benzerdir. k1 - odanın penceresinin cam birimindeki oda sayısını dikkate alarak, k2 - duvarların ısı yalıtımı, k3 - pencere alanının oda alanına oranı, k4 - kışın en soğuk haftasında ortalama sıfır altı sıcaklık, k5 - odanın dış duvarlarının sayısı (sokağa “çıkan”), k6 - üstteki oda tipi, k7 - tavan yüksekliği.

Bu, bölüm sayısını hesaplamanın en doğru yoludur. Doğal olarak, kesirli hesaplama sonuçları her zaman bir sonraki tam sayıya yuvarlanır.

Genel Hükümler

Herhangi bir basit hesaplama yönteminin oldukça büyük bir hatası vardır. Bununla birlikte, pratik bir bakış açısından, garantili bir yeterli ısı çıkışı sağlamak bizim için önemlidir. Kışın soğuğunun zirvesinde bile daha gerekli olduğu ortaya çıkarsa, peki ne?

Bölgeye göre ısınmanın ödendiği bir apartman dairesinde kemik ısısı ağrımaz; ve kısma ve termostatik sıcaklık regülatörlerinin düzenlenmesi çok nadir ve erişilemez bir şey değildir.

Özel bir ev ve özel bir kazan söz konusu olduğunda, bir kilovat ısının fiyatı bizim tarafımızdan iyi bilinmektedir ve aşırı ısınma cebinize çarpacak gibi görünmektedir. Ancak pratikte durum böyle değildir. Özel bir evi ısıtmak için kullanılan tüm modern gaz ve elektrikli kazanlar, odadaki sıcaklığa bağlı olarak ısı transferini düzenleyen termostatlarla donatılmıştır.

Termostat, kazanın fazla ısıyı boşa harcamasını önleyecektir.

Isıtma radyatörlerinin gücünü hesaplamamız büyük ölçüde önemli bir hata verse bile, yalnızca birkaç ek bölümün maliyetini riske atıyoruz.

Bu arada: Ortalama kış sıcaklıklarına ek olarak, birkaç yılda bir aşırı donlar meydana gelir.

Küresel iklim değişiklikleri nedeniyle, bunların giderek daha sık olacağına dair bir şüphe var, bu nedenle ısıtma radyatörlerini hesaplarken büyük bir hata yapmaktan korkmayın.

Su temininin hidrolik hesabı

Elbette, ısıtma için ısının hesaplanmasının “resmi”, ısı taşıyıcının hacmi ve hızı gibi özellikler hesaplanmadan tamamlanamaz. Çoğu durumda, soğutucu sıvı veya gaz halindeki kümelenme halindeki normal sudur.

Isıtma sistemindeki tüm boşlukların toplamı yoluyla ısı taşıyıcının gerçek hacminin hesaplanması tavsiye edilir. Tek devreli bir kazan kullanırken, bu en iyi seçenektir. Isıtma sisteminde çift devreli kazanlar kullanılırken, hijyenik ve diğer evsel amaçlar için sıcak su tüketiminin dikkate alınması gerekir.

Konut sakinlerine sıcak su sağlamak ve soğutucuyu ısıtmak için çift devreli bir kazan tarafından ısıtılan su hacminin hesaplanması, ısıtma devresinin iç hacmi ve kullanıcıların ısıtılmış sudaki gerçek ihtiyaçları toplanarak yapılır.

Isıtma sistemindeki sıcak su hacmi aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

W = k * Pnerede

• W - ısı taşıyıcının hacmi;
• P - ısıtma kazanı gücü;
• k - güç faktörü (güç birimi başına litre sayısı 13,5, aralık - 10-15 litre).

Sonuç olarak, nihai formül şuna benzer:

W = 13,5 * P

Isıtma ortamının akış hızı, sistemdeki sıvının dolaşım oranını karakterize eden ısıtma sisteminin son dinamik değerlendirmesidir.

Bu değer, boru hattının tipini ve çapını tahmin etmeye yardımcı olur:

V = (0,86 * P * μ) / ∆Tnerede

• P - kazan gücü;
• μ - kazan verimliliği;
• ∆T - besleme suyu ve dönüş suyu arasındaki sıcaklık farkı.

Yukarıdaki hidrolik hesaplama yöntemlerini kullanarak, gelecekteki ısıtma sisteminin "temeli" olan gerçek parametreleri elde etmek mümkün olacaktır.

Isıtma cihazlarının seçimi ve termal hesaplaması hakkında

Yuvarlak masada, örneğin, bina ve yapıların mühendislik sistemleri için bir doğrulama sisteminin oluşturulması, üreticilerin, tedarikçilerin ve perakende zincirlerinin tüketici haklarını koruma gerekliliklerine uygunluğu, test cihazlarının koşullarını, tasarım kurallarının geliştirilmesini ve ısıtma cihazlarının kullanımını zorunlu olarak gösteren ısıtma cihazları. Tartışma sırasında yine aletlerin yetersiz çalıştığı not edildi.

Bu bağlamda, ısıtma sisteminin yetersiz çalışmasının sadece şu şekilde değerlendirilemeyeceğini belirtmek isterim: ısıtma cihazları... Bunun nedeni, dış duvarların, pencerelerin, kaplamaların azaltılmış ısı mühendisliği verilerinde (tasarım verilerine kıyasla) ve düşük sıcaklıkta ısıtma sistemine su beslemesinde de mümkündür. Tüm bunlar, ısıtma sisteminin teknik durumunun kapsamlı bir değerlendirmesi için malzemelere yansıtılmalıdır.

Isıtma cihazlarının gerçek ısı transferi, çeşitli nedenlerle gerekli olandan daha az olabilir. İlk olarak, gerçekte, ısıtma cihazları çeşitli bina türlerinden dekoratif çitler, perdeler ve mobilyalarla ayrılmıştır. İkinci olarak, ısıtma sistemlerinin [1] teknik çalışması için Kuralların gerekliliklerine uyulmaması.

Cihazların ısı dağılımı, örneğin boyanın bileşimi ve renginden etkilenir. Nişlerde bulunan ısı transferini ve radyatörleri azaltır.

Tanınmış tasarımcının el kitabında [2] verilen ısıtma cihazlarının ısıl hesaplama yöntemi şu anda birkaç nedenden dolayı geçersizdir.

Şu anda, ısıtma cihazları genellikle nominal ısı akısının değerine göre, yani ısıtma sistemine (tek borulu veya iki borulu) bağlı olarak nominal ısı akışını gerçek koşullara getirmenin karmaşık katsayısı dikkate alınmadan seçilmektedir. ), değeri kural olarak 1'den az olan odadaki soğutucu ve havanın sıcaklığı. Çalışma, modern cihazların [3] önerilen termal hesaplamasını sunmaktadır.

Cihazların seçimi, katlanabilir bir radyatörün bölüm sayısının veya katlanmayan bir radyatör veya konvektör tipinin belirlenmesinden oluşur; dış ısı transfer yüzeyi, en azından gerekli ısı akısının odaya aktarılmasını sağlamalıdır Şekil 1).

Hesaplama, ısıtıcıdan önce ve sonra soğutucu akışkanın sıcaklığında (kural olarak, su veya donmayan sıvı kullanılır), Qnom odasının hesaplanan ısıya karşılık gelen ısı tüketimi ile gerçekleştirilir. içindeki eksiklik, tahmini dış hava sıcaklığında bir ısıtma cihazına atıfta bulunuyor [dört].

Katlanabilir radyatörlerin yeterli doğrulukta tahmini bölüm sayısı aşağıdaki formülle belirlenebilir:

Ayrılamayan radyatörlerin ve konvektörlerin tipi ve uzunluğu, nominal ısı akısı Qpom'un hesaplanan Qopr ısı transferinden daha az olmaması koşuluyla belirlenmelidir:

Qopr, ısıtıcının tahmini termal gücü, W; qsecr, cihazın bir bölümünün hesaplanan ısı akısı yoğunluğudur, W; Qtr, ısıtma cihazı W ile ilgili bina içinde açık bir şekilde döşenen yükseltici boruların, bağlantıların toplam ısı transferidir; β, kurulum yöntemini, ısıtıcının konumunu [2, 3] hesaba katan bir katsayıdır (örneğin, cihazı kurarken, dış duvarın yanında açık β = 1, önünde bir kalkan varsa) üst kısımdaki yuvaları olan cihazlar β = 1.4 ve zemin yapısına konvektör yerleştirildiğinde, katsayı değeri 2'ye ulaşır; β1 - bölüm sayısına veya cihazın uzunluğuna bağlı olarak radyatörden ısı transferindeki değişikliği hesaba katan katsayı, β1 = 0.95-1.05; b - atmosferik basıncı hesaba katan katsayı, b = 0.95-1.015; qв ve qr - Tabloya göre yalıtımsız ve yalıtımlı borular için alınan 1 m dikey ve yatay açık döşenmiş boruların [W / m] ısı transferi. 1 [2, 3]; lw ve lg - tesis içindeki dikey ve yatay boruların uzunluğu, m; qnom ve Qnom - "NIIsantekhniki" (LLC "Vitaterm") ve cihaz üreticilerinin kataloglarında, soğutma sıvısı ve oda havası Δtav ortalama sıcaklığı 70 ° C'ye eşit ve cihazda 360 kg / saat su akış hızı farkı ile; Δtav ve Gpr - gerçek sıcaklık farkı 0,5 (tg + to) - cihazdaki tv ve soğutma suyu akışı [kg / h]; n ve p, ortalama sıcaklık farkı ve soğutucunun akış hızının gerçek değerlerinde cihazın ısı transfer katsayısındaki değişikliği ve ayrıca bağlantı tipini ve şemasını hesaba katan deneysel sayısal göstergelerdir. [3] 'e göre veya ısıtma cihazları laboratuvarı "NIIsantekhniki" tavsiyelerine göre kabul edilen ısıtma sisteminin borularına cihaz; tg, to ve tв - cihazdan önceki ve sonraki soğutma sıvısı sıcaklıklarının ve verilen odadaki havanın hesaplanan değerleri, ° C; Kopotn, nominal ısı akışını gerçek koşullara getirmek için karmaşık bir katsayıdır.

Isıtma cihazının [4] tipini seçerken, yüksek sıhhi gereksinimleri olan binalardaki uzunluğunun konutlarda ve diğer kamu binalarında en az% 75 olması gerektiği unutulmamalıdır - tavan penceresinin en az% 50

Isıtıcıdan geçen ısıtma ortamının tahmini akış hızı [kg / h] aşağıdaki formülle belirlenebilir:

Buradaki Qpom değeri, bir ısıtma cihazına atanan ısı yüküne karşılık gelir (odada bunlardan iki veya daha fazla olduğunda).

Isıtma cihazının tipini seçerken [4] sıhhi ve hijyenik gereksinimleri artan binalarda (hastaneler, okul öncesi kurumlar, okullar, yaşlılar ve engelliler için evler) uzunluğunun en az% 75 olması gerektiği, konutlarda ve diğer kamu binalarında - ışık açıklığının uzunluğunun en az% 50'si.

Isıtma cihazlarının seçimine örnekler

Örnek 1. 1,5 X 1,5 m'lik bir pencerenin pencere pervazının altına perde olmadan monte edilen MC-140-M2 radyatörün gerekli sayıda bölümünü belirleyin, biliniyorsa: ısıtma sistemi iki borulu, dikey, boru döşeme açık, nominal Tesisler içindeki dikey boruların (yükselticiler) çapları 20 mm, yatay (radyatöre bağlantılar) 15 mm, 1 numaralı odanın hesaplanan ısı tüketimi Qpom 1000 W, hesaplanan besleme suyu sıcaklığı tg ve dönüş suyu eşittir 95 ve 70 ° C'ye kadar, odadaki hava sıcaklığı tв = 20 ° C, cihaz "yukarıdan aşağıya" şema ile bağlanır, dikey lw ve yatay lg boruların uzunluğu sırasıyla 6 ve 3 m'dir. . Bir bölüm qnom'un nominal ısı akısı 160 W'tır.

Karar.

1. Radyatörden geçen su Gpr'nin akış oranını buluyoruz:

N ve p indisleri sırasıyla 0.3 ve 0.02'dir; β = 1.02, β1 = 1 ve b = 1.

2. Differencetav sıcaklık farkını bulun:

3. Açıkça döşenen dikey ve yatay boruların ısı transferi tablolarını kullanarak Qtr borularının ısı transferini buluyoruz:

4. Npr bölüm sayısını belirleyin:

Kurulum için dört bölüm kabul edilmelidir. Ancak 0,38 m'lik radyatör uzunluğu, pencere boyutunun yarısından daha azdır. Bu nedenle, örneğin "Santekhprom Auto" gibi bir konvektör kurmak daha doğrudur. Konvektör için n ve p indisleri sırasıyla 0.3 ve 0.18'e eşit alınır.

Qopr konvektörünün hesaplanan ısı transferi aşağıdaki formülle bulunur:

Nominal ısı akısı Qnom = 918 W olan "Santekhprom Auto" tipi KSK20-0.918kA konvektörünü kabul ediyoruz. Konvektör kasasının uzunluğu 0.818 m'dir.

Örnek 2. Hesaplanan besleme suyu sıcaklığında tg ve dönüş 85 ve 60 ° C'ye eşit olacak şekilde gerekli MC-140-M2 radyatör bölümü sayısını belirleyin. İlk verilerin geri kalanı aynıdır.

Karar.

Bu durumda: Δtav = 52,5 ° C; boruların ısı transferi

Kurulum için altı bölüm kabul edilir. İkinci örnekte gerekli radyatör bölümü sayısındaki artış, ısıtma sisteminde hesaplanan gidiş ve dönüş sıcaklıklarındaki düşüşten kaynaklanmaktadır.

Hesaplamalara göre (örnek 5), 3070 W nominal ısı akısına sahip bir duvar konvektörü "Santechprom Süper Otomatik" montaj için kabul edilebilir. Örnek olarak - açısal çelik valf gövdesi KTK-U1 ve kapama bölümü ile orta derinlikte bir konvektör KSK 20-3070k. Konvektör kasa uzunluğu 1273 mm, toplam yükseklik 419 mm

0,57 m'lik radyatör uzunluğu, pencere boyutunun yarısından daha azdır. Bu nedenle, bir bölümünün nominal ısı akısı qnom 0,12 kW (120 W) olan MC-140-300 tipi gibi daha düşük bir yüksekliğe sahip bir radyatör kurmalısınız.

Bölüm sayısını aşağıdaki formüle göre buluyoruz:

Kurulum için sekiz bölümü kabul ediyoruz. Radyatör 0.83 m uzunluğundadır ve bu da pencere boyutunun yarısından fazladır.

Örnek 3. 1.5 X 1.5 m ölçülerinde iki pencereli bir perde olmadan pencere pervazlarının altına monte edilen MC-140-M2 radyatörün gerekli sayıda bölümünü belirleyin, eğer biliniyorsa: ısıtma sistemi iki borulu, dikey, açık boru döşemesidir. , oda içindeki dikey boruların nominal çapları 20 mm, yatay (radyatörden önceki ve sonraki bağlantılar) 15 mm, Qpom odanın hesaplanan ısı tüketimi 3000 W, besleme tg ve dönüş suyunun hesaplanan sıcaklıkları 95 ve 70'tir. ° C, odadaki hava sıcaklığı tв = 20 ° C, cihazın bağlantısı

"yukarıdan aşağıya" şemasına göre, dikey lw ve yatay lg boruların uzunluğu sırasıyla 6 ve 4 m'dir. Bir bölümün nominal ısı akısı qnom = 0.16 kW (160 W). Karar.

1. İki radyatörden geçen su Gpr'nin akış oranını belirleyin:

N ve p indisleri sırasıyla 0.3 ve 0.02'dir; β = 1.02, β1 = 1 ve b = 1.

2. Differencetav sıcaklık farkını bulun:

3. Açıkça döşenen dikey ve yatay boruların ısı transferi tablolarını kullanarak Qtr borularının ısı transferini buluyoruz:

4. Npr bölümlerinin toplam sayısını belirleyin:

9 ve 10 bölmeli iki radyatörün kurulumunu kabul edeceğiz.

Örnek 4. Hesaplanan besleme suyu sıcaklığı tg'de gerekli MC-140-M2 radyatör bölümü sayısını belirleyin ve 85 ve 60 ° C'ye eşit olarak tersine çevirin. İlk verilerin geri kalanı aynıdır.

Karar.

Bu durumda: Δtav = 52,5 ° C; boruların ısı transferi şöyle olacaktır:

12 bölümden oluşan iki radyatör montajını kabul edeceğiz.

Örnek 5. Hesaplanan besleme suyu sıcaklıklarında tp konvektör tipini belirleyin ve 85 ve 60 ° C'ye eşittir ve Qpom odasının hesaplanan ısı tüketimini 2000 W'a eşittir. İlk verilerin geri kalanı örnek 3'te gösterilmektedir: n = 0.3, p = 0.18.

Bu durumda: Δtav = 52,5 ° C; boruların ısı transferi şöyle olacaktır:

Sonra

3070 W nominal ısı akısına sahip bir duvara monte konvektör "Santekhprom Super Auto" kurulumu için kabul edilebilir. Orta derinlikte konvektör KSK 20-3070k, örnek olarak köşeli çelik vana gövdesi KTK-U1 ve kapama bölümü ile. Konvektör kasasının uzunluğu 1273 mm, toplam yükseklik 419 mm'dir.

NBBK LLC tarafından üretilen, nominal ısı akısı 3030 W ve kasa uzunluğu 1327 mm olan bir KS20-3030 konvektör takmak da mümkündür.

Termal tasarım örneği

Isı hesaplamasına bir örnek olarak, dört oturma odası, bir mutfak, bir banyo, bir “kış bahçesi” ve hizmet odaları bulunan normal 1 katlı bir ev var.

Temel monolitik betonarme döşeme (20 cm), dış duvarlar sıvalı beton (25 cm), çatı ahşap kirişli, çatı metal ve maden yünü (10 cm)

Hesaplamalar için gerekli olan evin ilk parametrelerini belirleyelim.

Bina boyutları:

• zemin yüksekliği - 3 m;
• binanın ön ve arkasındaki küçük pencere 1470 * 1420 mm;
• büyük cephe penceresi 2080 * 1420 mm;
• giriş kapıları 2000 * 900 mm;
• arka kapılar (terasa çıkış) 2000 * 1400 (700 + 700) mm.

Binanın toplam genişliği 9,5 m2, uzunluğu 16 m2'dir. Sadece salon (4 adet), Bir banyo ve bir mutfak ısıtılacaktır.

Duvarlardaki ısı kaybını dış duvarların alanından doğru bir şekilde hesaplamak için, tüm pencere ve kapıların alanını çıkarmanız gerekir - bu, kendi termal direnci olan tamamen farklı bir malzeme türüdür.

Homojen malzemelerin alanlarını hesaplayarak başlıyoruz:

• taban alanı - 152 m2;
• çatı alanı - 1.3 m'lik tavan yüksekliği ve aşık genişliği - 4 m dikkate alınarak 180 m2;
• pencere alanı - 3 * 1.47 * 1.42 + 2.08 * 1.42 = 9.22 m2;
• kapı alanı - 2 * 0.9 + 2 * 2 * 1.4 = 7.4 m2.

Dış duvarların alanı 51 * 3-9.22-7.4 = 136.38 m2 olacaktır.

Her malzeme için ısı kaybını hesaplamaya geçelim:

• Qpol = S * ∆T * k / d = 152 * 20 * 0.2 / 1.7 = 357.65 W;
• Qroof = 180 * 40 * 0.1 / 0.05 = 14400 W;
• Qwindow = 9,22 * 40 * 0,36 / 0,5 = 265,54 W;
• Qdoor = 7,4 * 40 * 0,15 / 0,75 = 59,2 W;

Ayrıca Qwall, 136.38 * 40 * 0.25 / 0.3 = 4546'ya eşdeğerdir. Tüm ısı kayıplarının toplamı 19628,4 W olacaktır.

Sonuç olarak, kazan gücünü hesaplıyoruz: 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 kW.

Odalardan biri için radyatör bölümlerinin sayısını hesaplayacağız. Diğer herkes için hesaplamalar aynı. Örneğin, bir köşe oda (diyagramın sol alt köşesi) 10,4 m2'dir.

Dolayısıyla, 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.

Bu oda, 180 W'lık bir ısı çıkışına sahip bir ısıtma radyatörünün 9 bölümünü gerektirir.

Sistemdeki soğutucu miktarını hesaplamaya devam ediyoruz - W = 13,5 * P = 13,5 * 21 = 283,5 litre. Bu, soğutucunun hızının: V = (0.86 * P * μ) / ∆T = (0.86 * 21000 * 0.9) /20=812.7 litre olacağı anlamına gelir.

Sonuç olarak, sistemdeki tüm soğutma sıvısı hacminin tam cirosu saatte 2,87 defaya eşdeğer olacaktır.

Termal hesaplama ile ilgili bir dizi makale, ısıtma sistemi elemanlarının tam parametrelerini belirlemeye yardımcı olacaktır:

1. Özel bir evin ısıtma sisteminin hesaplanması: kurallar ve hesaplama örnekleri
2. Bir binanın termal hesaplaması: hesaplamaları yapmak için özellikler ve formüller + pratik örnekler

Cebri konveksiyonlu bir ısı eşanjörünün bir elemanı olarak kanatlı bir radyatörün hesaplanması

Bir Intel Pentium4 Willamette 1.9 GHz işlemci ve ADDA Corporation tarafından üretilen bir B66-1A soğutucu örneği kullanılarak, cebri konveksiyon ve düz ile elektronik ekipmanın ısı üreten elemanlarını soğutmak için tasarlanmış kanatlı radyatörleri hesaplama prosedürünü açıklayan bir teknik sunulmuştur. 100 W'a kadar güce sahip termal temas yüzeyleri Teknik, modern, yüksek performanslı küçük boyutlu cihazların ısı giderimi için pratik olarak hesaplanmasına izin verir ve bunları, soğutmaya ihtiyaç duyan tüm radyoelektronik cihaz yelpazesine uygular.

İlk verilerde ayarlanan parametreler:

P

= 67 W, soğutulan eleman tarafından dağıtılan güç;

qile

= 296 ° K, ortamın (havanın) Kelvin derecesi cinsinden sıcaklığı;

qönce

= 348 ° K, kristalin sınırlayıcı sıcaklığı;

qR

= nn ° K, soğutucu tabanının ortalama sıcaklığı (hesaplama sırasında hesaplanır);

H

= 3 10-2 m, radyatör kanadının metre cinsinden yüksekliği;

d

= 0,8 10-3 m, metre cinsinden nervür kalınlığı;

b

= 1.5 10-3 m, kaburgalar arasındaki mesafe;

lm

= 380 W / (m ° K), radyatör malzemesinin ısıl iletkenlik katsayısı;

L

= 8.3 10-2 m, radyatörün kenar boyunca metre cinsinden boyutu;

B

= 6,9 10-2 m, kanatçıklar boyunca radyatörün boyutu;

VE

= 8 10-3 m, radyatör tabanının kalınlığı;

V

³ 2 m / s, radyatör kanallarında hava hızı;

Z

= 27, radyatör kanatlarının sayısı;

senR

= nn K, soğutucu tabanının aşırı ısınma sıcaklığı, hesaplama sırasında hesaplanır;

eR

= 0.7, radyatörün siyahlık derecesi.

Isı kaynağının radyatörün merkezinde olduğu varsayılmaktadır.

Tüm doğrusal boyutlar metre cinsinden, Kelvin cinsinden sıcaklık, watt cinsinden güç ve saniye cinsinden zaman ölçülür.

Radyatörün tasarımı ve hesaplamalar için gerekli parametreler Şekil 1'de gösterilmektedir.

Resim 1.

Hesaplama prosedürü.

1. Aşağıdaki formüle göre nervürler arasındaki kanalların toplam kesit alanını belirleyin:

Sк = (Z - 1) · b · H [1]

Kabul edilen ilk veriler için - Sk = (Z - 1) b H = (27-1) 1.5 10-3 3 10-2 = 1.1 10-3 m2

Fanın merkezi montajı için, hava akışı iki uç yüzeyden çıkar ve kanalların enine kesit alanı iki katına çıkar 2,2 10-3 m2

2. Radyatör tabanının sıcaklığı için iki değer belirleriz ve her bir değer için hesaplama yaparız:

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

Buradan radyatör tabanının aşırı ısınma sıcaklığı belirlenir. senR

çevre ile ilgili.

uр = qр - qс [2]

İlk nokta için uр = 57 ° K, ikinci nokta için uр = 17 ° K

3. Sıcaklığı belirleyin q

Nusselt (Nu) ve Reynolds (Re) kriterlerini hesaplamak için gereklidir:

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

Nerede: qitibaren
–
ortam hava sıcaklığı, ortam,

V

- kirişler arasındaki kanallarda m / s cinsinden hava hızı;

S-e

- kirişler arasındaki kanalların m2 cinsinden toplam kesit alanı;

r

- sıcaklıktaki hava yoğunluğu
q
Çar, kg / m3 cinsinden,

q

cf = 0.5 (
qp +qitibaren)
;

CR

- sıcaklıktaki havanın ısı kapasitesi
q
Çar, J / (kg x ° K) olarak;

P

- radyatör tarafından dağıtılan güç.

Kabul edilen ilk veriler için - 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)

* Merkezi fan kurulumu olan belirli bir kanatlı radyatörün değeri, V

1.5 - 2.5 m / sn hesaplamalarından (Bakınız Ek 2), yayınlardan [L.3] yaklaşık 2 m / sn. Golden Orb soğutucusu gibi kısa, genişleyen kanallar için, soğutma havası hızı 5 m / s'ye ulaşabilir.

4. Radyatör kanatçıklarının ısı transfer katsayısını hesaplamak için gerekli Reynolds ve Nusselt kriterlerinin değerlerini belirleyin:

Re = V · L / n [4]

Nerede: n

- havanın kinematik viskozite katsayısı
qitibaren,m2/ dan
Ek 1, tablo 1'den.

Kabul edilen ilk veriler için - Re = VL / n = 2 8.3 10-2 / 15.8 10-6 = 1.05 104

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

Kabul edilen ilk veriler için - Nu = 0,032 Re 0,8 = 0,032 (2,62 104) 0,8 = 52,8

5. Radyatör kanatçıklarının konvektif ısı transfer katsayısını belirleyin:

a-e
=Nu·liçinde/
L G / (m
2
K) [6]

Nerede, l

- havanın ısıl iletkenlik katsayısı (W / (m derece)),
qitibaren
Ek 1, tablo1'den.

Kabul edilen ilk veriler için - ak = Nu · lv / L = 52,8 · 2,72 10-2 / 8,3 10-2 = 17,3

6. Yardımcı katsayıları belirleyin:

m = (2 · ak / lm · d) 1/2 [7]

mh'nin değerini ve hiperbolik th (mh) 'nin tanjantını belirleriz.

Kabul edilen ilk veriler için - m = (2 ak / lm d) 1/2 = (2 17,3 / (380 0,8 10-3)) 1/2 = 10,6

Kabul edilen ilk veriler için - m · H = 10.6 · 3 10-2 = 0.32; th (m H) = 0.31

7. Radyatör kanatçıklarından konveksiyonla verilen ısı miktarını belirleyin:

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

Nerede: Z

- kaburga sayısı;

lm

= radyatör metalinin ısıl iletkenlik katsayısı, W / (m
·
° K);

m

- bkz. formül 7;

SR

- radyatör kanadının kesit alanı, m2,

Sр = L · d [9]

senR

- radyatör tabanının aşırı ısınma sıcaklığı.

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

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

8. Radyatör kanadının ortalama sıcaklığını belirleyin:

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

Nerede: ch
(mH)
- kosinüs hiperboliktir.

Kabul edilen ilk veriler için - qср = (qр / 2) [1 + 1 / ch (m · H)] = (353/2) [1 + 1 / 1.05] = 344 ° K (71 ° С)

* Hiperbolik teğet ve kosinüsünün büyüklüğü, "hyp" ve "tg" veya "cos" işlemlerini sırayla gerçekleştirerek bir mühendislik hesap makinesinde hesaplanır.

9. Radyant ısı transfer katsayısını belirleyin:

al = eр · f (qср, qс) · j [11]

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

Kabul edilen ilk veriler için - f (qcr, qc) = 0.23 [5 10-3 (qcr + qc)] 3 = 0.23 [5 10-3 (335 + 296)] 3 = 7.54

Işınım katsayısı:

j = b / (b + 2h)

j = b / (b + 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. Yayılan ısı akısının yüzey alanını belirleyin:

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

Kabul edilen ilk veriler için - Sl = 2 L [(Z -1) · (b + d) + d] +2 H · L · Z = 0,1445 m2

11. Radyasyon yoluyla verilen ısı miktarını belirleyin:

Pl = al · Sl (qav - qc) [13]

Kabul edilen ilk veriler için - Pl = alSl (qav - qc) = 0,25 0,1445 (344 - 296) = 1,73 W

12. Belirli bir radyatör sıcaklığında radyatör tarafından verilen toplam ısı miktarı qр = 353K:

P = Prk + Pl [14]

Kabul edilen ilk veriler için - P = Prk + Pl = 127 + 1.73 = 128.7 W.

13. Soğutucu sıcaklığı için hesaplamaları tekrarlıyoruz q

p = 313K ve hesaplanan radyatörün termal karakteristiğini iki noktada çiziyoruz. Bu nokta için P = 38W. Burada dikey eksen boyunca radyatör tarafından verilen ısı miktarı biriktirilir.
PR
ve radyatörün yatay sıcaklığı
qR
.

şekil 2

Ortaya çıkan grafikten, belirli bir 67W gücü belirledik, qR

= 328 ° K veya 55 ° C

14. Radyatörün ısı karakteristiğine göre, belirli bir P gücü içinR

= 67W, soğutucu sıcaklığı
qR
= 328,5 ° C Radyatör aşırı ısınma sıcaklığı
senR
formül 2 ile belirlenebilir.

Uр = qр - qс = 328 - 296 = 32 ° K'ye eşittir.

15. Kristalin sıcaklığını belirleyin ve bunu üretici tarafından belirlenen sınır değerle karşılaştırın.

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

Nerede:

qR
–
belirli bir tasarım noktası için radyatör tabanının sıcaklığı,

R

- formül 14 ile hesaplamanın sonucu,

r

pc - işlemci kasasının ısıl direnci - kristal, bu ısı kaynağı için 0,003 K / W

r

pr - belirli bir ısı kaynağı için kasa radyatörünün ısıl direnci 0.1K / W'a eşittir (ısı ileten macun ile).

Elde edilen sonuç, üretici tarafından belirlenen maksimum sıcaklığın altındadır ve verilere [L.2] yakındır (yaklaşık 57 ° C). Bu durumda, yukarıdaki hesaplamalarda kristalin ortam havasına göre aşırı ısınma sıcaklığı 32 ° C ve [L.2] 34 ° C'dir.

Genel anlamda, lehimler, macunlar ve yapıştırıcılar kullanılırken iki düz yüzey arasındaki ısıl direnç:

r =

d
-e
lk-1
·
Scont
-1
[16]

Nerede: d

k ısı iletken malzeme ile doldurulmuş soğutulmuş ünitenin radyatör ile kasası arasındaki boşluğun m cinsinden kalınlığıdır,

l-e

- W / (m · K) boşluktaki ısı ileten bir malzemenin ısıl iletkenlik katsayısı,

Sdevam

Temas yüzeyinin m2 cinsinden alanıdır.

Yeterli sıkma ve conta ve yağlama maddesi olmadan rcr'nin yaklaşık değeri

rcr = 2.2 / Scont

Macun kullanıldığında, termal direnç yaklaşık 2 kat düşer.

16. Karşılaştır q-e

itibaren
qönce
sağlayan bir radyatör aldık
q-e
= 325 ° K, daha az
qönce=
348 ° K, - verilen radyatör, ünitenin termal modunu bir marjla sağlar.

17. Hesaplanan soğutucunun ısıl direncini belirleyin:

r =

sen
R
/ P (° K / W) [17]

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

Bulgular:

Hesaplanan ısı eşanjörü, 23 ° C'ye kadar ortam sıcaklığında 67W'lık ısı gücü giderimi sağlarken, 325 ° K (62 ° C) kristal sıcaklığı bu işlemci için izin verilen 348 ° K'yi (75 ° C) aşmaz.

50 ° C'ye kadar sıcaklıklarda radyasyon yoluyla ısıl gücün çıktısını artırmak için özel bir yüzey işleminin kullanılması etkisiz olduğu ortaya çıktı ve önerilemez çünkü masrafları karşılamıyor.

Bu materyalin, bilgisayar teknolojisinde yaygın olarak kullanılanlara benzer, modern, küçük boyutlu, yüksek verimli bir ısı eşanjörünü hesaplamanıza ve üretmenize yardımcı olmasını değil, aynı zamanda görevlerinizle ilgili olarak bu tür cihazların kullanımı konusunda yetkin bir şekilde kararlar vermenizi istiyorum. .

Isı değiştiricinin hesaplanması için sabitler.

tablo 1

Bir ilk yaklaşımda, ara sıcaklıklar için sabitlerin değerleri, ilk sütunda belirtilen sıcaklıklar için fonksiyonların grafiklerini çizerek elde edilebilir.

Ek 2.

Radyatörün hava soğutmasının hareket hızının hesaplanması.

Gazlarda zorla konveksiyon sırasında soğutucunun hareket hızı:

V = Gv / Sк

Burada: Gv, soğutucunun hacimsel akış hızıdır (70x70 fan için, Sp = 30 cm2, 7 kanat, Rem = 2.3 W, w = 3500 rpm, Gv = 0.6-0.8 m3 / dak. Veya gerçekte 0, 2 -0.3 veya V = 2m / sn),

Sк - geçiş için serbest kanal kesit alanı.

Fanın akış alanının 30 cm2, radyatör kanallarının alanının 22 cm2 olduğu düşünülerek hava üfleme hızı daha düşük olarak belirlenir ve şuna eşit olacaktır:

V = Gv / S = 0,3 m3

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

Hesaplamalar için 2 m / s alıyoruz.

Edebiyat:

1. RG Varlamov'un editörlüğündeki REA tasarımcısının el kitabı, M, Sovyet radyosu, 1972;
2. REA Designer Handbook, editör RG Varlamov, M, Sovyet Radyosu, 1980;
3. https://www.ixbt.com/cpu/, Soket 478 için Soğutucular, İlkbahar-Yaz 2002, Vitaly Krinitsin

   , Yayımlanmış - 29 Temmuz 2002;

4. https://www.ixbt.com/cpu/, Soğutma fanları ve soğutucularının arkasındaki hava hızlarının ölçülmesi, Alexander Tsikulin, Alexey Rameykin, Yayınlandı - 30 Ağustos 2002.

2003 yılında L.1 ve 2 malzemelerine göre hazırlanmıştır

Sorokin A.D.

Bu teknik buradan PDF formatında indirilebilir.

Isı çıkışının hassas hesaplanması

Bunun için düzeltme faktörleri kullanılır:

• K1, pencere tipine bağlıdır. İki odacıklı çift camlı pencereler 1'e karşılık gelir, sıradan cam - 1.27, üç odacıklı pencere - 0.85;
• K2, duvarların ısı yalıtımının derecesini gösterir. Beton bloklar ve 1.5 tuğla için 1 (köpük beton) ile 1.5 arasında;
• K3, pencere alanı ile zemin arasındaki oranı yansıtır. Ne kadar çok pencere çerçevesi varsa, ısı kaybı o kadar fazla olur. % 20 camlamada katsayı 1'dir ve% 50'de 1.5'e yükselir;
• K4, ısıtma sezonu boyunca bina dışındaki minimum sıcaklığa bağlıdır. Birim olarak -20 ° C'lik bir sıcaklık alınır ve ardından her 5 derece için 0,1 eklenir veya çıkarılır;
• K5, dış duvarların sayısını hesaba katar. Bir duvarın katsayısı 1, iki veya üç varsa, o zaman 1,2, dört - 1,33;
• K6, belirli bir odanın üzerinde bulunan oda tipini yansıtır. Üstte bir konut katı varsa, düzeltme değeri 0,82, sıcak bir tavan arası - 0,91, soğuk tavan arası - 1,0;
• K7 - tavanların yüksekliğine bağlıdır. 2,5 metre yükseklik için bu 1,0 ve 3 metre için - 1,05.

Tüm düzeltme faktörleri bilindiğinde, ısıtma sisteminin gücü aşağıdaki formül kullanılarak her oda için hesaplanır:

Bir odanın ve bir binanın bir bütün olarak ısıl hesabı, ısı kaybı formülü

Termal hesaplama

Bu nedenle, kendi eviniz için ısıtma sistemini hesaplamadan önce, binanın kendisiyle ilgili bazı verileri bulmalısınız.

Evin projesinden, ısıtılmış binaların boyutlarını - duvarların yüksekliğini, alanı, pencere ve kapı açıklıklarının sayısını ve bunların boyutlarını öğreneceksiniz. Evin ana noktalara göre nasıl yerleştirildiği. Bölgenizdeki ortalama kış sıcaklıklarının farkında olun. Binanın kendisi hangi malzemeden yapılmıştır?

Dış duvarlara özel dikkat. Binanın temelini içeren zeminden zemine bileşenleri belirlediğinizden emin olun. Aynısı tavan, çatı ve döşemeler gibi üst elemanlar için de geçerlidir.

Hidrolik hesaplamaya geçmenize izin verecek yapının bu parametreleridir. Kabul edelim, yukarıdaki bilgilerin tümü mevcut, bu yüzden bunları toplamakta herhangi bir sorun olmamalı.

Kapsamlı ısı yükü hesaplaması

Termal yüklerle ilgili sorunların teorik çözümüne ek olarak, tasarım sırasında bir dizi pratik önlem alınır. Kapsamlı ısı mühendisliği anketleri, tavanlar, duvarlar, kapılar, pencereler dahil olmak üzere tüm bina yapılarının termografisini içerir. Bu çalışma sayesinde bir evin veya endüstriyel yapının ısı kaybını etkileyen çeşitli faktörleri belirlemek ve kaydetmek mümkündür.

Termal araştırmalar, belirli bir bina için belirli bir süre boyunca ısı yükleri ve ısı kayıpları hakkında en güvenilir verileri sağlar. Pratik önlemler, teorik hesaplamaların neyi gösteremeyeceğini - gelecekteki yapının sorunlu alanlarını - açıkça göstermeyi mümkün kılar.

Yukarıdakilerin hepsinden, ısıtma sisteminin hidrolik hesaplamasına benzer şekilde, sıcak su temini, ısıtma ve havalandırma için ısı yüklerinin hesaplamalarının çok önemli olduğu ve kesinlikle düzenleme başlamadan önce yapılması gerektiği sonucuna varılabilir. kendi evinizdeki veya başka bir amaç için bir tesisteki ısı besleme sisteminin. İşe yaklaşım doğru yapıldığında, ısıtma yapısının sorunsuz çalışması ve hiçbir ek maliyet olmaksızın sağlanacaktır.

Bir binanın ısıtma sistemindeki ısı yükünü hesaplamanın video örneği: