CALCOLO TERMICO DI STRUTTURE INVOLUCTE

Calcolo dell'ingegneria termica

Gli impianti di riscaldamento sono progettati per compensare le dispersioni di calore attraverso gli involucri edilizi: pareti esterne, pavimenti, soffitti. Quando si esegue il calcolo dell'ingegneria del calore, vengono presi in considerazione i seguenti fattori:

1. temperatura e umidità media annua dell'aria esterna in funzione della zona climatica;
2. direzione e forza dei venti;
3. spessore delle strutture edili esterne e coefficiente di conducibilità termica del materiale;
4. disponibilità di aperture per porte e finestre, caratteristiche dei vetri;
5. la presenza di solai e seminterrati per i piani primo e superiori.

È possibile selezionare correttamente i dispositivi termotecnici finali solo se tutti i parametri elencati sono stati completamente presi in considerazione. Quando si effettuano i calcoli, è meglio sovrastimare leggermente gli indicatori, altrimenti la mancanza di potenza termica potrebbe portare alla necessità di rifare l'intero sistema nel suo insieme.

Quando si calcolano i calcoli di ingegneria termica, gli indicatori dipendono meglio.

È possibile scegliere i dispositivi necessari per questo schema di riscaldamento, in particolare i radiatori, in base ai risultati di un calcolo termotecnico. In conformità con SNiP 41-01-2003 "Riscaldamento e ventilazione", la potenza specifica consigliata per i locali residenziali è di 100 W per 1 mq. superficie totale con un'altezza del soffitto non superiore a 3000 mm. Questo valore è corretto da coefficienti speciali.

Come tenere conto al meglio di tutti i fattori per un calcolo accurato della potenza richiesta dei dispositivi di riscaldamento? Va notato che la presenza di una o due finestre nella stanza aumenta la perdita di calore del 20-30%.

Se si trovano a nord o sul lato ventoso, la correzione può essere aumentata in sicurezza di un altro 10%.

Importante! I radiatori sono progettati per compensare la perdita di calore e i loro parametri devono essere calcolati con un certo margine

1 La sequenza generale di esecuzione del calcolo termico

1. V
   in conformità al paragrafo 4 del presente manuale
   determinare il tipo di edificio e le condizioni, secondo
   che dovrebbe essere contato R_otr.

2. Definire
   R_otr:

• in poi
  formula (5), se si calcola l'edificio
  per sanitari e igienici e confortevoli
  condizioni;

• in poi
  formula (5a) e tabella. 2 se il calcolo dovrebbe
  essere condotto in base a condizioni di risparmio energetico.

1. Comporre
   equazione della resistenza totale
   struttura che racchiude con uno
   sconosciuto dalla formula (4) ed eguagliare
   il suo R_otr.

2. Calcolare
   spessore sconosciuto dello strato isolante
   e determinare lo spessore complessivo della struttura.
   Nel fare ciò, è necessario prendere in considerazione il tipico
   spessori delle pareti esterne:

• spessore
  i muri di mattoni dovrebbero essere multipli
  dimensione del mattone (380, 510, 640, 770 mm);

• spessore
  sono accettati i pannelli per pareti esterne
  250, 300 o 350 mm;

• spessore
  sono accettati pannelli sandwich
  pari a 50, 80 o 100 mm.

Calcolo degli scambiatori di calore e vari metodi per la compilazione del bilancio termico

Quando si calcolano gli scambiatori di calore, è possibile utilizzare metodi interni ed esterni per compilare il bilancio termico. Il metodo interno utilizza capacità termiche. Il metodo esterno utilizza i valori di entalpie specifiche.

Quando si utilizza il metodo interno, il carico termico viene calcolato utilizzando formule diverse, a seconda della natura dei processi di scambio termico.

Se lo scambio termico avviene senza trasformazioni chimiche e di fase e, di conseguenza, senza rilascio o assorbimento di calore.

Di conseguenza, il carico termico è calcolato dalla formula

Se durante il processo di scambio termico si verifica la condensazione del vapore o il liquido evapora, si verificano reazioni chimiche, viene utilizzata un'altra forma per calcolare il bilancio termico.

Quando si utilizza il metodo esterno, il calcolo del bilancio termico si basa sul fatto che una uguale quantità di calore entra ed esce dallo scambiatore di calore per una certa unità di tempo.
Se il metodo interno utilizza i dati sui processi di scambio termico nell'unità stessa, il metodo esterno utilizza i dati degli indicatori esterni.

Per calcolare il bilancio termico con il metodo esterno, viene utilizzata la formula
.

Per Q1 si intende la quantità di calore che entra nell'unità e ne esce per unità di tempo.
Con questo si intende l'entalpia delle sostanze che entrano ed escono dall'aggregato.

Puoi anche calcolare la differenza di entalpia per determinare la quantità di calore che è stata trasferita tra diversi mezzi. Per questo viene utilizzata la formula.

Se si sono verificate trasformazioni chimiche o di fase durante il trasferimento di calore, viene utilizzata la formula.

Requisiti tecnici per dispositivi di termotecnica

Come scegliere i radiatori in acciaio o alluminio più adatti a determinate condizioni. I requisiti tecnici generali per i dispositivi di riscaldamento sono stabiliti da GOST 31311-2005. Questo documento stabilisce i concetti di base ei loro indicatori nominali. La temperatura massima del liquido di raffreddamento per gli apparecchi ad acqua è di 70 ° C con una portata di almeno 60 kg al minuto e una pressione di 1 atm.

Quando si acquista un radiatore, è importante studiarne la documentazione tecnica. La risposta alla domanda su quali dispositivi scegliere per gli impianti di riscaldamento, e in particolare i radiatori, può essere ottenuta dopo un attento studio della sua documentazione tecnica.

I test del passaporto vengono eseguiti presso il produttore, i cui risultati si riflettono nelle pubblicazioni ufficiali delle informazioni del produttore

La risposta alla domanda su quali dispositivi scegliere per gli impianti di riscaldamento, e in particolare i radiatori, può essere ottenuta dopo un attento studio della sua documentazione tecnica. I test del passaporto vengono eseguiti presso il produttore, i cui risultati si riflettono nelle pubblicazioni ufficiali delle informazioni del produttore.

I dipendenti delle imprese operative possono fornire consigli su quali dispositivi sono i migliori per specifici sistemi di riscaldamento. La presenza di un rivestimento esterno resistente al calore non ha solo un valore decorativo, ma protegge anche le parti metalliche dalla corrosione. I requisiti di qualità per tali rivestimenti sono determinati in conformità con gli standard delle autorità di vigilanza sanitaria e devono soddisfare i requisiti di GOST 9.032-74 (classe non inferiore a IV).

Importante! Le apparecchiature degli impianti di riscaldamento degli edifici non devono presentare spigoli vivi e spigoli che possono ferire una persona se maneggiata con noncuranza. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata a questo problema nella scelta delle attrezzature per scuole, asili nido e ospedali.

Determinazione dello spessore dell'isolamento della parete

Determinazione dello spessore dell'involucro edilizio. Dati iniziali:

1. Area di costruzione - Sredny
2. Scopo dell'immobile - Residenziale.
3. Tipo di costruzione - tre strati.
4. Umidità ambiente standard - 60%.
5. La temperatura dell'aria interna è di 18°C.

numero di livello	Nome del livello	spessore
1	Malta	0,02
2	Muratura (calderone)	X
3	Isolamento (polistirene)	0,03
4	Malta	0,02

2 Procedura di calcolo.

Eseguo il calcolo secondo SNiP II-3-79 * “Standard di progettazione. Ingegneria del calore edile”

A) determino la resistenza termica richiesta R_{o(tr) secondo la formula:}

R_{o(tr)=n(tv-tn)/(Δtn*αv) , dove n è il coefficiente scelto tenendo conto della posizione della superficie esterna della struttura di contenimento rispetto all'aria esterna.}

n=1

tн è la tara invernale calcolata all'esterno, presa in conformità con il paragrafo 2.3 della SNiPa "Ingegneria del riscaldamento delle costruzioni".

Accetto con riserva 4

Determina che tн per una data condizione è preso come la temperatura calcolata del primo giorno più freddo: tн=t_{x(3) ; Tx(1)=-20°C; Tx(5)=-15°С.}

T_{x(3)=(tx(1) + tx(5))/2=(-20+(-15))/2=-18°C; tn=-18°C.}

Δtn è la differenza standard tra stagno aria e stagno la superficie della struttura di chiusura, Δtn=6°C secondo la tabella. 2

αv - coefficiente di trasmissione del calore della superficie interna della struttura della recinzione

αv=8,7 W/m2°C (secondo la tabella 4)

R_{o(tr)=n(tv-tn)/(Δtn*αv)=1*(18-(-18)/(6*8.7)=0.689(m2°C/O)}

B) Determina R_o=1/αv+R₁+R₂+R₃+1/αn , dove αn è il fattore di trasmissione del calore, per le condizioni invernali della superficie esterna dell'involucro. αн=23 W/m2°С secondo la tabella. 6#strati

	Nome materiale	codice articolo	ρ, kg/m3	σ, m	λ	S
1	Malta di sabbia calcarea	73	1600	0,02	0,7	8,69
2	Kotelet	98	1600	0,39	1,16	12,77
3	polistirolo	144	40	X	0,06	0,86
4	Malta complessa	72	1700	0,02	0,70	8,95

Per completare la tabella, determino le condizioni operative della struttura di recinzione, a seconda delle zone di umidità e del regime umido nei locali.

1 Il regime di umidità dei locali è normale secondo tabella. uno

2 Zona umida - asciutta

Determinare le condizioni operative → A

R₁₌σ₁/λ₁\u003d 0,02 / 0,7 \u003d 0,0286 (m2 ° C / W)

R₂=σ₂/λ₂=0,39/1,16= 0,3362

R₃=σ₃/λ₃ =X/0,06 (m2°C/O)

R₄=σ₄/λ₄ \u003d 0,02 / 0,7 \u003d 0,0286 (m2 ° C / W)

R_o=1/αv+R₁+R₂+1/αn = 1/8,7+0,0286 + 0,3362+X/0,06 +0,0286+1/23 = 0,518+X/0,06

accetto R_o= R_{o(tr)=0,689 m2°C/O}

0,689=0,518+X/0,06

X_tr\u003d (0,689-0,518) * 0,06 \u003d 0,010 (m)

Accetto costruttivamente σ_{1(f)=0,050 m}

R_{1(φ)= σ1(f)/λ1=0,050/0,060=0,833 (m2°C/O)}

3 Determinare l'inerzia dell'involucro edilizio (massicità).

D=R₁*S₁+ R₂*S₂+ R₃*S₃=0,029*8,69+0,3362*12,77+0,833*0,86+0,0286*8,95 = 5,52

Conclusione: la struttura di recinzione del muro è realizzata in pietra calcarea ρ = 2000 kg / m3, 0,390 m di spessore, isolata con plastica espansa di 0,050 m di spessore, che garantisce le normali condizioni di temperatura e umidità dei locali e soddisfa i requisiti sanitari e igienici per loro .

Classificazione delle apparecchiature per impianti di riscaldamento

I radiatori in acciaio sono i più comuni e hanno un prezzo accessibile.

Per scegliere gli apparecchi di riscaldamento della giusta qualità, è necessario farsi un'idea in merito. Il settore edile offre una vasta gamma di apparecchiature per il riscaldamento. Il trasferimento di calore dai dispositivi all'ambiente avviene a causa dell'irraggiamento e della convezione.

Esistono diversi tipi di apparecchiature utilizzate in diversi sistemi di riscaldamento. Come scegliere radiatori di alta qualità? La classificazione delle apparecchiature viene effettuata in base a vari criteri, inclusi i materiali utilizzati nella produzione, la progettazione, il metodo di installazione e altre caratteristiche.

I consulenti di vendita professionisti dei supermercati edili aiuteranno a rispondere alla domanda su quali dispositivi di riscaldamento siano migliori. I più diffusi sono i dispositivi di ingegneria termica in acciaio, caratterizzati da costi relativamente bassi e caratteristiche di resistenza accettabili.

Sono fabbricati in conformità con i requisiti di GOST 19904-90.

Le batterie in profilato di alluminio estruso o pressofuse si sono dimostrate valide. La tecnologia della loro produzione è determinata da GOST 8617-81. lo spessore minimo della parete deve essere di almeno un millimetro e mezzo. Questo deve essere preso in considerazione quando si seleziona l'attrezzatura per il riscaldamento degli ambienti.

Nel tempo libero

Calcolo termotecnico degli impianti di riscaldamento

La necessità del calcolo termotecnico degli impianti di riscaldamento (così come di altri elementi e strutture) sorge in caso di un'importante revisione e ammodernamento degli edifici.

L'importanza di eseguire tali lavori nelle strutture è aumentata negli ultimi anni a causa dell'elevata usura degli edifici costruiti negli anni sovietici. Gli impianti di riscaldamento di cui erano dotati gli edifici dieci anni fa, e sono tuttora in fase di allestimento, sono progettati in modo tale da non consentire un'efficiente distribuzione del calore tra i piani e i singoli elementi degli impianti interni all'edificio.

In parole povere, in alcune parti dell'impianto di riscaldamento può essere sprigionato troppo calore, mentre in altre non abbastanza. Di conseguenza, alcuni appartamenti ricevono un eccesso di offerta, che consente ai residenti di vivere con le finestre aperte anche in inverno. E viceversa, alcuni appartamenti si bloccano perché non ricevono abbastanza calore.

L'eliminazione di queste carenze consentirà l'ingegneria termica e l'imaging termico delle strutture degli edifici e delle strutture http://www.disso.spb.ru/?item=9.

Nella prima fase vengono eseguite le misurazioni: viene eseguito un sondaggio e gli ingegneri specializzati ricevono qualcosa di simile a questa mappa. Mostra le aree con diverse condizioni termiche degli edifici e consente di correggere i difetti esistenti.

Il prossimo passo è condurre un calcolo di ingegneria del calore che consente di risolvere il problema della distribuzione uniforme del calore in casa. Ogni struttura gestisce questo compito in modo diverso. In alcuni casi, è necessario isolare la casa - per condurre la guaina con l'isolamento. In altri casi, è necessario bilanciare i sistemi di riscaldamento, modernizzare i sistemi di ingegneria esistenti da ITP.

L'indagine termica rivelerà i difetti di riscaldamento e indicherà a ingegneri e progettisti quali elementi strutturali richiedono il ricalcolo. In futuro, la modernizzazione viene eseguita utilizzando tecnologie moderne e moderne apparecchiature di riscaldamento.

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Data: 25 febbraio 2014

Quando si scelgono i radiatori, vale la pena considerare tutti i fattori che li influenzano.

Mantenere un regime di temperatura e umidità confortevole in locali residenziali o di altro tipo nelle condizioni climatiche del nostro paese è impossibile senza sistemi di riscaldamento. Gli schemi più diffusi con un liquido di raffreddamento intermedio, che può essere sia centralizzato che autonomo.

I dispositivi finali in tali sistemi sono dispositivi di riscaldamento che eseguono processi di scambio termico nei locali.

La domanda: come scegliere i radiatori per riscaldamento, tenendo conto di tutti i fattori, è piuttosto complicata e richiede una considerazione dettagliata.

2 Esempio 1

Calcolare
spessore della parete esterna di un edificio residenziale,
situato nella città di Topki, Kemerovo
le zone.

UN.
Dati iniziali

1. Stimato
   temperatura dei cinque più freddi
   giorni

T_n=
-39 оС
(Tabella 1 o Appendice 1 del presente manuale);

1. medio
   temperatura del periodo di riscaldamento
   T_da.per.=
   -8,2°C
   (vedi ibid.);

2. Durata
   periodo di riscaldamento z_da.per.=
   235 giorni (ibid.);

3. Stimato
   temperatura dell'aria interna T_v=
   +20 оС,

parente
umidità dell'aria interna φ=
55%

(centimetro.
appendice 2 del presente manuale);

1. Umidità
   modalità stanza - normale (Tabella 1
   );

2. Zona
   umidità - secco (app. 1*);

3. Condizioni
   operazione - A (app. 2).

Riso.
2. Schizzo di progettazione della parete

tavolo
7. Termotecnico
caratteristiche materiali (in poi
agg. 3*, soggetto a operazione A)

Nome
Materialeγ,
kg/m3
agg.3*
δ,
mλ,
W/(m°C),
agg.3*,

m2 °C/O
1.	Cemento-sabbia soluzione	1800	0,02	0,76	0,026
2.	Mattone cavo in ceramica su sabbia di cemento soluzione	1400	0,12	0,52	0,23

Nome
Materialeγ,
kg/m3
agg.3* δ,
mλ,
W/(m°C),
agg.3*,

m2 °C/O
3.	Piatti lana minerale su sintetico raccoglitore	50	δ3	0,052	δ3/0,052
4.	Mattone cavo in ceramica su sabbia di cemento soluzione	1400	0,38	0,52	0,73
5.	Sabbia calcarea soluzione	1600	0,015	0,7	0,021

B.
Procedura di calcolo

1.
In conformità con la clausola 4.1. e 4.2 richiesto
resistenza al trasferimento di calore di un dato
gli edifici dovrebbero essere determinati dalle condizioni
risparmio energetico a seconda
gradi di riscaldamento giorni
secondo la formula (5a):

GSOP
= (T_v—
T_da.per.)z_da.per.

GSOP
= (20-(-8,2))·235 = 6627.

.
Resistenza richiesta (ridotta).
trasferimento di calore da condizioni di risparmio energetico
determinato per interpolazione secondo la tabella. 2 (o
scheda. 1b)

R_otr=
3,72 (mq
oC/O).

.
Resistenza termica totale
la struttura di chiusura è determinata da
formula (3):

;

dove
α_v=
8,7 W/(m2 °C)
(Tabella 4*, vedi anche Tabella 4 del manuale);

α_n=
23 W/(m2 °C)
(Tabella 6*, vedi anche Tabella 5 del manuale).

R_oR_otr

R_o
=
1/8,7 + 0,026 + 0,23 + δ₃/0,052
+ 0,73 + 0,021 + 1/23 = 3,72

δ₃=
0,13 (m)

.
Tenendo conto dello spessore modulare del mattone
opere murarie accettare
spessore dell'isolamento in lana minerale
piastre pari a 0,14 m.
Quindi lo spessore totale delle pareti esterne senza
la contabilizzazione degli strati di finitura sarà di 0,64 m
(2,5 mattoni).

Spendiamo
calcolo di verifica del termico totale
resistenza strutturale:

R_o
=
1/8,7 + 0,026 + 0,23 + 0,14/0,052 + 0,73 + 0,021 + 1/23 =3,85

R_o
=
3,85 > R_otr
=
3,72

Conclusione:
progetto accettato di pareti esterne
soddisfa i requisiti termici.