TÍNH TOÁN KỸ THUẬT NHIỆT CÁC CẤU TRÚC MÔI TRƯỜNG

Tính toán kỹ thuật nhiệt

Hệ thống sưởi được thiết kế để bù đắp sự mất nhiệt qua các lớp bao bọc bên ngoài tòa nhà: tường ngoài, sàn nhà, trần nhà. Khi thực hiện tính toán kỹ thuật nhiệt, các yếu tố sau đây được tính đến:

nhiệt độ và độ ẩm trung bình hàng năm của không khí ngoài trời phù hợp với các vùng khí hậu;
hướng và sức mạnh của gió;
độ dày của các cấu trúc xây dựng bên ngoài và hệ số dẫn nhiệt của vật liệu;
tính sẵn có của cửa sổ và cửa mở, đặc điểm lắp kính;
sự hiện diện của tầng áp mái và tầng hầm cho tầng đầu tiên và tầng trên.

Chỉ có thể chọn chính xác các thiết bị kỹ thuật nhiệt cuối cùng nếu tất cả các thông số được liệt kê được tính đến đầy đủ. Khi tính toán, tốt hơn là nên đánh giá quá cao các chỉ số một chút, nếu không, việc thiếu nhiệt điện có thể dẫn đến việc phải làm lại toàn bộ hệ thống.

Khi tính toán tính toán kỹ thuật nhiệt, các chỉ số phụ thuộc tốt hơn.

Có thể chọn các thiết bị cần thiết cho sơ đồ sưởi ấm này, cụ thể là bộ tản nhiệt, theo kết quả của tính toán kỹ thuật nhiệt. Theo SNiP 41-01-2003 "Hệ thống sưởi và thông gió", công suất cụ thể được khuyến nghị cho các cơ sở dân cư là từ 100 W trên 1 m vuông. tổng diện tích với chiều cao trần không quá 3000 mm. Giá trị này được hiệu chỉnh bởi các hệ số đặc biệt.

Làm thế nào tốt nhất để tính đến tất cả các yếu tố để tính toán chính xác công suất cần thiết của các thiết bị sưởi ấm? Cần lưu ý rằng sự hiện diện của một hoặc hai cửa sổ trong phòng làm tăng lượng nhiệt thất thoát lên 20 - 30%.

Nếu chúng ở phía bắc hoặc phía có gió, thì mức điều chỉnh có thể được tăng thêm 10% một cách an toàn.

Quan trọng! Bộ tản nhiệt được thiết kế để bù đắp cho sự mất nhiệt và các thông số của chúng phải được tính toán với một số biên độ

1 Trình tự chung của việc thực hiện tính toán nhiệt

V
phù hợp với đoạn 4 của sách hướng dẫn này
xác định loại tòa nhà và điều kiện, theo
cái nào nên được tính R_Otr.
Định nghĩa
R_Otr:

trên
công thức (5), nếu tòa nhà được tính
để vệ sinh và hợp vệ sinh và thoải mái
các điều kiện;
trên
công thức (5a) và bảng. 2 nếu phép tính nên
được tiến hành trên cơ sở các điều kiện tiết kiệm năng lượng.

Soạn, biên soạn
phương trình tổng trở
cấu trúc bao quanh với một
không xác định bởi công thức (4) và bằng
của anh R_Otr.
Tính toán
độ dày của lớp cách nhiệt chưa biết
và xác định độ dày tổng thể của kết cấu.
Khi làm như vậy, cần phải tính đến
độ dày của bức tường bên ngoài:

độ dày
những bức tường gạch phải là một bội số
kích thước gạch (380, 510, 640, 770 mm);
độ dày
tấm tường bên ngoài được chấp nhận
250, 300 hoặc 350 mm;
độ dày
tấm bánh sandwich được chấp nhận
bằng 50, 80 hoặc 100 mm.

Tính toán bộ trao đổi nhiệt và các phương pháp khác nhau để biên soạn cân bằng nhiệt

Khi tính toán các thiết bị trao đổi nhiệt, có thể sử dụng các phương pháp tính toán cân bằng nhiệt bên trong và bên ngoài. Phương pháp bên trong sử dụng nhiệt dung. Phương pháp bên ngoài sử dụng các giá trị của các entanpi cụ thể.

Khi sử dụng phương pháp bên trong, chất tải nhiệt được tính bằng các công thức khác nhau, tùy thuộc vào bản chất của các quá trình trao đổi nhiệt.

Nếu sự trao đổi nhiệt xảy ra mà không có bất kỳ sự biến đổi pha và hóa học nào, và do đó, không có sự giải phóng hoặc hấp thụ nhiệt.

Theo đó, chất tải nhiệt được tính theo công thức

Nếu trong quá trình trao đổi nhiệt xảy ra hiện tượng ngưng tụ hơi nước hoặc chất lỏng bay hơi, xảy ra phản ứng hóa học nào thì dùng dạng khác để tính cân bằng nhiệt lượng.

Khi sử dụng phương pháp bên ngoài, việc tính toán cân bằng nhiệt dựa trên thực tế là một lượng nhiệt bằng nhau đi vào và thoát ra thiết bị trao đổi nhiệt trong một số đơn vị thời gian.
Nếu phương pháp bên trong sử dụng dữ liệu về các quá trình trao đổi nhiệt trong chính thiết bị, thì phương pháp bên ngoài sử dụng dữ liệu từ các chỉ số bên ngoài.

Để tính nhiệt lượng cân bằng theo phương pháp ngoại diên người ta dùng công thức
.

Theo Q1 có nghĩa là lượng nhiệt đi vào thiết bị và thoát ra khỏi thiết bị trong một đơn vị thời gian.
Bởi điều này có nghĩa là entanpi của các chất đi vào và rời khỏi tập hợp.

Bạn cũng có thể tính toán chênh lệch entanpi để xác định lượng nhiệt đã được truyền giữa các phương tiện khác nhau. Đối với điều này, công thức được sử dụng.

Nếu có bất kỳ sự biến đổi pha hoặc hóa học nào xảy ra trong quá trình truyền nhiệt, thì công thức được sử dụng.

Yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị kỹ thuật nhiệt

Cách chọn tản nhiệt thép hoặc nhôm phù hợp nhất với điều kiện cụ thể. Yêu cầu kỹ thuật chung đối với các thiết bị sưởi ấm được thiết lập bởi GOST 31311-2005. Tài liệu này thiết lập các khái niệm cơ bản và các chỉ số danh nghĩa của chúng. Nhiệt độ nước làm mát tối đa cho các thiết bị nước là 70 ° C với tốc độ dòng chảy ít nhất là 60 kg mỗi phút và áp suất 1 atm.

Khi mua một bộ tản nhiệt, điều quan trọng là phải nghiên cứu tài liệu kỹ thuật của nó. Câu trả lời cho câu hỏi nên chọn thiết bị nào cho hệ thống sưởi, và cụ thể là bộ tản nhiệt, có thể thu được sau khi nghiên cứu kỹ tài liệu kỹ thuật của nó.

Các bài kiểm tra hộ chiếu được thực hiện tại nhà sản xuất, kết quả được phản ánh trong các công bố thông tin chính thức của nhà sản xuất

Câu trả lời cho câu hỏi nên chọn thiết bị nào cho hệ thống sưởi, và cụ thể là bộ tản nhiệt, có thể thu được sau khi nghiên cứu kỹ tài liệu kỹ thuật của nó. Việc kiểm tra hộ chiếu được thực hiện tại nhà sản xuất, kết quả được phản ánh trên các ấn phẩm thông tin chính thức của nhà sản xuất.

Nhân viên của các doanh nghiệp đang vận hành có thể đưa ra các khuyến nghị về thiết bị nào tốt nhất cho các hệ thống sưởi ấm cụ thể. Sự hiện diện của lớp sơn chống nóng bên ngoài không chỉ có giá trị trang trí mà còn bảo vệ các chi tiết kim loại không bị ăn mòn. Các yêu cầu chất lượng đối với các lớp phủ đó được xác định theo tiêu chuẩn của cơ quan giám sát vệ sinh và phải đáp ứng các yêu cầu của GOST 9.032-74 (cấp không thấp hơn IV).

Quan trọng! Thiết bị của hệ thống sưởi trong tòa nhà không được có các góc và cạnh sắc nhọn có thể gây thương tích cho người nếu xử lý bất cẩn. Cần đặc biệt lưu ý vấn đề này khi lựa chọn thiết bị cho trường học, nhà trẻ, bệnh viện.

Xác định độ dày của lớp cách nhiệt tường

Xác định độ dày của lớp bao công trình. Dữ liệu ban đầu:

Khu vực xây dựng - Sredny
Mục đích của tòa nhà - Khu dân cư.
Loại xây dựng - ba lớp.
Độ ẩm phòng tiêu chuẩn - 60%.
Nhiệt độ của không khí bên trong là 18 ° C.

số lớp	Tên lớp	độ dày
1	Băng dán	0,02
2	Masonry (vạc)	X
3	Cách nhiệt (polystyrene)	0,03
4	Băng dán	0,02

2 Quy trình tính toán.

Tôi thực hiện tính toán theo tiêu chuẩn thiết kế SNiP II-3-79 * “. Kỹ thuật nhiệt xây dựng ”

A) Tôi xác định điện trở nhiệt yêu cầu R_{o (tr) theo công thức:}

R_{o (tr) = n (tv-tn) / (Δtn * αv), trong đó n là hệ số được chọn có tính đến vị trí của bề mặt bên ngoài của kết cấu bao quanh so với không khí bên ngoài.}

n = 1

tn là t mùa đông tính toán của không khí bên ngoài, được lấy theo đoạn 2.3 của SNiPa “Kỹ thuật sưởi ấm trong xây dựng”.

Tôi chấp nhận có điều kiện 4

Tôi xác định rằng tн cho một điều kiện nhất định được coi là nhiệt độ tính toán của ngày đầu tiên lạnh nhất: tн = t_{x (3); t_{x (1) = - 20 ° C; t_{x (5) = - 15 ° С.}}}

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

Δtn là hiệu số tiêu chuẩn giữa không khí thiếc và thiếc bề mặt của kết cấu bao bọc, Δtn = 6 ° C theo bảng. 2

αv - hệ số truyền nhiệt của bề mặt bên trong của kết cấu hàng rào

αv = 8,7 W / m2 ° C (theo Bảng 4)

R_{o (tr) = n (tv-tn) / (Δtn * αv) = 1 * (18 - (- 18) / (6 * 8,7) = 0,689 (m2 ° C / W)}

B) Xác định R_O= 1 / αv + R₁+ R₂+ R₃+ 1 / αn, trong đó αn là hệ số truyền nhiệt, đối với điều kiện mùa đông của bề mặt bao bọc bên ngoài. αн = 23 W / m2 ° С theo bảng. 6 # lớp

	Tên vật liệu	số hàng	ρ, kg / m3	σ, m	λ	S
1	Vữa vôi cát	73	1600	0,02	0,7	8,69
2	Kotelets	98	1600	0,39	1,16	12,77
3	xốp	144	40	X	0,06	0,86
4	Giải pháp phức tạp	72	1700	0,02	0,70	8,95

Để điền vào bảng, tôi xác định các điều kiện hoạt động của kết cấu bao quanh, tùy thuộc vào các khu vực độ ẩm và chế độ ẩm ướt trong cơ sở.

1 Chế độ độ ẩm của cơ sở là bình thường theo bảng. một

2 Vùng ẩm - khô

Tôi xác định các điều kiện hoạt động → 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 / W)

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

Tôi chấp nhận R_O= R_{o (tr) = 0,689m2 ° C / W}

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

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

Tôi chấp nhận một cách xây dựng σ_{1 (f) = 0,050 m}

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

3 Tôi xác định quán tính của vỏ công trình (độ lớn).

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

Kết luận: kết cấu tường bao bằng đá vôi ρ = 2000kg / m3, dày 0,390 m, cách nhiệt bằng nhựa xốp dày 0,050 m, đảm bảo điều kiện nhiệt độ, độ ẩm bình thường của khuôn viên và đáp ứng các yêu cầu vệ sinh và đảm bảo vệ sinh cho công trình. .

Phân loại thiết bị cho hệ thống sưởi

Bộ tản nhiệt bằng thép là phổ biến nhất và chúng có giá cả phải chăng.

Để chọn được những thiết bị sưởi ấm chất lượng phù hợp, bạn cần nắm được ý kiến trong vấn đề này. Ngành xây dựng cung cấp nhiều loại thiết bị sưởi ấm. Sự truyền nhiệt từ các thiết bị ra môi trường xảy ra do bức xạ và đối lưu.

Có một số loại thiết bị được sử dụng trong các hệ thống sưởi ấm khác nhau. Làm thế nào để chọn bộ tản nhiệt chất lượng cao? Việc phân loại thiết bị được thực hiện theo nhiều tiêu chí khác nhau, bao gồm vật liệu sử dụng trong sản xuất, thiết kế, phương pháp lắp đặt và các tính năng khác.

Đội ngũ tư vấn bán hàng chuyên nghiệp từ siêu thị xây dựng sẽ giúp trả lời câu hỏi thiết bị sưởi ấm nào tốt hơn. Phổ biến nhất là các thiết bị kỹ thuật nhiệt thép, được đặc trưng bởi chi phí tương đối thấp và các đặc tính cường độ chấp nhận được.

Chúng được sản xuất phù hợp với các yêu cầu của GOST 19904-90.

Pin được làm bằng nhôm định hình đùn hoặc đúc đã được chứng minh là tốt. Công nghệ sản xuất của họ được xác định bởi GOST 8617-81. độ dày tối thiểu của tường ít nhất phải là một mm rưỡi. Điều này phải được tính đến khi lựa chọn thiết bị sưởi ấm không gian.

Lúc rảnh rỗi

Tính toán kỹ thuật nhiệt của hệ thống sưởi

Nhu cầu tính toán kỹ thuật nhiệt của hệ thống sưởi ấm (cũng như các phần tử và cấu trúc khác) nảy sinh trong trường hợp đại tu và hiện đại hóa các tòa nhà.

Mức độ liên quan của việc thực hiện những công việc như vậy tại các cơ sở đã tăng lên trong những năm gần đây do mức độ hao mòn cao của các tòa nhà được xây dựng từ những năm Xô Viết. Hệ thống sưởi mà các tòa nhà đã được trang bị cách đây mười năm và vẫn đang được trang bị, được thiết kế theo cách chúng không cho phép phân phối nhiệt hiệu quả giữa các tầng và các phần tử riêng lẻ của hệ thống bên trong tòa nhà.

Nói một cách dễ hiểu, ở một số bộ phận của hệ thống sưởi, có thể tỏa ra quá nhiều nhiệt, trong khi ở những bộ phận khác thì không đủ. Do đó, một số căn hộ nhận được tình trạng cung vượt cầu, cho phép cư dân sống với cửa sổ mở ngay cả trong mùa đông. Và ngược lại - một số căn hộ bị đóng băng vì không nhận đủ nhiệt.

Để loại bỏ những thiếu sót này sẽ cho phép kỹ thuật nhiệt và hình ảnh nhiệt của các cấu trúc của các tòa nhà và công trình http://www.disso.spb.ru/?item=9.

Ở giai đoạn đầu tiên, các phép đo được thực hiện - một cuộc khảo sát được thực hiện và các chuyên gia-kỹ sư nhận được một thứ giống như bản đồ này. Nó hiển thị các khu vực có điều kiện nhiệt khác nhau của các tòa nhà và cho phép bạn sửa chữa các khiếm khuyết hiện có.

Bước tiếp theo là tiến hành tính toán kỹ thuật nhiệt, cho phép giải quyết vấn đề phân bố nhiệt đồng đều trong ngôi nhà. Mỗi cơ sở xử lý nhiệm vụ này khác nhau. Trong một số trường hợp, cần phải cách nhiệt cho ngôi nhà - tiến hành bọc bằng vật liệu cách nhiệt. Trong các trường hợp khác, cần phải cân bằng hệ thống sưởi, hiện đại hóa hệ thống kỹ thuật hiện có từ ITP.

Khảo sát nhiệt sẽ cho thấy các khuyết tật về nhiệt và chỉ ra cho các kỹ sư và nhà thiết kế biết những yếu tố cấu trúc nào cần tính toán lại. Trong tương lai, hiện đại hóa được thực hiện bằng cách sử dụng các công nghệ hiện đại và thiết bị sưởi ấm hiện đại.

Ngày: 25 tháng 2 năm 2014

Khi lựa chọn bộ tản nhiệt, cần xem xét tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến chúng.

Duy trì một chế độ nhiệt độ và độ ẩm thoải mái trong khu dân cư hoặc các cơ sở khác trong điều kiện khí hậu của nước ta là không thể nếu không có hệ thống sưởi ấm. Các chương trình phổ biến nhất với chất làm mát trung gian, có thể vừa tập trung vừa tự trị.

Các thiết bị cuối cùng trong các hệ thống như vậy là các thiết bị sưởi ấm thực hiện các quá trình trao đổi nhiệt trong cơ sở.

Câu hỏi: làm thế nào để chọn bộ tản nhiệt sưởi ấm, có tính đến tất cả các yếu tố, khá phức tạp và cần phải xem xét chi tiết.

2 Ví dụ 1

Tính toán
độ dày của bức tường bên ngoài của một tòa nhà dân cư,
nằm ở thành phố Topki, Kemerovo
khu vực.

MỘT.
Dữ liệu ban đầu

Ước lượng
nhiệt độ của năm lạnh nhất
ngày

t_n=
-39 оС
(Bảng 1 hoặc Phụ lục 1 của sổ tay này);

Trung bình
nhiệt độ thời kỳ sưởi ấm
t_from.per.=
-8,2 ° C
(xem sđd.);
Khoảng thời gian
thời gian sưởi ấm z_from.per.=
235 ngày (sđd);
Ước lượng
nhiệt độ không khí trong nhà t_v=
+20 оС,

quan hệ
độ ẩm không khí trong nhà φ=
55%

(cm.
phụ lục 2 của hướng dẫn này);

Độ ẩm
chế độ phòng - bình thường (Bảng 1
);
Vùng
độ ẩm - khô (ứng dụng. 1 *);
Các điều kiện
hoạt động - A (ứng dụng. 2).

Cơm.
2. Bản phác thảo thiết kế tường

bàn
7. Kỹ thuật nhiệt
đặc điểm vật liệu (trên
tính từ. 3 *, tùy thuộc vào hoạt động A)

Tên
vật tưγ,
kg / m3
adj.3 *
δ,
mλ,
W / (m ° C),
adj.3 *,

m2 ° C / W
1.	Xi măng cát giải pháp	1800	0,02	0,76	0,026
2.	Gạch gốm rỗng trên cát xi măng giải pháp	1400	0,12	0,52	0,23

Tên
vật tưγ,
kg / m3
adj.3 * δ,
mλ,
W / (m ° C),
adj.3 *,

m2 ° C / W
3.	Tấm len khoáng tổng hợp chất kết dính	50	δ₃	0,052	δ₃/0,052
4.	Gạch gốm rỗng trên cát xi măng giải pháp	1400	0,38	0,52	0,73
5.	Vôi cát giải pháp	1600	0,015	0,7	0,021

B.
Quy trình tính toán

1.
Phù hợp với khoản 4.1. và 4.2 bắt buộc
khả năng chống truyền nhiệt của một
các tòa nhà nên được xác định từ các điều kiện
tiết kiệm năng lượng tùy thuộc vào
nhiệt độ ngày
theo công thức (5a):

GSOP
= (t_v—
t_from.per.)z_from.per.

GSOP
= (20-(-8,2))·235 = 6627.

.
Sức đề kháng bắt buộc (giảm)
truyền nhiệt từ các điều kiện tiết kiệm năng lượng
xác định bằng phép nội suy theo bảng. 2 (hoặc
chuyển hướng. 1b)

R_Otr=
3,72 (m2
oC / W).

.
Tổng trở nhiệt
cấu trúc bao quanh được xác định bởi
công thức (3):

;

ở đâu
α_v=
8,7 W / (m2 ° C)
(Bảng 4 *, xem thêm Bảng 4 của sách hướng dẫn);

α_n=
23 W / (m2 ° C)
(Bảng 6 *, xem thêm Bảng 5 của sách hướng dẫn).

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)

.
Có tính đến độ dày mô-đun của gạch
nề Chấp nhận
độ dày của bông khoáng cách nhiệt
tấm bằng 0,14 m.
Sau đó, tổng độ dày của các bức tường bên ngoài mà không có
tính toán cho các lớp hoàn thiện sẽ là 0,64 m
(2,5 viên gạch).

Hãy chi tiêu
tính toán xác minh của tổng nhiệt
kháng cấu trúc:

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

Sự kết luận:
chấp nhận thiết kế của các bức tường bên ngoài
đáp ứng các yêu cầu về nhiệt.