Razlog zagrevanja provodnika le?i u ?injenici da se energija elektrona koji se kre?u u njemu (drugim re?ima, energija struje) pretvara u topli tip energije, ili Q, tokom uzastopnog sudara ?estica sa iona molekularnog elementa, tako se formira koncept "toplotne snage".

Rad struje se meri kori??enjem me?unarodnog sistema jedinica SI, primenom d?ula (J) na njega, definisanog kao "vat" (W). Odstupaju?i od sistema u praksi, mogu koristiti i vansistemske jedinice koje mjere rad struje. Me?u njima su vat-sat (W x h), kilovat-sat (skra?eno kW x h). Na primjer, 1 Wh ozna?ava rad struje sa specifi?nom snagom od 1 vata i vremenskim trajanjem od jednog sata.

Ako se elektroni kre?u du? fiksnog metalnog vodi?a, u ovom slu?aju cijeli koristan rad generirana struja se distribuira na zagrijavanje metalne konstrukcije, a na osnovu odredbi zakona odr?anja energije to se mo?e opisati formulom Q=A=IUt=I 2 Rt=(U 2 /R) *t. Takvi omjeri ta?no izra?avaju dobro poznati Joule-Lenzov zakon. Istorijski gledano, prvi ga je empirijski utvrdio nau?nik D. Joule sredinom 19. vijeka, au isto vrijeme, nezavisno od njega, drugi nau?nik - E. Lenz. Prakti?na upotreba toplotna snaga je prona?ena u tehni?kom dizajnu iz izuma 1873. ruskog in?enjera A. Ladygina obi?ne ?arulje sa ?arnom niti.

Toplotna snaga struje koristi se u nizu elektri?nih aparata i industrijskih instalacija, i to u termo grija?im elektri?nim ?poretima, opremi za elektro zavarivanje i inventaru, vrlo su ?esti ku?ni aparati sa efektom elektri?nog grijanja - bojleri, lemilice, kotlovi, pegle.

Pronalazi se termi?kim efektom i in Prehrambena industrija. Uz veliki udio u upotrebi, koristi se mogu?nost elektrokontaktnog grijanja, ?to garantira toplinsku snagu. To je zbog ?injenice da struja i njena toplinska snaga, utje?u?i na prehrambeni proizvod, koji ima odre?eni stupanj otpora, uzrokuje ravnomjerno zagrijavanje u njemu. Mo?ete dati primjer kako se kobasice proizvode: kroz poseban dozator seckano meso ulazi u metalne kalupe, ?iji zidovi istovremeno slu?e kao elektrode. Ovde se obezbe?uje stalna ujedna?enost zagrevanja po celoj povr?ini i zapremini proizvoda, odr?ava se zadata temperatura, odr?ava optimalna biolo?ka vrednost prehrambenog proizvoda, zajedno sa ovim faktorima, trajanje tehnolo?ke radove a potro?nja energije svedena na minimum.

Specifi?no termi?ka struja(o), drugim rije?ima - ono ?to se osloba?a u jedinici volumena za odre?enu jedinicu vremena, izra?unava se na sljede?i na?in. Elementarni cilindri?ni volumen vodi?a (dV), sa popre?nim presjekom provodnika dS, du?inom dl, paralelom i otporom su jedna?ine R=p(dl/dS), dV=dSdl.

Prema definicijama Joule-Lenzovog zakona, za dodijeljeno vrijeme (dt) u zapremini koju uzimamo, nivo topline jednak dQ=I 2 Rdt=p(dl/dS)(jdS) 2 dt=pj 2 dVdt ?e biti pu?ten. U ovom slu?aju, o=(dQ)/(dVdt)=pj 2 i, primjenjuju?i ovdje Ohmov zakon za utvr?ivanje gustine struje j=gE i relacije p=1/g, odmah dobijamo izraz o=jE= gE 2 U diferencijalnom obliku daje koncept Joule-Lenzovog zakona.

Izgradite sistem grijanja vlastitu ku?u ili ?ak u gradskom stanu - izuzetno odgovorno zanimanje. Istovremeno, bilo bi potpuno nerazumno kupovati kotlovsku opremu, kako ka?u, "na oko", odnosno bez uzimanja u obzir svih karakteristika stanovanja. Pri tome je sasvim mogu?e pasti u dvije krajnosti: ili snaga kotla ne?e biti dovoljna - oprema ?e raditi "u najve?oj mjeri", bez pauza, ali ne?e dati o?ekivani rezultat, ili, obrnuto, kupit ?e se preskup ure?aj, ?ije ?e mogu?nosti ostati potpuno nepotra?ene.

Ali to nije sve. Nije dovoljno pravilno kupiti potreban kotao za grijanje - vrlo je va?no optimalno odabrati i pravilno postaviti ure?aje za izmjenu topline u prostorije - radijatore, konvektori ili "topli podovi". I opet, oslonite se samo na svoju intuiciju ili " dobar savjet» kom?ije nisu najrazumnija opcija. Jednom rije?ju, odre?ene kalkulacije su neophodne.

Naravno, u idealnom slu?aju, takve prora?une toplinske tehnike trebaju izvr?iti odgovaraju?i stru?njaci, ali to ?esto ko?ta puno novca. Nije li zanimljivo poku?ati to u?initi sami? Ova publikacija ?e detaljno pokazati kako se grijanje izra?unava po povr?ini prostorije, uzimaju?i u obzir mnoge va?ne nijanse. Po analogiji, to ?e biti mogu?e izvesti, ugra?eno u ovu stranicu, pomo?i ?e vam da izvr?ite potrebne prora?une. Tehnika se ne mo?e nazvati potpuno "bezgre?nom", me?utim, ipak vam omogu?ava da dobijete rezultat s potpuno prihvatljivim stupnjem ta?nosti.

Najjednostavniji na?ini izra?unavanja

Da bi sistem grijanja stvorio ugodne uslove za ?ivot tokom hladne sezone, mora se nositi s dva glavna zadatka. Ove funkcije su usko povezane, a njihovo razdvajanje je vrlo uslovno.

• Prvi je odr?avanje optimalnog nivoa temperature zraka u cijeloj zapremini grijane prostorije. Naravno, nivo temperature mo?e neznatno varirati s visinom, ali ta razlika ne bi trebala biti zna?ajna. Smatra se da su prili?no ugodni uvjeti u prosjeku +20 ° C - ova temperatura se u pravilu uzima kao po?etna temperatura u toplinskim prora?unima.

Drugim rije?ima, sistem grijanja mora biti u stanju zagrijati odre?enu koli?inu zraka.

Ako pristupimo s potpunom ta?no??u, onda za pojedina?ne sobe u stambenim zgradama uspostavljeni su standardi potrebne mikroklime - definirani su GOST 30494-96. Izvod iz ovog dokumenta nalazi se u tabeli ispod:

Namjena prostorije	Temperatura vazduha, °S		Relativna vla?nost, %		Brzina zraka, m/s
	optimalno	prihvatljivo	optimalno	dozvoljeno, max	optimalno, max	dozvoljeno, max
Za hladnu sezonu
Dnevna soba	20?22	18?24 (20?24)	45?30	60	0.15	0.2
Isto, ali za dnevne sobe u regijama sa minimalnim temperaturama od -31 °C i ni?e	21?23	20?24 (22?24)	45?30	60	0.15	0.2
Kuhinja	19:21	18:26	N/N	N/N	0.15	0.2
Toalet	19:21	18:26	N/N	N/N	0.15	0.2
Kupatilo, kombinovano kupatilo	24?26	18:26	N/N	N/N	0.15	0.2
Prostorije za odmor i u?enje	20?22	18:24	45?30	60	0.15	0.2
Me?ustambeni hodnik	18:20	16:22	45?30	60	N/N	N/N
predvorje, stepeni?te	16?18	14:20	N/N	N/N	N/N	N/N
Ostave	16?18	12?22	N/N	N/N	N/N	N/N
Za toplu sezonu (Standard je samo za stambene prostore. Za ostalo - nije standardizovan)
Dnevna soba	22?25	20?28	60?30	65	0.2	0.3

• Drugi je kompenzacija toplinskih gubitaka kroz konstruktivne elemente zgrade.

Glavni "neprijatelj" sistema grijanja je gubitak topline kroz gra?evinske konstrukcije.

Na?alost, gubitak topline je najozbiljniji "suparnik" svakog sistema grijanja. Mogu se svesti na odre?eni minimum, ali ?ak i uz najkvalitetniju toplinsku izolaciju jo? ih se nije mogu?e u potpunosti rije?iti. Curenja toplotne energije idu u svim smjerovima - njihova pribli?na distribucija prikazana je u tabeli:

Gra?evinski element	Pribli?na vrijednost gubitka topline
Temelj, podovi u prizemlju ili preko negrijanih podrumskih (podrumskih) prostorija	od 5 do 10%
"Mostovi hladno?e" kroz lo?e izolovani zglobovi gra?evinske konstrukcije	od 5 do 10%
Ulazna mjesta in?enjerske komunikacije(kanalizacija, vodovod, plinske cijevi, elektri?ni kablovi itd.)	do 5%
Vanjski zidovi, ovisno o stepenu izolacije	od 20 do 30%
Prozori i vanjska vrata lo?eg kvaliteta	oko 20?25%, od ?ega oko 10% - kroz nezaptivene spojeve izme?u kutija i zida, i zbog ventilacije
Krov	do 20%
Ventilacija i dimnjak	do 25 ?30%

Naravno, da bi se nosio sa ovakvim zadacima, sistem grijanja mora imati odre?enu toplotnu snagu, a taj potencijal ne samo da mora odgovarati op?im potrebama zgrade (stana), ve? i biti pravilno raspore?en po prostorijama, u skladu sa njihovu oblast i niz drugih va?ni faktori.

Obi?no se prora?un vr?i u smjeru "od malog prema velikom". Jednostavno re?eno, za svaku grijanu prostoriju izra?unava se potrebna koli?ina toplinske energije, dobijene vrijednosti se sumiraju, dodaje se otprilike 10% rezerve (tako da oprema ne radi na granici svojih mogu?nosti) - a rezultat ?e pokazati koliko snage treba kotlu za grijanje. I vrijednosti za svaku sobu bit ?e po?etna ta?ka za prora?un potreban iznos radijatori.

Najjednostavnija i naj?e??e kori??ena metoda u neprofesionalnom okru?enju je prihvatanje norme od 100 vati toplotne energije za svaki kvadratnom metru podru?je:

Najprimitivniji na?in brojanja je omjer od 100 W / m?

Q = Sx 100

Q- potrebna toplotna snaga za prostoriju;

S– povr?ina prostorije (m?);

100 — specifi?na snaga po jedinici povr?ine (W/m?).

Na primjer, soba 3,2 x 5,5 m

S= 3,2 x 5,5 = 17,6 m?

Q= 17,6 x 100 = 1760 W ? 1,8 kW

Metoda je o?igledno vrlo jednostavna, ali vrlo nesavr?ena. Vrijedi odmah napomenuti da je uvjetno primjenjiv samo sa standardnom visinom stropa - pribli?no 2,7 m (dozvoljeno - u rasponu od 2,5 do 3,0 m). Sa ove ta?ke gledi?ta, izra?un ?e biti ta?niji ne iz povr?ine, ve? iz zapremine prostorije.

Jasno je da se u ovom slu?aju izra?unava vrijednost specifi?ne snage kubni metar. Za armirani beton se uzima jednako 41 W / m? panel ku?a, ili 34 W / m? - u cigli ili od drugih materijala.

Q = S x hx 41 (ili 34)

h- visina plafona (m);

41 ili 34 - specifi?na snaga po jedinici zapremine (W / m?).

Na primjer, ista soba panel ku?a, sa visinom plafona 3,2 m:

Q= 17,6 x 3,2 x 41 = 2309 W ? 2,3 kW

Rezultat je ta?niji, jer ve? uzima u obzir ne samo sve linearne dimenzije prostorije, ali ?ak i, u odre?enoj mjeri, karakteristike zidova.

Ali ipak, jo? uvijek je daleko od stvarne to?nosti - mnoge nijanse su „izvan zagrada“. Kako izvr?iti prora?une bli?e stvarnim uvjetima - u sljede?em dijelu publikacije.

Mo?da ?e vas zanimati informacije o tome ?ta su

Izvo?enje prora?una potrebne toplinske snage, uzimaju?i u obzir karakteristike prostora

Algoritmi prora?una o kojima smo gore govorili korisni su za po?etnu „procjenu“, ali se ipak trebate u potpunosti osloniti na njih s velikom pa?njom. ?ak i osobi koja ni?ta ne razumije u gra?evinsku toplinsku tehniku, navedene prosje?ne vrijednosti svakako mogu izgledati sumnjive - one ne mogu biti jednake, recimo, za Krasnodarska teritorija i za oblast Arhangelsk. Osim toga, soba - soba je druga?ija: jedna se nalazi na uglu ku?e, odnosno ima dva vanjska zida, a druga je za?ti?ena od gubitka topline drugim prostorijama sa tri strane. Osim toga, soba mo?e imati jedan ili vi?e prozora, i malih i vrlo velikih, ponekad ?ak i panoramskih. I sami prozori mogu se razlikovati u materijalu proizvodnje i drugim zna?ajkama dizajna. I ovo nije potpuna lista - upravo su takve karakteristike vidljive ?ak i "golim okom".

Jednom rije?ju, postoji puno nijansi koje utje?u na gubitak topline svake pojedine prostorije, i bolje je ne biti previ?e lijen, ve? izvr?iti temeljitiji izra?un. Vjerujte mi, prema metodi predlo?enoj u ?lanku, to ne?e biti tako te?ko u?initi.

Op?i principi i formula za prora?un

Prora?uni ?e se temeljiti na istom omjeru: 100 W po 1 kvadratnom metru. Ali to je samo sama formula "obrasla" poprili?nim brojem raznih faktora korekcije.

Q = (S x 100) x a x b x c x d x e x f x g x h x i x j x k x l x m

Pisma, koji ozna?avaju koeficijente, uzimaju se sasvim proizvoljno, po abecednom redu i nisu povezani ni sa jednim standardnim veli?inama prihva?enim u fizici. O zna?enju svakog koeficijenta raspravljat ?e se posebno.

• "a" - koeficijent koji uzima u obzir broj vanjskih zidova u odre?enoj prostoriji.

O?igledno, ?to vi?e vanjskih zidova u prostoriji, to vi?e povr?ine, kroz koje gubitak toplote. Osim toga, prisustvo dva ili vi?e vanjskih zidova zna?i i uglove - izuzetno ranjiva mjesta u smislu stvaranja "hladnih mostova". Koeficijent "a" ?e ispraviti ovo specifi?na karakteristika sobe.

Koeficijent se uzima jednak:

- vanjski zidovi br(u zatvorenom): a = 0,8;

- spoljni zid jedan: a = 1.0;

- vanjski zidovi dva: a = 1.2;

- vanjski zidovi tri: a = 1.4.

• "b" - koeficijent koji uzima u obzir lokaciju vanjskih zidova prostorije u odnosu na kardinalne to?ke.

Mo?da ?e vas zanimati informacije o tome ?ta su

?ak iu najhladnijim zimskim danima solarna energija i dalje uti?e na temperaturni balans u zgradi. Sasvim je prirodno da strana ku?e koja je okrenuta prema jugu prima odre?enu koli?inu toplote od sun?evih zraka, a gubici toplote kroz nju su manji.

Ali zidovi i prozori okrenuti prema sjeveru nikada ne "vide" Sunce. East End kod ku?e, iako "grabi" jutarnje sun?eve zrake, ipak od njih ne dobija nikakvo efikasno zagrevanje.

Na osnovu toga uvodimo koeficijent "b":

- pogled na spoljne zidove sobe Sjever ili Istok: b = 1.1;

- spoljni zidovi prostorije su orijentisani prema Jug ili Zapad: b = 1,0.

• "c" - koeficijent koji uzima u obzir lokaciju prostorije u odnosu na zimsku "ru?u vjetrova"

Mo?da ova izmjena nije toliko potrebna za ku?e koje se nalaze u podru?jima za?ti?enim od vjetrova. Ali ponekad preovla?uju?i zimski vjetrovi mogu napraviti vlastita "te?ka prilago?avanja" toplinskoj ravnote?i zgrade. Naravno, zavjetrena strana, odnosno "zamijenjena" vjetrom, izgubit ?e mnogo vi?e tijela, u odnosu na zavjetrinu, suprotno.

Na osnovu rezultata dugoro?nih meteorolo?kih osmatranja u bilo kojoj regiji, sastavlja se takozvana "ru?a vjetrova" - grafi?ki dijagram koji prikazuje prevladavaju?e smjerove vjetrova zimi i ljeti. Ove informacije mo?ete dobiti od lokalne hidrometeorolo?ke slu?be. Me?utim, mnogi stanovnici i sami, bez meteorologa, vrlo dobro znaju odakle zimi uglavnom duvaju vjetrovi i s koje strane ku?e naj?e??e metnu najdublji snje?ni nanosi.

Ako postoji ?elja da se prora?uni izvr?e s ve?om precizno??u, tada se faktor korekcije "c" tako?er mo?e uklju?iti u formulu, uzimaju?i ga jednakim:

- zavjetrena strana ku?e: c = 1.2;

- zavjetrinski zidovi ku?e: c = 1,0;

- zid postavljen paralelno sa smjerom vjetra: c = 1.1.

• "d" - faktor korekcije koji uzima u obzir karakteristike klimatskim uslovima regija za izgradnju ku?a

Naravno, koli?ina toplotnih gubitaka kroz sve gra?evinske konstrukcije zgrade uvelike ?e zavisiti od nivoa zimskih temperatura. Sasvim je jasno da tokom zime indikatori termometara „ple?u“ u odre?enom rasponu, ali za svaku regiju postoji prosje?an indikator najvi?e niske temperature, karakteristi?no za najhladniji petodnevni period u godini (obi?no je to karakteristi?no za januar). Na primjer, ispod je mapa-?ema teritorije Rusije, na kojoj su pribli?ne vrijednosti prikazane u bojama.

Obi?no je ovu vrijednost lako provjeriti kod regionalne meteorolo?ke slu?be, ali se u principu mo?ete osloniti na vlastita zapa?anja.

Dakle, koeficijent "d", uzimaju?i u obzir posebnosti klime u regionu, za na?e prora?une uzimamo jednak:

— od – 35 °S i ispod: d=1,5;

— od – 30 °S do – 34 °S: d=1.3;

— od – 25 °S do – 29 °S: d=1.2;

— od – 20 °S do – 24 °S: d=1.1;

— od – 15 °S do – 19 °S: d=1,0;

— od – 10 °S do – 14 °S: d=0,9;

- nije hladnije - 10 °S: d=0,7.

• "e" - koeficijent koji uzima u obzir stepen izolacije vanjskih zidova.

Ukupna vrijednost toplotnog gubitka zgrade direktno je povezana sa stepenom izolacije svih gra?evinskih konstrukcija. Jedan od "lidera" po gubitku toplote su zidovi. Dakle, vrijednost toplinske energije potrebna za odr?avanje udobne uslove boravak u zatvorenom prostoru ovisi o kvaliteti njihove toplinske izolacije.

Vrijednost koeficijenta za na?e prora?une mo?e se uzeti na sljede?i na?in:

- spoljni zidovi nisu izolovani: e = 1,27;

- srednji stepen izolacije - obezbe?uju se zidovi od dve cigle ili njihova povr?inska toplotna izolacija sa drugim greja?ima: e = 1,0;

– izolacija je izvedena kvalitetno, na osnovu prora?una toplotne tehnike: e = 0,85.

Kasnije u toku ove publikacije bit ?e date preporuke kako odrediti stepen izolacije zidova i drugih gra?evinskih konstrukcija.

• koeficijent "f" - korekcija visine plafona

Stropovi, posebno u privatnim ku?ama, mogu imati razli?ite visine. Stoga ?e se toplinska snaga za grijanje jedne ili druge prostorije iste povr?ine tako?er razlikovati u ovom parametru.

Ne?e biti velika gre?ka prihvatiti sljede?e vrijednosti faktor korekcije "f":

– visina plafona do 2,7 m: f = 1,0;

— visina protoka od 2,8 do 3,0 m: f = 1,05;

– visina plafona od 3,1 do 3,5 m: f = 1.1;

– visina plafona od 3,6 do 4,0 m: f = 1,15;

– visina plafona preko 4,1 m: f = 1.2.

• « g "- koeficijent koji uzima u obzir vrstu poda ili prostorije koja se nalazi ispod plafona.

Kao ?to je gore prikazano, pod je jedan od zna?ajnih izvora toplotnih gubitaka. Dakle, potrebno je izvr?iti neke prilagodbe u prora?unu ove karakteristike odre?ene prostorije. Korekcioni faktor "g" se mo?e uzeti jednakim:

- hladan pod u prizemlju ili iznad negrijana soba(na primjer, podrum ili podrum): g= 1,4 ;

- izolovani pod u prizemlju ili iznad negrijane prostorije: g= 1,2 ;

- grijana prostorija se nalazi ispod: g= 1,0 .

• « h "- koeficijent koji uzima u obzir vrstu sobe koja se nalazi iznad.

Zrak koji se grije sustavom grijanja uvijek se di?e, a ako je strop u prostoriji hladan, tada su neizbje?ni pove?ani gubici topline, ?to ?e zahtijevati pove?anje potrebne toplinske snage. Uvodimo koeficijent "h", koji uzima u obzir ovu osobinu izra?unate prostorije:

- na vrhu se nalazi "hladno" potkrovlje: h = 1,0 ;

- izolirano potkrovlje ili druga izolirana prostorija nalazi se na vrhu: h = 0,9 ;

- svaka grijana prostorija se nalazi iznad: h = 0,8 .

• « i "- koeficijent koji uzima u obzir karakteristike dizajna prozora

Prozori su jedan od "glavnih puteva" curenja toplote. Naravno, mnogo u ovom pitanju ovisi o kvaliteti same strukture prozora. Stari drveni okviri, koji su ranije bili postavljeni svuda u svim ku?ama, znatno su inferiorniji u odnosu na moderne vi?ekomorne sisteme s prozorima s dvostrukim staklom u pogledu svoje toplinske izolacije.

Bez rije?i je jasno da se termoizolacijski kvaliteti ovih prozora zna?ajno razlikuju.

Ali ?ak i izme?u PVC prozora nema potpune uniformnosti. Na primjer, dvokomorni prozor sa dvostrukim staklom (sa tri stakla) bit ?e mnogo topliji od jednokomornog.

To zna?i da je potrebno unijeti odre?eni koeficijent "i", uzimaju?i u obzir vrstu prozora instaliranih u prostoriji:

— standardno drveni prozori sa konvencionalnim dvostrukim staklom: i = 1,27 ;

– moderni prozorski sistemi sa jednokomornim dvostrukim staklima: i = 1,0 ;

– moderni prozorski sistemi sa dvokomornim ili trokomornim dvokomornim prozorima, uklju?uju?i i one sa punjenjem argonom: i = 0,85 .

• « j» - faktor korekcije za ukupna povr?ina zastakljivanje prostorija

Kako god kvalitetne prozore kako god bili, ipak ne?e biti mogu?e potpuno izbje?i gubitak topline kroz njih. Ali sasvim je jasno da ne postoji na?in da se poredi mali prozor panoramski prozori skoro ceo zid.

Prvo morate prona?i omjer povr?ina svih prozora u prostoriji i same sobe:

x = ?SUREDU /SP

? Suredu- ukupna povr?ina prozora u prostoriji;

SP- povr?ina sobe.

U zavisnosti od dobijene vrednosti i faktor korekcije "j" odre?uje se:

- x \u003d 0 ? 0,1 ->j = 0,8 ;

- x \u003d 0,11 ? 0,2 ->j = 0,9 ;

- x \u003d 0,21 ? 0,3 ->j = 1,0 ;

- x \u003d 0,31 ? 0,4 ->j = 1,1 ;

- x \u003d 0,41 ? 0,5 ->j = 1,2 ;

• « k" - koeficijent koji koriguje prisustvo ulaznih vrata

Vrata na ulicu ili na negrijani balkon uvijek su dodatna "pu?karnica" za hladno?u

vrata na ulicu ili vanjski balkon je u mogu?nosti da izvr?i vlastita prilago?avanja toplotnog bilansa prostorije - svako njegovo otvaranje je pra?eno prodorom znatne koli?ine hladnog zraka u prostoriju. Stoga ima smisla uzeti u obzir njegovu prisutnost - za to uvodimo koeficijent "k", koji uzimamo jednakim:

- nema vrata k = 1,0 ;

- jedna vrata na ulicu ili balkon: k = 1,3 ;

- dvoja vrata na ulicu ili na balkon: k = 1,7 .

• « l "- mogu?e izmjene dijagrama povezivanja radijatora grijanja

Mo?da ?e se to nekome ?initi bezna?ajnom sitnicom, ali ipak - za?to odmah ne uzeti u obzir planiranu shemu spajanja radijatora za grijanje. ?injenica je da se njihov prijenos topline, a time i njihovo sudjelovanje u odr?avanju odre?ene temperaturne ravnote?e u prostoriji, prili?no primjetno mijenja s razli?itim vrstama umetanja dovodnih i povratnih cijevi.

Ilustracija	Tip radijatora	Vrijednost koeficijenta "l"
	Dijagonalni priklju?ak: dovod odozgo, "povrat" odozdo	l = 1,0
	Priklju?ak na jednoj strani: dovod odozgo, "povrat" odozdo	l = 1,03
	Dvosmjerna veza: i dovod i povrat odozdo	l = 1,13
	Dijagonalni priklju?ak: napajanje odozdo, "povrat" odozgo	l = 1,25
	Priklju?ak na jednoj strani: napajanje odozdo, "povrat" odozgo	l = 1,28
	Jednosmjerna veza, dovod i povrat odozdo	l = 1,28

• « m "- faktor korekcije za karakteristike mjesta ugradnje radijatora za grijanje

I na kraju, posljednji koeficijent, koji je tako?er povezan sa karakteristikama povezivanja radijatora za grijanje. Vjerovatno je jasno da ako je baterija postavljena otvoreno, ne ometa je ni?im odozgo i sprijeda, tada ?e dati maksimalan prijenos topline. Me?utim, takva instalacija je daleko od uvijek mogu?a - ?e??e su radijatori djelomi?no skriveni prozorskim pragovima. Mogu?e su i druge opcije. Osim toga, neki vlasnici, poku?avaju?i uklopiti prethodno grijanje u stvoreni interijerski ansambl, potpuno ili djelomi?no ih sakriju ukrasnim paravanima - to tako?er zna?ajno utje?e na toplinski u?inak.

Ako postoje odre?ene „korpe“ o tome kako i gdje ?e se radijatori montirati, to se tako?er mo?e uzeti u obzir prilikom prora?una unosom posebnog koeficijenta „m“:

Ilustracija	Karakteristike ugradnje radijatora	Vrijednost koeficijenta "m"
	Radijator se nalazi na zidu otvoreno ili nije prekriven odozgo prozorskom daskom	m = 0,9
	Radijator je odozgo prekriven prozorskom daskom ili policom	m = 1,0
	Radijator je odozgo blokiran izbo?enom zidnom ni?om	m = 1,07
	Radijator je odozgo prekriven prozorskom daskom (ni?om), a s prednje strane - ukrasnim ekranom	m = 1,12
	Radijator je u potpunosti zatvoren u dekorativno ku?i?te	m = 1.2

Dakle, postoji jasno?a formule za izra?unavanje. Sigurno ?e se neki od ?italaca odmah dignuti za glavu – ka?u, previ?e je komplikovano i glomazno. Me?utim, ako se stvari pristupi sistematski, na uredan na?in, onda nema nikakvih pote?ko?a.

Svaki dobar vlasnik mora imati detaljan grafi?ki plan svog "posjeda" sa nazna?enim dimenzijama, i obi?no orijentisan na kardinalne ta?ke. Nije te?ko odrediti klimatske karakteristike regije. Ostaje samo da pro?ete kroz sve sobe mjernom trakom, da razjasnite neke nijanse za svaku sobu. Karakteristike stanovanja - "susjedstvo okomito" odozgo i odozdo, lokacija ulazna vrata, predlo?ena ili ve? postoje?a shema za ugradnju radijatora za grijanje - nitko osim vlasnika ne zna bolje.

Preporu?uje se odmah radni list gdje upisati sve potrebne podatke za svaku sobu. U njega ?e se tako?er unijeti rezultat prora?una. Pa, sami prora?uni pomo?i ?e da se izvr?i ugra?eni kalkulator, u kojem su svi gore spomenuti koeficijenti i omjeri ve? "polo?eni".

Ako se neki podaci ne bi mogli dobiti, onda se, naravno, ne mogu uzeti u obzir, ali u ovom slu?aju ?e "zadani" kalkulator izra?unati rezultat, uzimaju?i u obzir najnepovoljnije uvjete.

To se mo?e vidjeti na primjeru. Imamo plan ku?e (preuzet potpuno proizvoljan).

Podru?je sa nivoom minimalnih temperatura u rasponu od -20 ? 25 °S. Preovla?ivanje zimskih vjetrova = sjeveroisto?ni. Ku?a je prizemnica, sa izolovanim potkrovljem. Izolirani podovi u prizemlju. Odabrano je optimalno dijagonalno spajanje radijatora koji ?e se ugra?ivati ispod prozorskih pragova.

Kreirajmo ovakvu tabelu:

Soba, njena povr?ina, visina plafona. Podna izolacija i "susjedstvo" odozgo i odozdo	Broj vanjskih zidova i njihova glavna lokacija u odnosu na kardinalne to?ke i "ru?u vjetrova". Stepen izolacije zidova	Broj, vrsta i veli?ina prozora	Postojanje ulaznih vrata (na ulicu ili na balkon)	Potrebna toplinska snaga (uklju?uju?i 10% rezerve)
Povr?ina 78,5 m?				10,87 kW ? 11 kW
1. Hodnik. 3,18 m?. Plafon 2,8 m. Topli pod u prizemlju. Iznad je izolirano potkrovlje.	Jedan, jug, prose?an stepen izolacije. Zavjetrinska strana	Ne	Jedan	0,52 kW
2. Dvorana. 6,2 m?. Strop 2,9 m Izolirani pod u prizemlju. Iznad - izolirano potkrovlje	Ne	Ne	Ne	0,62 kW
3. Kuhinja-trpezarija. 14,9 m?. Strop 2,9 m. Dobro izoliran pod u prizemlju. Svehu - izolirano potkrovlje	Dva. Jug, zapad. Prosje?an stepen izolacije. Zavjetrinska strana	dva, jednokomorni prozor sa duplim staklom, 1200 x 900 mm	Ne	2,22 kW
4. Dje?ija soba. 18,3 m?. Strop 2,8 m. Dobro izoliran pod u prizemlju. Iznad - izolirano potkrovlje	Dva, sjever-zapad. Visok stepen izolacije. vjetrovito	Dva, dvostruko staklo, 1400 x 1000 mm	Ne	2,6 kW
5. Spava?a soba. 13,8 m?. Strop 2,8 m. Dobro izoliran pod u prizemlju. Iznad - izolirano potkrovlje	Dva, sever, istok. Visok stepen izolacije. privjetrena strana	Jedan prozor sa duplim staklom, 1400 x 1000 mm	Ne	1,73 kW
6. Dnevni boravak. 18,0 m?. Strop 2,8 m. Dobro izoliran pod. Vrh - izolirano potkrovlje	Dva, istok, jug. Visok stepen izolacije. Paralelno sa smjerom vjetra	?etiri, dvostruko staklo, 1500 x 1200 mm	Ne	2,59 kW
7. Kupatilo kombinovano. 4,12 m?. Strop 2,8 m. Dobro izoliran pod. Iznad je izolirano potkrovlje.	Jedan, sever. Visok stepen izolacije. privjetrena strana	Jedan. drveni okvir sa duplim staklom. 400 x 500 mm	Ne	0,59 kW
UKUPNO:

Zatim, koriste?i donji kalkulator, napravimo izra?un za svaku sobu (ve? uzimaju?i u obzir rezervu od 10%). Uz preporu?enu aplikaciju, to ne?e dugo trajati. Nakon toga, ostaje zbrojiti dobivene vrijednosti za svaku prostoriju - to ?e biti potrebna ukupna snaga sustava grijanja.

Rezultat za svaku sobu, usput, pomo?i ?e vam da odaberete pravi broj radijatora za grijanje - ostaje samo podijeliti po odre?enim toplotna snaga jedan dio i zaokru?iti.

1.
2.
3.
4.

Prije nego ?to pristupi instalaciji autonomnog sustava grijanja u vlastitoj ku?i ili stanu, vlasnik nekretnine mora imati projekt. Njegova izrada od strane stru?njaka podrazumijeva, izme?u ostalog, da ?e se toplinska snaga izra?unati za prostoriju odre?ene povr?ine i zapremine. Na fotografiji mo?ete vidjeti kako bi mogao izgledati sistem grijanja privatnog doma?instva.

Potreba za prora?unom toplotne snage sistema grijanja

Potreba za prora?unom toplotne energije potrebne za grijanje prostorija i pomo?nih prostorija je zbog ?injenice da je potrebno odrediti glavne karakteristike sistema u zavisnosti od individualnih karakteristika projektovanog objekta, uklju?uju?i:

• namjena zgrade i njen tip;
• konfiguracija svake sobe;
• broj stanovnika;
• geografski polo?aj i region u kome lokalitet;
• druge opcije.

Prora?un potrebne snage grijanja je va?na to?ka, njegov rezultat se koristi za izra?unavanje parametara oprema za grijanje koje planiraju instalirati:

1. Izbor kotla u zavisnosti od njegove snage. Operativna efikasnost grejna konstrukcija odre?ena pravilnim izborom jedinice za grijanje. Kotao mora imati takav kapacitet da omogu?i grijanje svih prostorija u skladu sa potrebama ljudi koji ?ive u ku?i ili stanu, ?ak iu najhladnijim zimskim danima. Istovremeno, ako ure?aj ima vi?ak snage, dio proizvedene energije ne?e biti tra?en, ?to zna?i da ?e se odre?ena koli?ina novca potro?iti uzalud.
2. Potreba za koordinacijom priklju?ka na magistralni gasovod. Za spajanje na plinsku mre?u potrebne su tehni?ke specifikacije. Da bi to u?inili, oni podnose zahtjev nadle?noj slu?bi u kojem navode procijenjenu potro?nju plina za godinu i ukupnu procijenjenu toplinsku snagu za sve potro?a?e.
3. Izvr?ite izra?une periferne opreme. potrebno za odre?ivanje du?ine cjevovoda i popre?nog presjeka cijevi, performanse cirkulacijska pumpa, tip baterije itd.

Opcije za pribli?ne prora?une

Prili?no je te?ko izvr?iti ta?an prora?un toplinske snage sistema grijanja, to mogu u?initi samo profesionalci s odgovaraju?im kvalifikacijama i posebnim znanjem. Iz tog razloga se ovi prora?uni obi?no povjeravaju stru?njacima.

Istovremeno, ima ih vi?e jednostavne na?ine, ?to vam omogu?ava da pribli?no procijenite koli?inu potrebne toplinske energije i to mo?ete u?initi sami:

1. ?esto se koristi izra?un snage grijanja po povr?ini (detaljnije: ""). Vjeruje se da stambene zgrade grade se prema projektima izra?enim uzimaju?i u obzir klimu u odre?enom regionu, te da projektne odluke uklju?uju upotrebu materijala koji obezbje?uju potrebnu toplinsku ravnote?u. Stoga je pri izra?unavanju uobi?ajeno pomno?iti vrijednost specifi?ne snage s povr?inom prostora. Na primjer, za moskovsku regiju, ovaj parametar je u rasponu od 100 do 150 vati po "kvadratu".
2. To?niji rezultat ?e se dobiti ako se uzme u obzir volumen prostorije i temperatura. Algoritam prora?una uklju?uje visinu plafona, nivo udobnosti u grijanoj prostoriji i karakteristike ku?e.

   Formula koja se koristi je sljede?a: Q = VhDThK/860, gdje je:
   

   
   V je zapremina prostorije;
   DT je razlika izme?u temperature u ku?i i vani na ulici;
   K je koeficijent gubitka topline.
   
   Faktor korekcije vam omogu?ava da uzmete u obzir karakteristike dizajna nekretnine. Na primjer, kada se odre?uje toplinska snaga sistema grijanja zgrade, za zgrade s konvencionalnim dvostrukim krovom zidanje K je u rasponu od 1,0-1,9.
3. Metoda agregiranih indikatora. Na mnogo na?ina sli?an prethodnoj verziji, ali se koristi za izra?unavanje toplinskog optere?enja za sustave grijanja stambene zgrade ili druge velike predmete.

Sve tri gore navedene metode, koje vam omogu?avaju izra?unavanje potrebnog prijenosa topline, daju pribli?an rezultat, koji se mo?e razlikovati od stvarnih podataka gore ili dolje. Jasno je da je instalacija male snage sistem grijanja ne?e obezbediti potreban stepen grejanja.

Zauzvrat, vi?ak energije iz opreme za grijanje dovest ?e do brzog tro?enja ure?aja, prekomjerne potro?nje goriva, elektri?ne energije i, shodno tome, novca. Takvi se prora?uni obi?no koriste u jednostavnim slu?ajevima, na primjer, pri odabiru kotla.

Precizan prora?un toplotne snage

Stepen toplotne izolacije i njena efikasnost zavise od toga koliko je kvalitetno napravljena i kako karakteristike dizajna zgrade. Najve?i dio toplinskih gubitaka otpada na vanjske zidove (oko 40%), zatim na prozorske konstrukcije (oko 20%), a krov i pod su 10%. Ostatak topline izlazi iz ku?e kroz ventilaciju i vrata.

Stoga, prora?un toplinske snage sistema grijanja mora uzeti u obzir ove nijanse.

Za to se koriste faktori korekcije:

• K1 zavisi od vrste prozora. Dvostruki prozori odgovaraju 1, obi?ni stakleni - 1,27, trokomorni prozori - 0,85;
• K2 pokazuje stepen toplotne izolacije zidova. Kre?e se od 1 (pjenasti beton) do 1,5 za betonske blokove i 1,5 zidane cigle;
• K3 odra?ava omjer povr?ine prozora i poda. Vi?e prozorski okviri?to je ve?i gubitak toplote. Kod stakla od 20% koeficijent je 1, a kod 50% raste na 1,5;
• K4 zavisi od minimalne temperature van zgrade tokom grejne sezone. Temperatura od -20 °C uzima se kao jedinica, a zatim se 0,1 dodaje ili oduzima za svakih 5 stepeni;
• K5 uzima u obzir broj vanjskih zidova. Koeficijent za jedan zid je 1, ako su dva ili tri, onda je 1,2, kada su ?etiri - 1,33;
• K6 odra?ava tip sobe koja se nalazi iznad odre?ene prostorije. Ako je iznad stambene eta?e, vrijednost korekcije je 0,82, toplo potkrovlje je 0,91, hladno potkrovlje je 1,0;
• K7 - zavisi od visine plafona. Za visinu od 2,5 metra to je 1,0, a za 3 metra - 1,05.

Kada su poznati svi faktori korekcije, snaga sistema grijanja se izra?unava za svaku prostoriju po formuli:

U pravilu, kako bi se osigurala rezerva toplinske energije za sve vrste nepredvi?enih slu?ajeva, rezultat se pove?ava za 15-20%. Mogu biti jaki mrazevi, razbijen prozor, o?te?ena termoizolacija itd.

Primjer izra?una

Recimo da trebate znati kolika bi trebala biti toplinska snaga sustava grijanja za drvenu ku?u povr?ine 150 m? sa toplim potkrovljem, tri vanjska zida i prozorima s dvostrukim staklom. Istovremeno, visina zidova je 2,5 metara, a povr?ina zastakljenja je 25%. Minimalna temperatura na ulici u najmraznijim petodnevnim periodima je oko -28°C.

Korekcioni faktori u ovom slu?aju ?e biti jednaki:

• K1 (dvokomorni prozor sa duplim staklom) = 1,0;
• K2 (zidovi od drveta) = 1,25;
• K3 (povr?ina zastakljenja) = 1,1;
• K4 (na -25 °C -1,1, a na 30 °C) = 1,16;
• K5 (tri vanjska zida) = 1,22;
• K6 (topli tavan odozgo) = 0,91;
• K7 (visina prostorije) = 1,0.

Q = 100 W / m?x135 m?x1,0x1,25x1,1x1,16x1,22x0,91x1,0 = 23,9 kW.

Kao rezultat toga, snaga sistema grijanja ?e biti: W = Qx1,2 = 28,7 kW.

U slu?aju da je kori?tena pojednostavljena metoda prora?una zasnovana na prora?unu snage grijanja prema povr?ini, rezultat bi bio potpuno druga?iji:

100–150 W x150m? = 15–22,5 kW

Sistem grijanja bi funkcionisao bez rezerve snage - na granici. Ovaj primjer je potvrda va?nosti kori?tenja ta?nih metoda za odre?ivanje termi?ka optere?enja za grijanje.

Primjer izra?una toplinske snage sistema grijanja na videu:

Toplotna jedna?ina.

Toplotna provodljivost nastaje kada postoji temperaturna razlika uzrokovana nekim vanjski uzroci. Istovremeno, u razli?itim mjestima molekule tvari imaju razli?ite prosje?ne kineti?ke energije toplotnog kretanja. Haoti?no toplotno kretanje molekula dovodi do usmerenog transporta unutra?nja energija sa toplijih delova tela na hladnije delove.

Toplotna jedna?ina. Razmotrimo jednodimenzionalni slu?aj. T = T(x). U ovom slu?aju, prijenos energije se vr?i samo du? jedne ose OH i opisuje se Fourierovim zakonom:

gdje - gustina toplotnog fluksa,

Koli?ina topline koja se prenosi za vrijeme dt kroz podru?je koje se nalazi okomito na smjer unutra?njeg prijenosa energije; - koeficijent toplotne provodljivosti. Znak (-) u formuli (1) ozna?ava da se prijenos energije odvija u smjeru opadanja temperature.

Snaga gubitka toplote jednoslojne strukture.

Razmotrite ovisnost toplinskih gubitaka zgrada o vrsti materijala

la i njegovu debljinu.

Izra?unajte gubitak topline za razni materijali koristi?emo formulu:

,

P je snaga toplotnih gubitaka, W;

Toplotna provodljivost ?vrstog tijela (zida), W/(m K);

Debljina zida ili tijela koje provodi toplinu, m;

S je povr?ina kroz koju se odvija prijenos topline, m 2;

Temperaturna razlika izme?u dva medija, °S.

Po?etni podaci:

Tabela 1. - Toplotna provodljivost gra?evinski materijal l, W/(m K).

Kada se razmatra na? problem, debljina jednoslojne strukture ne?e se promijeniti. Toplotna provodljivost materijala od kojeg je napravljena ?e se promijeniti. Imaju?i to u vidu, izra?unavamo gubitak toplote, tj toplotnu energiju, besciljno napu?taju?i zgradu.

cigla:

staklo:

beton:

kvarcno staklo:

Mramor:

Drvo:

staklena vuna:

stiropor:

Na osnovu ovih prora?una, u svakom slu?aju biramo ?eljeni materijal, uzimaju?i u obzir zahtjeve ekonomi?nosti, ?vrsto?e, izdr?ljivosti. Dva najnoviji materijal koriste se kao glavni elementi monta?nih okvirnih konstrukcija na bazi ?perplo?e i izolacije.

Grani?ni uslovi.

Diferencijalna jednad?ba provo?enja topline je matemati?ki model cijele klase fenomena provo?enja topline i sama po sebi ne govori ni?ta o razvoju procesa prijenosa topline u tijelu koje se razmatra. Integracijom diferencijalne jednad?be u parcijalne izvode dobijamo beskona?an skup razna rje?enja. Da bi se iz ovog skupa dobilo jedno konkretno rje?enje koje odgovara odre?enom specifi?nom problemu, potrebno je imati dodatne podatke koji nisu sadr?ani u originalnoj diferencijalnoj jednad?bi provo?enja toplote. Ove dodatni uslovi, koje zajedno sa diferencijalnom jednad?bom (ili njenim rje?enjem) jedinstveno odre?uju specifi?an problem provo?enja toplote, su raspodjela temperature unutar tijela (po?etni ili privremeni uvjeti), geometrijski oblik tijela i zakon interakcije izme?u okru?enje i povr?ine tijela (grani?ni uvjeti).

Za odre?eno tijelo geometrijski oblik sa odre?enim (poznatim) fizi?kim svojstvima, skup grani?nih i po?etnih uslova naziva se grani?ni uslovi. Dakle, po?etni uslov je vremenski grani?ni uslov, a grani?ni uslovi su prostorni grani?ni uslov. Diferencijalna jedna?ina provo?enja toplote, zajedno sa grani?nim uslovima, ?ini grani?ni problem jedna?ine toplote (ili, ukratko, toplotni problem).

Po?etno stanje se odre?uje postavljanjem zakona raspodjele temperature unutar tijela u po?etnom trenutku vremena, tj.

T (x, y, z, 0) = f (x, y, z),

gdje je f (x, y, z) poznata funkcija.

U mnogim zadacima uzeti ujedna?ena distribucija temperatura u po?etnom trenutku vremena; onda

T (x, y, z, 0) = T o = konst.

Grani?ni uslov se mo?e specificirati na razli?ite na?ine.

1. Grani?ni uslov prve vrste sastoji se u specificiranju raspodjele temperature po povr?ini tijela u bilo kojem trenutku,

T s (t) = f(t),

gdje T s (t) je temperatura na povr?ini tijela.

Izotermni grani?ni uvjet predstavlja poseban slu?aj uslovi 1. vrste. Sa izotermnom granicom, temperatura povr?ine tijela uzima se konstantnom T s = const, kao, na primjer, kada se povr?ina intenzivno pere teku?inom odre?ene temperature.

2. Grani?ni uslov druge vrste sastoji se u postavljanju gustine toplotnog fluksa za svaku ta?ku povr?ine tela u funkciji vremena, to je

q s (t) = f(t).

Uslov druge vrste specificira vrijednost toplotnog fluksa na granici, odnosno temperaturna kriva mo?e imati bilo koju ordinatu, ali gradijent mora biti specificiran. Najjednostavniji slu?aj grani?nog stanja druge vrste sastoji se od konstantnosti gustine toplotnog toka:

q s (t) = qc= konst.

adijabatska granica predstavlja poseban slu?aj stanja druge vrste. Pod adijabatskim uslovima, toplotni tok kroz granice je nula. Ako je izmjena topline tijela sa okolinom neznatna u odnosu na toplinske tokove unutar tijela, povr?ina tijela se mo?e smatrati prakti?no nepropusnom za toplinu. O?igledno, u bilo kojoj ta?ki adijabatske granice s specifi?ni toplotni tok i gradijent koji je proporcionalan njemu du? normale na povr?inu jednaki su nuli.

3. Obi?no, grani?ni uslov tre?e vrste karakteri?e zakon konvektivnog prenosa toplote izme?u povr?ine tela i okoline pri konstantnom toplotnom toku (stacionarno temperaturno polje). U ovom slu?aju, koli?ina topline koja se prenosi u jedinici vremena po jedinici povr?ine tijela u okolinu s temperaturom T s u procesu hla?enja (T s> T s), direktno proporcionalna temperaturnoj razlici izme?u povr?ine tijela i okoline, tj

qs = a(T s - T s), (2)

gdje je a koeficijent proporcionalnosti, nazvan koeficijent prijenosa topline (wm/m 2 stepeni).

Koeficijent prijenosa topline numeri?ki je jednak koli?ini topline koju daje (ili prima) jedinica povr?ine tijela u jedinici vremena pri temperaturnoj razlici izme?u povr?ine i okoline od 1°.

Relacija (2) se mo?e dobiti iz Fourierovog zakona toplote, pod pretpostavkom da kada gas ili te?nost struji oko povr?ine tela, prenos toplote sa gasa na telo blizu njegove povr?ine se odvija prema Fourierovom zakonu:

qs=-l g (?T g /?n) s 1n\u003d l g (T s -T c) 1n/? =a (T s -T c) 1n,

gdje je lg toplinska provodljivost plina, ? je uvjetna debljina grani?nog sloja, a = lg /?.

Dakle, vektor toplotnog fluksa q s je usmjerena du? normale P na izotermnu povr?inu, njegova skalarna vrijednost je q s .

Uslovna debljina grani?nog sloja ? zavisi od brzine gasa (ili te?nosti) i njegove fizi?ka svojstva. Stoga koeficijent prijenosa topline ovisi o brzini kretanja plina, njegovoj temperaturi i mijenja se du? povr?ine tijela u smjeru kretanja. Kao aproksimaciju, koeficijent prijenosa topline se mo?e smatrati konstantnim, neovisnim o temperaturi, i istim za cijelu povr?inu tijela.

Grani?ni uslovi tre?e vrste se tako?e mogu koristiti kada se razmatra zagrevanje ili hla?enje tela zra?enjem . Prema Stefan-Boltzmannom zakonu, toplotni tok zra?enja izme?u dvije povr?ine je

qs (t) = s*,

gdje je s* smanjena emisivnost, T a- apsolutna temperatura povr?ine tela koje prima toplotu.

Koeficijent proporcionalnosti s* zavisi od stanja povr?ine tijela. Za potpuno crno tijelo, tj. tijelo koje ima sposobnost da apsorbuje svu upadnu radijaciju na njega, s* = 5,67 10 -12 ?/cm 2°C 4 . Za siva tijela s* = e s , gdje je e koeficijent emisivnosti, koji varira od 0 do 1. Za polirane metalne povr?ine, koeficijenti emisivnosti su na normalna temperatura od 0,2 do 0,4, a za oksidirane i hrapave povr?ine od ?eljeza i ?elika - od 0,6 do 0,95. Sa porastom temperature, koeficijenti e tako?er rastu pri visoke temperature, blizu temperature topljenja, dosti?u vrednosti od 0,9 do 0,95.

Uz malu temperaturnu razliku (T p - T a), omjer se mo?e pribli?no napisati na sljede?i na?in:

q s (t) = s*( ) [ T s (t) –T a ] = a(T) [ T s (t) –T a ] (3)

gdje je a (T)- koeficijent zra?nog prijenosa topline, koji ima istu dimenziju kao i koeficijent konvektivnog prijenosa topline, a jednak je

a (T)=s* = s* n(T)

Ovaj omjer je izraz Newtonovog zakona hla?enja ili zagrijavanja tijela, dok T a ozna?ava temperaturu povr?ine tijela koje prima toplinu. Ako temperatura T s(t) se neznatno mijenja, onda se koeficijent a (T) pribli?no mo?e uzeti konstantnim.

Ako je temperatura okoline (vazduha). T s i temperatura tela koje prima toplotu T a su iste, a koeficijent apsorpcije zra?enja medija je veoma mali, tada se u odnosu Njutnovog zakona umesto T a mo?e napisati T s. U ovom slu?aju, mali dio toplotnog fluksa koji tijelo daje konvekcijom mo?e se postaviti jednakim a do ?T , gdje a to- koeficijent konvektivnog prenosa toplote.

Koeficijent konvektivnog prenosa toplote a to zavisi:

1) o obliku i dimenzijama povr?ine koja odaje toplotu (kugla, cilindar, plo?a) i o njenom polo?aju u prostoru (vertikalno, horizontalno, nagnuto);

2) o fizi?kim svojstvima povr?ine koja osloba?a toplotu;

3) o svojstvima okoline (njena gustina, toplotna provodljivost
i viskozitet, koji zauzvrat zavise od temperature), kao i

4) od temperaturne razlike T s - T s.

U ovom slu?aju, u odnosu

qs =a [T s (t) - T s], (4)

koeficijent a ?e biti ukupni koeficijent prolaza toplote:

a = a do + a(T) (5)

U nastavku ?e se nestacionarni prijenos topline tijela, ?iji je mehanizam opisan relacijom (5), zvati prijenos topline prema Newtonovom zakonu.

Prema zakonu odr?anja energije, koli?ina toplote q s (t) koju daje povr?ina tijela jednaka je koli?ini topline koja se iznutra dovodi do povr?ine tijela u jedinici vremena po jedinici povr?ine podru?je provo?enjem toplote, tj

q s (t) = a [T s (t) - T s(t)] = -l(?T/?n) s , (6)

gdje je, za op?tu formulu problema, temperatura T s se smatra promenljivom, a koeficijent prolaza toplote a (T) pribli?no uzeta konstanta [a (T)= a = const].

Tipi?no, grani?ni uslov se pi?e ovako:

l(?T/?n) s + a [T s (t) - T s(t)] = 0. (7)

Iz grani?nog uslova tre?e vrste, kao posebnog slu?aja, mo?e se dobiti grani?ni uslov prve vrste. Ako je omjer a /l te?i beskona?nosti [koeficijent prolaza toplote je veliki (a->?) ili je toplotna provodljivost mala (l-> 0)], tada

T s (t) - T s(t) = lim = 0, odakle je T s (t) = T s(t),

a / l ->?

odnosno temperatura povr?ine tijela koje osloba?a toplinu jednaka je temperaturi okoline.

Sli?no, kada je a->0, iz (6) dobijamo poseban slu?aj grani?nog uslova druge vrste - adijabatskog uslova (jednakost sa nulom toplotnog toka kroz povr?inu tela). Adijabatski uvjet predstavlja jo? jedan grani?ni slu?aj uvjeta prijenosa topline na granici, kada se, pri vrlo malom koeficijentu prijenosa topline i zna?ajnoj toplinskoj provodljivosti, tok topline kroz grani?nu povr?inu pribli?ava nuli. Povr?ina metalnog proizvoda u kontaktu sa mirnim vazduhom mo?e se smatrati adijabatskom tokom kratkog procesa, jer je stvarni protok toplote kroz povr?inu zanemarljiv. At dug proces povr?inski prenos toplote uspeva da oduzme zna?ajnu koli?inu toplote od metala i vi?e se ne mo?e zanemariti.

4. Grani?ni uslov ?etvrte vrste odgovara razmeni toplote povr?ine tela sa okolinom (konvektivna razmena toplote tela sa te?no??u) ili razmeni toplote dodiruju?ih ?vrstih tela kada je temperatura dodirnih povr?ina ista. Kada te?nost (ili gas) te?e oko ?vrstog tela, prenos toplote sa te?nosti (gasa) na povr?inu tela u neposrednoj blizini povr?ine tela (laminarni grani?ni sloj ili laminarni podsloj) odvija se prema zakonu provodljivosti toplote (molekularni prenos toplote), odnosno odvija se prenos toplote koji odgovara grani?nom uslovu ?etvrte vrste

T s(t) = [ T s(t)] s . (osam)

Pored jednakosti temperatura, postoji i jednakost toplotnih tokova:

-l c (?T c /?n) s = -l(?T/?n) s . (9)

Dajemo grafi?ku interpretaciju ?etiri tipa grani?nih uslova (slika 1).

Skalarna vrijednost vektora toplotnog fluksa proporcionalna je apsolutnoj vrijednosti gradijenta temperature, koja je numeri?ki jednaka tangentu nagiba tangente na krivulju raspodjele temperature du? normale na izotermnu povr?inu, tj.

(?T/?n) s = tg f s

Slika 1 prikazuje ?etiri povr?inska elementa na povr?ini tijela ?S sa normalom na nju n (normala se smatra pozitivnom ako je usmjerena prema van). Temperatura je iscrtana du? y-ose.

Slika 1. - Razni na?ini postavljanje uslova na povr?ini.

Grani?ni uslov prve vrste je to T s(t); u najjednostavnijem slu?aju T s(t) = konst. Na?en je nagib tangente na temperaturnu krivulju na povr?ini tijela, a time i koli?ina topline koju daje povr?ina (vidi sliku 1, a).

Problemi sa grani?nim uslovima druge vrste su inverzni; postavljena je tangenta nagiba tangente na temperaturnu krivulju blizu povr?ine tijela (vidi sliku 1, b); je temperatura povr?ine tijela.

U problemima sa grani?nim uslovima tre?e vrste, temperatura povr?ine tela i tangenta nagiba tangente na temperaturnu krivu su promenljive, ali je ta?ka postavljena na vanjsku normalu OD, kroz koju moraju pro?i sve tangente na temperaturnu krivu (vidi sliku 1, in). Iz grani?nog uslova (6) slijedi

tg f s = (?T/?n) s = (T s (t) - T s)/(l/a). (deset)

Tangenta nagiba tangente na temperaturnu krivulju na povr?ini tijela jednak je omjeru suprotna noga [T s (t)-T c]

na susedni krak l/a odgovaraju?eg pravouglog trougla. Susedni krak l/a je konstantna vrednost, a suprotni krak [T s (t) - T c ] se neprekidno menja tokom prenosa toplote u direktnoj proporciji sa tg f s . Iz toga slijedi da vode?i dio C ostaje nepromijenjen.

U problemima sa grani?nim uslovima ?etvrte vrste specificira se odnos tangenti nagiba tangenti prema temperaturnim krivuljama u telu i medijumu na njihovim interfejsima (vidi sliku 1, G):

tg f s /tg f c = l c /l = konst. (jedanaest)

Uzimaju?i u obzir savr?en termi?ki kontakt (tangente na interfejsu prolaze kroz istu ta?ku).

Prilikom odabira vrste jednog ili drugog najjednostavnijih grani?nih uvjeta za prora?un, treba imati na umu da u stvarnosti povr?ina ?vrstog tijela uvijek izmjenjuje toplinu s teku?im ili plinovitim medijem. Granicu tijela mogu?e je pribli?no smatrati izotermnom u slu?ajevima kada je intenzitet povr?inskog prijenosa topline o?ito velik, a adijabatskim - ako je ovaj intenzitet o?ito mali.

Sli?ne informacije.

gdje - procijenjeni toplotni gubici zgrade, kW;

- koeficijent obra?una dodatnog toplotnog toka instaliranog ure?aji za grijanje zbog zaokru?ivanja iznad izra?unate vrijednosti, uzete prema tabeli. jedan.

Tabela 1

Korak veli?ine, kW	na nominalnom toplotni tok, kW, minimalna standardna veli?ina

- koeficijent za obra?un dodatnih gubitaka topline grija?im ure?ajima koji se nalaze na vanjskim ogradama u nedostatku toplinskih ?titova, uzet prema tabeli. 2.

tabela 2

ure?aj za grijanje	Koeficijent prilikom instaliranja ure?aja
	at vanjski zid u zgradama		kod zastakljivanja svetlosnog otvora
	stambene i javne	proizvodnja
Radijator od livenog gvo??a
Konvektor sa ku?i?tem
Konvektor bez ku?i?ta

- toplinski gubici, kW, cjevovodi koji prolaze u negrijanim prostorijama;

- toplotnog toka, kW, redovno napajanog iz rasvjete, opreme i ljudi, ?to treba uzeti u obzir u cjelini za sistem grijanja zgrade. Za po?njevene ku?e treba uzeti u obzir po stopi od 0,01 kW po 1 m "ukupne povr?ine.

Prilikom prora?una toplotne snage sistema grijanja industrijskih zgrada, potrebno je dodatno uzeti u obzir i potro?nju topline za grijanje materijala, opreme i vozila.

2. Procijenjeni gubitak topline , kW, treba izra?unati po formuli:

(2)

gdje: - protok toplote, kW, kroz ogradne konstrukcije;

- gubitak toplote, kW, za zagrevanje ventilacionog vazduha.

Koli?ine i izra?unato za svaku grijanu prostoriju.

3. Toplotni tok , kW, izra?unava se za svaki element omota?a zgrade prema formuli:

(3)

gdje je A procijenjena povr?ina omota?a zgrade, m 2;

R je otpor prijenosa topline omota?a zgrade. m 2 °C / W, koji treba odrediti prema SNiP II-3-79 ** (osim podova na tlu), uzimaju?i u obzir utvr?ene standarde za minimalni toplinski otpor ograda. Za podove na tlu i zidove koji se nalaze ispod nivoa tla, otpor prijenosu topline treba odrediti u zonama ?irine 2 m paralelno sa vanjskim zidovima, prema formuli:

(4)

gdje - otpor prijenosa topline, m 2 ° C / W, uzet jednak 2,1 za zonu I, 4,3 za drugu, 8,6 za tre?u zonu i 14,2 za preostalu povr?inu poda;

- debljina izolacionog sloja, m, uzeta u obzir kada se koeficijent toplotne provodljivosti izolacije <1,2Вт/м 2 °С;

- projektovana temperatura unutra?njeg vazduha, °C, usvojena u skladu sa zahtevima standarda za projektovanje zgrada za razli?ite namene, uzimaju?i u obzir njeno pove?anje u zavisnosti od visine prostorije;

- izra?unata spoljna temperatura vazduha, °C, uzeta prema Dodatku 8, ili temperatura vazduha susedne prostorije, ako se njena temperatura razlikuje za vi?e od 3 °C od temperature prostorije za koju se izra?unavaju toplotni gubici;

- koeficijent koji se uzima u zavisnosti od polo?aja vanjske povr?ine omota?a zgrade u odnosu na vanjski zrak i utvr?uje se prema SNNP P-3-79 **

- dodatni toplotni gubici u udjelima glavnih gubitaka, uzeti u obzir:

a) za vanjske vertikalne i nagnute ograde orijentirane na pravce iz kojih u januaru vjetar duva brzinom ve?om od 4,5 m/s sa frekvencijom od najmanje 15% prema SNiP 2.01.01-82, u iznosu od 0,05 na vjetru brzina do 5 m/s i u iznosu od 0,10 pri brzini od 5 m/s ili vi?e; u tipi?nom dizajnu treba uzeti u obzir dodatne gubitke u iznosu od 0,05 za sve prostorije;

b) za spoljne vertikalne i kose ograde vi?espratnica u iznosu od 0,20 za prvi i drugi sprat; 0,15 - za tre?i; 0,10 - za ?etvrti sprat zgrade sa 16 ili vi?e spratova; za zgrade od 10-15 spratova treba uzeti u obzir dodatne gubitke u iznosu od 0,10 za prvi i drugi sprat i 0,05 za tre?i sprat.

4. Gubitak topline , kW, obra?unavaju se za svaku grijanu prostoriju s jednim ili vi?e prozora ili balkonskih vrata u vanjskim zidovima, na osnovu potrebe za grijanjem vanjskog zraka grija?ima u koli?ini jedne izmjene zraka po satu prema formuli:

gdje - Povr?ina prostorije, m 2;

- visina prostorije od poda do plafona, m, ali ne vi?e od 3,5.

Prostorije iz kojih se organizuje izduvna ventilacija sa zapreminom izduvnih gasova koja prelazi jednokratnu izmjenu zraka po satu, po pravilu treba projektirati sa prinudnom ventilacijom zagrijanim zrakom. Kada je opravdano, dozvoljeno je da se grejanje spolja?njeg vazduha vr?i grejnim ure?ajima u odvojenim prostorijama sa zapreminom ventilacionog vazduha ne ve?om od dve izmene na sat.

U prostorijama za koje standardi za projektovanje zgrade utvr?uju zapreminu izduvnih gasova manju od jedne izmene vazduha po satu, vrednost treba izra?unati kao potro?nju toplote za zagrevanje vazduha u zapremini normalizovane razmene vazduha od temperature do temperature °C.

Gubitak toplote kW, za grijanje vanjskog zraka koji ulazi u ulazna predsoblja (holove) i stepeni?ta kroz vanjska vrata koja se otvaraju u hladnoj sezoni u nedostatku zra?no-termalnih zavjesa treba izra?unati po formuli:

gdje
- visina objekta, m:

P je broj ljudi u zgradi;

B - koeficijent koji uzima u obzir broj ulaznih predsoblja. Sa jednim predvorjem (dvo vrata) u - 1.0; sa dva predsoblja (troja vrata) v = 0,6.

Prora?un topline za grijanje vanjskog zraka koji prodire kroz vrata grijanih bezdimnih stepeni?ta s podnim izlazima na lo?u treba izvesti prema formuli (6) at
, uzimaju?i za svaki sprat vrijednost
, razli?ita udaljenost, m. od sredine vrata obra?unskog poda do stropa stepeni?ta.

Prilikom obra?una toplotnih gubitaka ulaznih predsoblja, stepeni?ta i radionica sa vazdu?no-termalnim zavesama: prostorija opremljenih prinudnom ventilacijom sa nadpritiskom vazduha koja radi neprekidno tokom radnog vremena, kao i pri obra?unu toplotnih gubitaka kroz letnje i vanjske vanjske vrata i kapije za nu?du, vrijednost ne treba uzeti u obzir.

Gubitak toplote , kW, za grijanje zraka koji ulazi kroz vanjske kapije koje nisu opremljene vazdu?no-termalnim zavjesama, treba izra?unati uzimaju?i u obzir brzinu vjetra, uzetu prema obaveznom Dodatku 8, i vrijeme otvaranja kapije.

Prora?un gubitka grijanja: nije potrebno vr?iti zagrijavanje zraka koji se infiltrira kroz nepropusnosti ogradnih konstrukcija.

5. Gubitak topline , kW, cjevovodi koji prolaze u negrijanim prostorijama treba odrediti po formuli:

(7)

gdje: - du?ine sekcija toplotno izolovanih cevovoda razli?itih pre?nika polo?enih u negrijanim prostorijama;

- normalizovana linearna gustina toplotnog fluksa toplotno izolovanog cevovoda, uzeta prema ta?ki 3.23. Istovremeno, debljina toplotnoizolacionog sloja , m cjevovoda treba. izra?unato po formulama:

(8)

gdje - vanjske dimenzije cjevovoda, m;

- toplotna provodljivost toplotnoizolacionog sloja, W/(m °C);

- prosje?na temperaturna razlika izme?u rashladne teku?ine i okolnog zraka za grijnu sezonu.

6. Vrijednost procijenjene godi?nje potro?nje toplote sistema grijanja zgrade
, GJ. treba izra?unati pomo?u formule:

gdje - broj stepen-dana grejnog perioda, uzetog prema Dodatku 8;

a - koeficijent jednak 0,8. ?to se mora uzeti u obzir ako je sistem grijanja opremljen ure?ajima za automatsko smanjenje izlazne topline tokom neradnog vremena;

- koeficijent razli?it od 0,9, koji se mora uzeti u obzir ako je vi?e od 75% ure?aja za grijanje opremljeno automatskim regulatorima temperature;

sa - koeficijent razli?it od 0,95, koji se mora uzeti u obzir ako se na pretplatni?kom ulazu sistema grijanja ugra?uju automatski ure?aji za upravljanje s prednje strane.

7. Vrijednosti toplinske snage odre?ene prora?unom i maksimalnu godi?nju potro?nju toplote
, koji se odnosi na 1 m 2 ukupne (za stambene zgrade) ili korisne (za javne zgrade) povr?ine, ne smije prelaziti regulatorne kontrolne vrijednosti date u obaveznom Prilogu 25.

8. Potro?nja rashladne te?nosti ,.kg/h. a sistem grijanja treba odrediti po formuli:

(11)

gdje sa - specifi?ni toplotni kapacitet vode, uzet jednak 4,2 kJ / (kg 0 S);

- temperaturna razlika. °C, rashladna te?nost na ulazu i izlazu sistema;

- toplotna snaga sistema, kW. odre?ena formulom (1) uzimaju?i u obzir toplotnu emisiju doma?instva .

9. Procijenjeni u?inak topline
, kW, svaki grija? treba odrediti po formuli:

gdje
treba izra?unati u skladu sa 2-4 ovog priloga;

- gubitak toplote, kW, kroz unutra?nje zidove koji odvajaju prostoriju za koju se izra?unava toplotna snaga greja?a od susedne prostorije, u kojoj je mogu?e smanjenje radne temperature tokom regulacije. vrijednost
treba uzeti u obzir samo pri prora?unu toplinske snage ure?aja za grijanje, na priklju?cima na koje su predvi?eni automatski regulatori temperature. Istovremeno, za svaku prostoriju treba izra?unati gubitke topline.
samo kroz jedan unutra?nji zid pri temperaturnoj razlici izme?u unutra?njih prostorija od 8 0 C;

- toplotni tok. kW, iz neizolovanih toplovoda polo?enih u zatvorenom prostoru;

- toplotni tok, kW, koji se redovno dovodi u prostorije iz elektri?nih ure?aja, rasvjete, procesne opreme, komunikacija, materijala i drugih izvora. Prilikom prora?una toplotne snage ure?aja za grijanje u stambenim, javnim i upravnim zgradama, vrijednost
ne treba uzeti u obzir.

Koli?ina ispu?tanja topline u doma?instvu uzima se u obzir za cijelu zgradu u cjelini pri izra?unavanju toplinske snage sistema grijanja i ukupnog protoka rashladne teku?ine.

2.3. SPECIFI?NE TERMI?KE KARAKTERISTIKE

Ukupni toplinski gubitak zgrade Q zd obi?no se pripisuje 1 m 3 njene vanjske zapremine i 1 °C izra?unate temperaturne razlike. Rezultiraju?i indikator q 0, W / (m 3 K), naziva se specifi?na toplinska karakteristika zgrade:

(2.11)

gdje je V n - zapremina grijanog dijela zgrade prema vanjskom mjerenju, m 3;

(t in -t n.5) - procijenjena temperaturna razlika za glavne prostorije zgrade.

Specifi?na toplinska karakteristika, izra?unata nakon izra?una toplinskih gubitaka, koristi se za toplinsku procjenu projektnih i planskih rje?enja zgrade, upore?uju?i je sa prosje?nim vrijednostima za sli?ne zgrade. Za stambene i javne objekte procjena se vr?i prema potro?nji topline koja se odnosi na I m 2 ukupne povr?ine.

Vrijednost specifi?ne toplinske karakteristike odre?ena je prvenstveno veli?inom svjetlosnih otvora u odnosu na ukupnu povr?inu vanjskih ograda, budu?i da je koeficijent prijenosa topline punjenja svjetlosnih otvora mnogo ve?i od koeficijenta prijenosa topline drugih ograde. Osim toga, ovisi o volumenu i obliku zgrada. Zgrade male zapremine imaju pove?anu karakteristiku, kao i uske zgrade slo?ene konfiguracije sa pove?anim perimetrom.

Smanjeni toplotni gubici, a samim tim i termi?ka karakteristika su zgrade ?iji je oblik blizak kocki. Jo? je manji gubitak topline iz sfernih struktura istog volumena zbog smanjenja povr?ine vanjske povr?ine.

Specifi?na toplinska karakteristika tako?er ovisi o gra?evinskom podru?ju zgrade zbog promjena u svojstvima toplinske za?tite ograde. U sjevernim regijama, s relativnim smanjenjem koeficijenta prijenosa topline ograda, ova brojka je ni?a nego u ju?nim.

Vrijednosti specifi?nih termi?kih karakteristika date su u referentnoj literaturi.

Primjenjuju?i ga, odredite gubitak topline zgrade prema agregiranim pokazateljima:

gdje je v t faktor korekcije koji uzima u obzir promjenu specifi?nih toplinskih karakteristika kada stvarna izra?unata temperaturna razlika odstupa od 48 °:

(2.13)

Ovakvi prora?uni toplotnih gubitaka omogu?avaju utvr?ivanje pribli?ne potrebe za toplotnom energijom u dugoro?nom planiranju toplotnih mre?a i stanica.

3.1 KLASIFIKACIJA SISTEMA GRIJANJA

Instalacije grijanja se projektuju i postavljaju u toku izgradnje objekta, povezuju?i svoje elemente sa gra?evinskim konstrukcijama i rasporedom prostorija. Stoga se grijanje smatra granom gra?evinske opreme. Tada instalacije grijanja rade tokom cijelog vijeka trajanja konstrukcije, kao jedna od vrsta in?enjerske opreme zgrada. Na instalacije grijanja postavljaju se sljede?i zahtjevi:

1 - sanitarno-higijenski: odr?avanje ujedna?ene temperature prostorija; ograni?avanje povr?inske temperature ure?aja za grijanje, mogu?nost njihovog ?i??enja.

2 - ekonomski: niske kapitalne investicije i operativni tro?kovi, kao i niska potro?nja metala.

3 - arhitektonsko-gra?evinski: uskla?enost sa rasporedom prostorija, kompaktnost, uskla?enost sa gra?evinskim konstrukcijama, uskla?enost sa vremenom izgradnje objekata.

4 - proizvodnja i monta?a: mehanizacija proizvodnje dijelova i sklopova, minimalan broj elemenata, smanjenje tro?kova rada i pove?anje produktivnosti prilikom ugradnje.

5 - operativni: pouzdanost i izdr?ljivost, jednostavnost i pogodnost upravljanja i popravke, be?umnost i sigurnost rada.

Svaki od ovih zahtjeva treba uzeti u obzir pri odabiru instalacije grijanja. Me?utim, sanitarno-higijenski i operativni zahtjevi smatraju se osnovnim. Instalacija mora biti u mogu?nosti da prenese u prostoriju koli?inu topline koja se mijenja u skladu s gubitkom topline.

Sistem grijanja - skup strukturnih elemenata dizajniranih za primanje, prijenos i prijenos potrebne koli?ine toplinske energije u sve grijane prostorije.

Sistem grijanja se sastoji od sljede?ih glavnih strukturnih elemenata (slika 3.1).

Rice. 3.1. ?ematski dijagram sistema grijanja

1- izmjenjiva? topline; 2 i 4 - dovodne i povratne toplotne cijevi; 3- grija?.

izmjenjiva? topline 1 za dobivanje toplinske energije sagorijevanjem goriva ili iz drugog izvora; ure?aji za grijanje 3 za prijenos topline u prostoriju; toplotne cijevi 2 i 4 - mre?a cijevi ili kanala za prijenos topline od izmjenjiva?a topline do grija?a. Prijenos topline se vr?i pomo?u nosa?a topline - teku?ine (voda) ili plinovitog (para, zrak, plin).

1. U zavisnosti od tipa sistema, dele se na:

Voda;

Steam;

Vazduh ili gas;

Elektri?ni.

2. Ovisno o lokaciji izvora topline i grijanoj prostoriji:

lokalno;

Central;

Centralizovano.

3. Prema na?inu cirkulacije:

OD prirodna cirkulacija;

Sa mehani?kom cirkulacijom.

4. Voda prema parametrima rashladnog sredstva:

Niska temperatura TI <= 105°C;

Visoka temperatura Tl>l05 0 C .

5. Voda i para u smjeru kretanja rashladne teku?ine u mre?i:

slijepe ulice;

Uz prolazni saobra?aj.

6. Voda i para prema ?emi priklju?ka ure?aja za grijanje sa cijevima:

Single-pipe;

Dvocijevni.

7. Voda na mestu polaganja dovodnog i povratnog voda:

Sa gornjim o?i?enjem;

OD donje o?i?enje;

Obrnuta cirkulacija.

8. Para pritiskom pare:

Vakuumska para R a<0.1 МПа;

Niski pritisak Pa =0,1 - 0,47 MPa;

Visoki pritisak Pa > 0,47 MPa.

3.2. NOSA?I TOPLOTE

Nosa? topline za sustav grijanja mo?e biti bilo koji medij koji ima dobru sposobnost akumulacije toplinske energije i promjene toplinskih svojstava, mobilan je, jeftin, ne pogor?ava sanitarne uslove u prostoriji i omogu?ava vam kontrolu osloba?anja topline, uklju?uju?i automatski. Osim toga, rashladno sredstvo mora doprinijeti ispunjavanju zahtjeva za sisteme grijanja.

U sistemima grijanja se naj?e??e koriste voda, vodena para i zrak, jer ovi nosioci topline u najve?oj mjeri ispunjavaju navedene zahtjeve. Razmotrite osnovna fizi?ka svojstva svakog rashladnog sredstva koje utje?e na dizajn i rad sustava grijanja.

Svojstva vode: visok toplotni kapacitet, velika gustina, nesti?ljivost, ekspanzija pri zagrevanju sa smanjenjem gustine, pove?anje ta?ke klju?anja sa pove?anjem pritiska, osloba?anje apsorbovanih gasova sa pove?anjem temperature i smanjenjem pritiska.

Svojstva par: mala gustina, visoka pokretljivost, visoka entalpija zbog latentna toplota fazna transformacija (tabela 3.1), pove?anje temperature i gustine sa pove?anjem pritiska.

Svojstva zrak: mali toplinski kapacitet i gustina, visoka pokretljivost, smanjenje gustine pri zagrijavanju.

Kratak opis parametara nosa?a toplote za sistem grejanja dat je u tabeli. 3.1.

Tabela 3.1. Parametri glavnih rashladnih te?nosti.

*Latentna toplota fazne transformacije.

4.1. GLAVNE VRSTE, KARAKTERISTIKE I PRIMENA SISTEMA GRIJANJA

Grijanje vode je zbog niza prednosti u odnosu na druge sisteme trenutno najrasprostranjenije. Da biste razumjeli ure?aj i princip rada sistema za grijanje vode, razmotrite dijagram sistema prikazan na Sl. 4.1.

Slika 4.1 ?ema dvocevnog sistema za grejanje vode sa gornjim o?i?enjem i prirodnom cirkulacijom.

Voda zagrijana u generatoru toplote K do temperature T1 ulazi u toplovod - glavni uspon I u dovodne glavne toplovode 2. Kroz dovodne glavne toplovode topla voda ulazi u dovodne vodove 9. Zatim, kroz dovodne vodove 13, topla voda ulazi u ure?aje za grijanje 10, kroz zidove ?ija se toplina prenosi na zrak prostorije. Iz grija?a se rashla?ena voda temperature T2 kroz povratne cijevi 14, povratne uspone II i povratne glavne toplinske cijevi 15 vra?a u generator topline K, gdje se ponovo zagrijava na temperaturu T1 i tada dolazi do cirkulacije u zatvorenom prstenu.

Sistem za grijanje vode je hidrauli?ki zatvoren i ima odre?eni kapacitet grija?ih ure?aja, toplotnih cijevi, fitinga, tj. konstantan volumen vode koja ga puni. Kada temperatura vode poraste, ona se ?iri i u zatvorenom sistemu grijanja napunjenom vodom unutra?nji hidrauli?ki pritisak mo?e prema?iti mehani?ku ?vrsto?u njegovih elemenata. Da se to ne bi dogodilo, sistem za grijanje vode ima ekspanzioni spremnik 4, dizajniran da prihvati pove?anje zapremine vode kada se zagrije, kao i da kroz nju ukloni zrak u atmosferu, kako prilikom punjenja sistema vodom. i tokom njegovog rada. Za regulaciju prijenosa topline ure?aja za grijanje, na priklju?cima prema njima ugra?uju se kontrolni ventili 12.

Prije pu?tanja u rad svaki sistem se puni vodom iz dovoda vode 17 preko povratnog voda do signalne cijevi 3 u ekspanzioni spremnik 4 . Kada se nivo vode u sistemu podigne do nivoa prelivne cevi i voda oti?e u sudoper koji se nalazi u kotlarnici, ventil na signalnoj cevi se zatvara i punjenje sistema vodom se prekida.

U slu?aju nedovoljnog zagrijavanja ure?aja zbog za?epljenja cjevovoda ili fitinga, kao i u slu?aju curenja, voda iz pojedina?nih uspona mo?e se odvoditi bez pra?njenja i zaustavljanja rada ostalih dijelova sistema. Da biste to u?inili, zatvorite ventile ili slavine 7 na usponima. Utika? se odvr?e sa T-a 8, postavljenog na dnu uspona, a na spojnicu uspona je pri?vr??eno fleksibilno crijevo kroz koje voda iz toplinskih cijevi i ure?aja te?e u kanalizaciju. Da bi se voda br?e ocijedila, a staklo potpuno, odvrne se ?ep sa gornjeg T-a 8. Predstavljen na sl. 4.1-4.3 sistemi grijanja nazivaju se sistemi sa prirodnom cirkulacijom. U njima se kretanje vode vr?i pod dejstvom razlike u gustini izme?u rashla?ene vode posle ure?aja za grejanje i tople vode koja ulazi u sistem grejanja.

Vertikalni dvocijevni sistemi sa gornjim o?i?enjem uglavnom se koriste za prirodnu cirkulaciju vode u sistemima grijanja zgrada do uklju?uju?i 3 sprata. Ovi sistemi, u pore?enju sa sistemima sa ni?om distribucijom dovodnog voda (Sl. 4.2), imaju ve?i prirodni cirkulacijski pritisak, lak?e se uklanja vazduh iz sistema (kroz ekspanzioni rezervoar).

Rice. 7.14. Shema dvocijevnog sistema za grijanje vode sa donjim o?i?enjem i prirodnom cirkulacijom

K-bojler; 1-glavni uspon; 2, 3, 5-priklju?ne, prelivne, signalne cijevi ekspanzione posude; 4 - ekspanzioni rezervoar; 6-zra?ni vod; 7 - kolektor vazduha; 8 - vodovi za napajanje; 9 - regulacijski ventili za ure?aje za grijanje; 10-ure?aji za grijanje; 11-obrnuti olovci za o?i; 12-povratni uspon (rashla?ena voda); 13-ulazni uspon (topla voda); 14-Te sa ?epom za odvod; 15- slavine ili ventili na usponima; 16, 17 - dovodni i povratni glavni toplotni cjevovodi; 18-stop ventili ili zasuni na glavnim toplovodima za regulaciju i ga?enje pojedinih grana; 19 - slavine za vazduh.

Slika 4.3 ?ema jednocevnog sistema za grejanje vode sa gornjim o?i?enjem i prirodnom cirkulacijom

Dvocevni sistem sa ni?im polo?ajem autoputeva i prirodnom cirkulacijom (Sl. 4.3) ima prednost u odnosu na sistem sa gornjim o?i?enjem: instalacija i pu?tanje sistema u rad se mo?e izvoditi sprat po sprat kako se zgrada gradi. : zgodnije je upravljati sistemom, jer ventili i slavine na dovodnim i povratnim usponima nalaze se ispod i na jednom mjestu. Dvocijevni vertikalni sistemi sa donjim o?i?enjem koriste se u niskim zgradama sa duplim regulacionim slavinama za grejne ure?aje, ?to se obja?njava visokom hidrauli?kom i termi?kom stabilno??u u pore?enju sa sistemima sa gornjim o?i?enjem.

Uklanjanje vazduha iz ovih sistema se vr?i pomo?u vazdu?nih ventila 19 (slika 4.3).

Glavna prednost dvocevnih sistema, bez obzira na na?in cirkulacije nosa?a toplote, je dovod vode sa najvi?om temperaturom TI do svakog radijatora, ?to obezbe?uje maksimalnu temperaturnu razliku TI-T2 i, samim tim, minimalnu povr?inu oblasti ure?aja. Me?utim, u dvocevnom sistemu, posebno sa gornjim o?i?enjem, postoji zna?ajna potro?nja cevi i instalacija je komplikovana.

U pore?enju sa dvocevnim sistemima grejanja, vertikalni jednocevni sistemi sa zatvaranjem (sl. 4.3, leva strana) imaju nekoliko prednosti: ni?u po?etnu cenu, lak?u monta?u i kra?e toplotne cevi, lep?i izgled. Ako su ure?aji koji se nalaze u istoj prostoriji povezani prema strujnom krugu na uspon s obje strane, tada je jedan od njih (desni uspon na slici 4.3) opremljen ventilom za pode?avanje. Takvi sistemi se koriste u niskim industrijskim zgradama.

Na sl. 4.5 prikazuje dijagram jednocijevnih horizontalnih sistema grijanja. Topla voda u takvim sistemima ulazi u ure?aje za grijanje istog poda iz toplinske cijevi polo?ene vodoravno. Pode?avanje i uklju?ivanje pojedinih ure?aja u horizontalne sisteme sa prate?im sekcijama (slika 4.5 b) posti?e se lako vertikalni sistemi. U sistemima horizontalnog protoka (sl. 4.5 a, c), pode?avanje mo?e biti samo sprat po sprat, ?to je njihov zna?ajan nedostatak.

Rice. 4.5. Shema jednocijevnih horizontalnih sistema za grijanje vode

a, c - te?e; b- sa prate?im dijelovima.

Rice. 4.6 Sistemi za grijanje vode sa umjetnom cirkulacijom

1 - ekspanzioni rezervoar; 2 - vazdu?na mre?a; 3 - cirkulacijska pumpa; ?etiri - izmjenjiva? topline

Glavne prednosti jednocevnih horizontalnih sistema uklju?uju manju potro?nju cevi nego kod vertikalnih sistema, mogu?nost uklju?ivanja sistema po spratovima i standardnost ?vorova. Osim toga, horizontalni sistemi ne zahtijevaju bu?enje rupa u stropu, a njihova ugradnja je mnogo lak?a u odnosu na vertikalne sisteme. Prili?no se koriste u industrijskim i javnim zgradama.

Op?te prednosti sistema sa prirodnom cirkulacijom vode, koje u nekim slu?ajevima predodre?uju njihov izbor, su relativna jednostavnost ure?aja i rada; nedostatak pumpe i potreba za elektri?nim pogonom, be?uman rad; uporedna izdr?ljivost uz pravilan rad (do 30-40 godina) i osiguranje ujedna?ene temperature zraka u prostoriji tokom period grejanja. Me?utim, u sistemima za grijanje vode sa prirodnom cirkulacijom, prirodni tlak je vrlo visok. Dakle, sa velikom du?inom cirkulacionih prstenova (> 30 m), a samim tim i sa zna?ajnim otporom na kretanje vode u njima, pre?nici cevovoda su, prema prora?unu, veoma veliki i sistem grejanja je naziva ekonomski neisplativim kako u pogledu po?etnih tro?kova tako i tokom rada.

U vezi sa navedenim, opseg sistema sa prirodnom cirkulacijom ograni?en je na izolovane civilne zgrade, gde su buka i vibracije neprihvatljive, grejanje stanova i gornje (tehni?ke) spratove visokih zgrada.

Sistemi grejanja sa ve?ta?kom cirkulacijom (sl. 4.6-4.8) se su?tinski razlikuju od sistema za grejanje vode sa prirodnom cirkulacijom po tome ?to se u njima, pored prirodnog pritiska koji nastaje hla?enjem vode u aparatima i cevima, stvara mnogo ve?i pritisak. cirkulaciona pumpa, koja je postavljena na povratnom glavnom cjevovodu u blizini kotla, a ekspanzioni spremnik je spojen ne na dovod, ve? na povratnu toplinsku cijev u blizini usisne cijevi pumpe. Sa ovom vezom ekspanzioni rezervoar kroz njega se zrak ne mo?e ispu?tati iz sistema, pa se vazdu?ni vodovi, vazdu?ni kolektori i vazdu?ni ventili koriste za uklanjanje vazduha iz mre?e toplotnih cevi i ure?aja za grejanje.

Razmotrite ?eme vertikalnih dvocevnih sistema grejanja sa ve?ta?kom cirkulacijom (slika 4.6). Na lijevoj strani je sistem sa gornjom linijom napajanja, a sa desne strane sistem sa donjom pozicijom oba voda. Oba sistema grejanja spadaju u tzv. ?orsokak sisteme, kod kojih ?esto postoji velika razlika u gubitku pritiska u pojedinim cirkulacionim prstenovima, jer. njihove du?ine su razli?ite: ?to se ure?aj nalazi dalje od kotla, to je ve?a du?ina prstena ovog ure?aja. Stoga je u sistemima sa ve?ta?kom cirkulacijom, posebno sa velikom du?inom toplotnih cevi, preporu?ljivo koristiti povezano kretanje vode u dovodnoj i hla?enoj mre?i prema ?emi koju je predlo?io prof. V. M. Chaplin. Prema ovoj ?emi (slika 4.7), du?ina svih cirkulacionih prstenova je skoro ista, zbog ?ega je lako posti?i jednak gubitak pritiska u njima i ravnomerno zagrevanje svih ure?aja. SNiP preporu?uje da se ovakvi sistemi ugra?uju sa vi?e od 6 uspona u grani.Nedostatak ovog sistema u odnosu na slijepu ulicu je ne?to ve?a ukupna du?ina toplotnih cijevi, a kao rezultat toga, 3-5% ve?a po?etni tro?ak sistema.

Sl.4.7. Shema dvocijevnog sistema za grijanje vode s gornjim o?i?enjem i povezanim kretanjem vode u dovodnim i povratnim vodovima i umjetnom cirkulacijom

1 - izmjenjiva? topline; 2, 3, 4, 5 - cirkulacija, povezivanje, signal , ekspanzijska posuda za preljevnu cijev; 6 - ekspanzioni rezervoar; 7- dovodni glavni toplovod; 8 - kolektor vazduha; 9 - grija?; 10 - dvostruki ventil za pode?avanje; 11 - povratna toplotna cijev; 12 - pumpa.

Poslednjih godina se ?iroko koristi jednocevni sistemi grijanje sa donjim polaganjem vodova tople i rashla?ene vode (slika 4.8) sa umjetnom cirkulacijom vode.

Podiza?i sistema prema shemi b podijeljeni su na podizanje i spu?tanje. Riser sistemi prema shemama a,in i G sastoje se od dijelova za podizanje i spu?tanje, du? gornjeg dijela, naj?e??e ispod poda gornjeg kata, povezani su horizontalnim dijelom. Usponi se postavljaju na udaljenosti od 150 mm od ruba prozorskog otvora. Du?ina priklju?aka na ure?aje za grijanje uzima se kao standardna - 350 mm; grija?i su pomaknuti od ose prozora prema usponu.

Slika 4.8. Sorte ( c, b, c, e) jednocijevni sistemi za grijanje vode sa donjim o?i?enjem

Za regulaciju prijenosa topline grija?ih ure?aja ugra?uju se trosmjerni ventili tipa KRTP, a u slu?aju pomaknutih sekcija zatvaranja ugra?uju se zasuni smanjenog hidrauli?kog otpora tipa KRPSH.

Jednocijevni sistem sa donjim o?i?enjem pogodan je za zgrade s podom bez potkrovlja, ima pove?anu hidrauli?ku i termi?ku stabilnost. Prednosti jednocevnih sistema grejanja su manji pre?nik cevi, zbog ve?eg pritiska koji stvara pumpa; ve?i domet; lak?a monta?a, te ve?a mogu?nost objedinjavanja dijelova toplotnih cijevi, sklopova instrumenata.

Nedostaci sistema uklju?uju prekora?enje ure?aja za grijanje u odnosu na dvocijevne sisteme grijanja.

Obim jednocevnih sistema grejanja je raznolik: stambene i javne zgrade sa vi?e od tri sprata, proizvodna preduze?a itd.

4.2. IZBOR SISTEMA GRIJANJA

Sistem grijanja se bira ovisno o namjeni i na?inu rada zgrade. Uzmite u obzir zahtjeve za sistem. Uzimaju se u obzir kategorije opasnosti od po?ara i eksplozije prostorija.

Glavni faktor koji odre?uje izbor sistema grijanja je toplinski re?im glavnih prostorija zgrade.

S obzirom na ekonomi?nost, nabavku i instalaciju i neke operativne prednosti, SNiP 2.04.05-86, str.3.13 preporu?uje projektovanje, po pravilu, jednocevnih sistema za grejanje vode od objedinjenih komponenti i delova; kada je opravdano, upotreba dvocevnih sistema je dozvoljena.

Toplotni re?im prostorija nekih zgrada mora se odr?avati nepromijenjen tokom cijele grijne sezone, dok se kod drugih objekata mo?e mijenjati u cilju smanjenja tro?kova rada na dnevnom i sedmi?nom nivou, tokom praznika, prilago?avanja, popravki i drugih radova.

Civilne, industrijske i poljoprivredne zgrade sa stalnim termi?kim re?imom mogu se podijeliti u 4 grupe:

1) zgrade bolnica, porodili?ta i sli?nih medicinskih i preventivnih ustanova za danono?no kori??enje (osim psihijatrijskih bolnica), za ?ije prostorije se primenjuju pove?ani sanitarno-higijenski uslovi;

2) zgrade de?jih ustanova, stambenih zgrada, hostela, hotela, odmarali?ta, sanatorija, pansiona, poliklinika, ambulanti, apoteka, psihijatrijskih bolnica, muzeja, izlo?bi, biblioteka, kupatila, knji?ara;

3) zgrade bazena, ?elezni?kih stanica, aerodroma;

4) industrijski i poljoprivredni objekti sa kontinuiranim tehnolo?kim procesom.

Na primjer, u zgradama druge grupe, grijanje vode sa radijatorima i konvektorima (osim za bolnice i kupatila). Grani?na temperatura vodenog rashladnog sredstva uzima se u dvocevnim sistemima jednakim 95°C, u jednocevnim sistemima zgrada (osim za kupatila, bolnice i de?ije ustanove) -105°C (za konvektore sa ku?i?tem do 130°C). °C). Za grijanje stepeni?ta mogu?e je pove?ati projektnu temperaturu do 150°C. U zgradama sa non-stop radnom dovodnom ventilacijom, prvenstveno u zgradama muzeja, umjetni?kih galerija, knji?ara, arhiva (osim bolnica i dje?jih ustanova), ure?eno je centralno grijanje zraka.

Sisteme grejanja treba projektovati sa cirkulacijom pumpe, donjim o?i?enjem, ?orsokacima sa otvorenim polaganjem uspona na prvom mestu.

Preostali sistemi se usvajaju u zavisnosti od lokalnih uslova: arhitektonsko-planskog re?enja, potrebnog toplotnog re?ima, vrste i parametara rashladnog sredstva u spoljnoj toplotnoj mre?i itd.