Isitish loyihasini tayyorlashning boshlanishi, ham turar-joy qishloq uylari, va ishlab chiqarish komplekslari, termotexnik hisobdan kelib chiqadi. Issiqlik quroli issiqlik manbai sifatida qabul qilinadi.

Issiqlik muhandislik hisobi nima?

Issiqlik yo'qotishlarini hisoblash - bu strukturani issiqlik bilan ta'minlashni tashkil etish kabi muammoni hal qilish uchun mo'ljallangan asosiy hujjat. Bu kunlik va yillik issiqlik iste'molini, turar-joy yoki minimal talabni belgilaydi sanoat ob'ekti issiqlik energiyasida va issiqlik yo'qotishlari har bir xona uchun.
Issiqlik muhandislik hisoblari kabi muammoni hal qilishda ob'ektning bir qator xarakteristikalari hisobga olinishi kerak:

  1. Ob'ekt turi ( xususiy uy, bir qavatli yoki ko'p qavatli bino, ma'muriy, ishlab chiqarish yoki ombor).
  2. Binoda yashovchi yoki bir smenada ishlaydigan odamlar soni, issiq suv ta'minoti punktlari soni.
  3. Arxitektura qismi (tomning o'lchamlari, devorlari, pollari, eshik va deraza teshiklarining o'lchamlari).
  4. Maxsus ma'lumotlar, masalan, yiliga ish kunlari soni (ishlab chiqarish uchun), davomiyligi isitish mavsumi(har qanday turdagi ob'ektlar uchun).
  5. Ob'ektning har bir xonasida harorat sharoitlari (ular CHiP 2.04.05-91 tomonidan belgilanadi).
  6. Funktsional maqsad (ombor ishlab chiqarish, turar-joy, ma'muriy yoki maishiy).
  7. Tomning konstruksiyalari, tashqi devorlari, pollari (izolyatsiya qiluvchi qatlamlar va ishlatiladigan materiallar turi, pollarning qalinligi).

Nima uchun issiqlik muhandislik hisobi kerak?

  • Qozon quvvatini aniqlash uchun.
    Aytaylik, siz etkazib berishga qaror qildingiz qishloq uyi yoki korxona tizimi avtonom isitish. Uskunani tanlash to'g'risida qaror qabul qilish uchun birinchi navbatda isitish moslamasining quvvatini hisoblashingiz kerak bo'ladi uzluksiz ishlash issiq suv ta'minoti, konditsioner, shamollatish tizimlari, shuningdek samarali isitish binolar. Avtonom hokimiyatning kuchi isitish tizimi, barcha binolarni isitish uchun issiqlik xarajatlarining umumiy miqdori, shuningdek, boshqa texnologik ehtiyojlar uchun issiqlik xarajatlari sifatida. Isitish tizimi ma'lum quvvat zaxirasiga ega bo'lishi kerak, shuning uchun eng yuqori yuklarda ishlash uning xizmat muddatini qisqartirmaydi.
  • Ob'ektni gazlashtirishga rozilikni yakunlash va texnik shartlarni olish.
    Tabiiy gaz qozon uchun yoqilg'i sifatida ishlatilsa, ob'ektni gazlashtirish uchun ruxsat olish kerak. Texnik xususiyatlarni olish uchun siz yillik yoqilg'i sarfini ko'rsatishingiz kerak bo'ladi ( tabiiy gaz), shuningdek issiqlik manbalari quvvatining umumiy qiymatlari (Gkal/soat). Bu ko'rsatkichlar natijasida aniqlanadi termal hisoblash. Ob'ektni gazlashtirish loyihasini tasdiqlash, o'rnatish ruxsat va ruxsatnomalarni talab qilmaydigan chiqindi moylarda ishlaydigan isitish tizimlarini o'rnatish bilan solishtirganda, avtonom isitishni tashkil etishning qimmatroq va ko'p vaqt talab qiladigan usuli hisoblanadi.
  • Tegishli uskunani tanlash uchun.
    Issiqlik hisobi ma'lumotlari ob'ektlarni isitish uchun asboblarni tanlashda hal qiluvchi omil hisoblanadi. Ko'pgina parametrlarni hisobga olish kerak - asosiy yo'nalishlarga yo'naltirilganlik, eshik va deraza teshiklarining o'lchamlari, xonalarning o'lchamlari va ularning binodagi joylashuvi..

Issiqlik muhandislik hisobi qanday ishlaydi?

foydalanishingiz mumkin soddalashtirilgan formula issiqlik tizimlarining minimal ruxsat etilgan quvvatini aniqlash uchun:

Q t (kVt/soat) =V * DT * K /860, bu erda

Q t termal yuk ma'lum bir xona uchun;
K - binoning issiqlik yo'qotish koeffitsienti;
V - isitiladigan xonaning hajmi (m3 da) (uzunligi va balandligi bo'yicha xonaning kengligi);
DT - ichki va tashqi haroratning kerakli havo harorati o'rtasidagi farq (C bilan ko'rsatilgan).

Issiqlik yo'qotish koeffitsienti (K) kabi ko'rsatkich xonaning izolyatsiyasi va qurilish turiga bog'liq. Siz har xil turdagi ob'ektlar uchun hisoblangan soddalashtirilgan qiymatlardan foydalanishingiz mumkin:

  • K = 0,6 dan 0,9 gacha (issiqlik izolyatsiyasi darajasining oshishi). Ikkita ramka bilan jihozlangan oz sonli derazalar, ikki tomonlama issiqlik izolatsiyasiga ega g'isht devorlari, yuqori sifatli materialdan yasalgan tom, mustahkam zamin asosi;
  • K = 1 dan 1,9 gacha (o'rta issiqlik izolyatsiyasi). Ikki marta g'isht ishlari, muntazam tomga ega uyingizda, oz sonli derazalar;
  • K = 2 dan 2,9 gacha (past issiqlik izolyatsiyasi). Binoning tuzilishi soddalashtirilgan, g'isht ishlari bitta.
  • K = 3 - 4 (issiqlik izolyatsiyasi yo'q). Metall yoki gofrirovka qilingan plitalardan yasalgan struktura yoki soddalashtirilgan yog'och konstruktsiya.

Isitilgan hajm ichidagi kerakli harorat va tashqaridagi harorat (DT) o'rtasidagi farqni aniqlashda siz isitish moslamasidan olishni istagan qulaylik darajasidan, shuningdek, iqlim xususiyatlari ob'ekt joylashgan hudud. Standart parametrlar CHiP 2.04.05-91 tomonidan belgilangan qiymatlardir:

  • +18 - jamoat binolari va ishlab chiqarish ustaxonalari;
  • +12 - ko'p qavatli saqlash majmualari, omborlar;
  • + 5 - doimiy texnik xizmat ko'rsatmaydigan garajlar va omborlar.
ShaharShaharTaxminiy tashqi harorat, °C
Dnepropetrovsk- 25 Kaunas- 22
Yekaterinburg- 35 Lvov- 19
Zaporojye- 22 Moskva- 28
Kaliningrad- 18 Minsk- 25
Krasnodar- 19 Novorossiysk- 13
Qozon- 32 Nijniy Novgorod- 30
Kiev- 22 Odessa- 18
Rostov- 22 Sankt-Peterburg- 26
Samara- 30 Sevastopol- 11
Xarkov- 23 Yalta- 6

Soddalashtirilgan formuladan foydalangan holda hisoblash binoning issiqlik yo'qotishlaridagi farqlarni hisobga olishga imkon bermaydi o'rab turgan tuzilmalar turiga, izolyatsiya va binolarni joylashtirishga qarab. Masalan, xonalar bilan katta derazalar, baland shiftlar va burchak xonalari. Shu bilan birga, tashqi to'siqlari bo'lmagan xonalar minimal issiqlik yo'qotishlariga ega. Minimal issiqlik quvvati kabi parametrni hisoblashda quyidagi formuladan foydalanish tavsiya etiladi:

Qt (kVt/soat)=(100 Vt/m2 * S (m2) * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7)/1000, bunda

S – xona maydoni, m2;
Vt / m 2 - issiqlik yo'qotilishining o'ziga xos qiymati (65-80 vatt / m 2). Bu ko'rsatkich shamollatish orqali issiqlik yo'qotilishi, devorlar, derazalar va boshqa turdagi qochqinlarning singishi;
K1 - derazadan issiqlik oqish koeffitsienti:

  • agar uch oynali oyna K1 = 0,85 bo'lsa;
  • agar ikki oynali oyna ikki oynali bo'lsa, u holda K1 = 1,0;
  • standart oynali K1 = 1,27 bilan;

K2 - devor issiqlik yo'qotish koeffitsienti:

  • yuqori issiqlik izolyatsiyasi (K2 indeksi = 0,854);
  • 150 mm qalinlikdagi izolyatsiya yoki ikki g'ishtli devorlar (K2 indeksi = 1,0);
  • past issiqlik izolyatsiyasi (K2 indikatori = 1,27);

K3 - bu derazalar va pollar maydonlarining (S) nisbatini aniqlaydigan ko'rsatkich:

  • 50% qisqa tutashuv = 1,2;
  • 40% qisqa tutashuv = 1,1;
  • 30% qisqa tutashuv = 1,0;
  • 20% CV=0,9;
  • 10% SC=0,8;

K4 - tashqi harorat koeffitsienti:

  • -35°C K4=1,5;
  • -25°C K4=1,3;
  • -20°C K4=1,1;
  • -15°C K4=0,9;
  • -10°C K4=0,7;

K5 - tashqi tomonga qaragan devorlar soni:

  • to'rtta devor K5=1,4;
  • uchta devor K5=1,3;
  • ikkita devor K5=1,2;
  • bitta devor K5=1,1;

K6 - isitiladigan xonaning ustida joylashgan xonaning issiqlik izolatsiyasi turi:

  • isitiladigan K6-0,8;
  • issiq chordoq K6=0,9;
  • isitilmaydigan chordoq K6=1,0;

K7 - ship balandligi:

  • 4,5 metr K7=1,2;
  • 4,0 metr K7=1,15;
  • 3,5 metr K7=1,1;
  • 3,0 metr K7=1,05;
  • 2,5 metr K7=1,0.

Alohida xizmat ko'rsatish stantsiyasining xonasi (ship balandligi 4 m, maydoni 250 m2, hajmi 1000 m3, an'anaviy oynali katta derazalar, termal yo'q) uchun avtonom isitish moslamasining minimal quvvatini (ikki formuladan foydalangan holda) hisoblashni misol tariqasida keltiramiz. ship va devorlarning izolyatsiyasi, soddalashtirilgan dizayn ).

Soddalashtirilgan hisob-kitoblarga ko'ra:

Q t (kVt/soat) = V * DT * K/860=1000 *30*4/860=139,53 kVt, bunda

V - isitiladigan xonadagi havo hajmi (250 * 4), m 3;
DT - xonadan tashqaridagi havo harorati va xona ichidagi zarur havo harorati (30 ° C) o'rtasidagi farq;
K - binoning issiqlik yo'qotish koeffitsienti (issiqlik izolyatsiyasi bo'lmagan binolar uchun K = 4,0);
860 - kVt/soatga aylantirish.

Aniqroq hisoblash:

Q t (kVt/soat) = (100 Vt/m 2 * S (m 2) * K1 * K2 * K3 * K4 * K5 * K6 * K7)/1000 = 100 * 250 * 1,27 * 1,27 * 1,1 * 1,5 * 1,4*1*1,15/1000=107,12 kVt/soat, bu yerda

S - hisob-kitob qilinadigan xonaning maydoni (250 m2);
K1 - derazalar orqali issiqlik oqish parametri (standart oynalar, K1 indeksi 1,27);
K2 - devorlar orqali issiqlik oqishining qiymati (yomon issiqlik izolatsiyasi, K2 indikatori 1,27 ga to'g'ri keladi);
K3 - oyna o'lchamlarining zamin maydoniga nisbati parametri (40%, K3 ko'rsatkichi 1,1);
K4 - tashqi harorat qiymati (-35 ° C, K4 indikatori 1,5 ga to'g'ri keladi);
K5 - tashqariga chiqadigan devorlar soni (bu holda to'rtta K5 1,4 ga teng);
K6 - to'g'ridan-to'g'ri isitiladigan xonaning ustida joylashgan xonaning turini aniqlaydigan ko'rsatkich (izolyatsiyasiz chodir K6 = 1,0);
K7 - shiftlarning balandligini aniqlaydigan ko'rsatkich (4,0 m, K7 parametri 1,15 ga to'g'ri keladi).

Hisoblashdan ko'rinib turibdiki, quvvatni hisoblash uchun ikkinchi formula afzalroqdir isitish moslamalari, chunki u ko'p narsani hisobga oladi Ko'proq parametrlar (ayniqsa, kam quvvatli uskunalarning parametrlarini aniqlash zarur bo'lsa, da foydalanish uchun mo'ljallangan kichik bo'shliqlar). Olingan natijaga xizmat muddatini oshirish uchun kichik quvvat zaxirasini qo'shish kerak termal uskunalar.
Oddiy hisob-kitoblarni amalga oshirish orqali siz mutaxassislar yordamisiz aniqlashingiz mumkin zarur quvvat turar-joy yoki sanoat ob'ektlarini jihozlash uchun avtonom isitish tizimi.

Siz kompaniyaning veb-saytida yoki chakana savdo do'konimizga tashrif buyurib, issiqlik tabancası va boshqa isitgichlarni xarid qilishingiz mumkin.

Qanday qilib loyihalash, hisoblash va aniqlash isitish tizimining quvvati mutaxassislarni jalb qilmasdan uy uchunmi? Bu savol ko'pchilikni qiziqtiradi.

Qozon turini tanlash

Qaysi issiqlik manbai siz uchun eng qulay va arzon bo'lishini aniqlang. Bu elektr, gaz, ko'mir va bo'lishi mumkin suyuq yoqilg'i. Va bunga asoslanib, qozon turini tanlang. Bu birinchi navbatda hal qilinishi kerak bo'lgan juda muhim masala.

  1. Elektr qozon. Bu postsovet hududida umuman talabga ega emas, chunki xonalarni isitish uchun elektr energiyasidan foydalanish juda qimmat va bu elektr tarmog'ining benuqson ishlashini talab qiladi, bu mumkin emas.
  2. Gazli qozon. Bu eng ko'p eng yaxshi variant, iqtisodiy va qulay. Ular butunlay xavfsiz va oshxonaga o'rnatilishi mumkin. Gaz eng yuqori koeffitsientga ega foydali harakat, va agar ulanish imkoniyati mavjud bo'lsa gaz quvurlari, keyin bunday qozonni o'rnating.
  3. Qattiq yonilg'i qozoni. Bu yoqilg'i qo'shadigan odamning doimiy mavjudligini nazarda tutadi. Bunday qozonlarning issiqlik chiqishi doimiy emas va xonadagi harorat doimo o'zgarib turadi.
  4. Suyuq yonilg'i qozoni. Bu atrof-muhitga katta zarar etkazadi, ammo boshqa muqobil bo'lmasa, qozon chiqindilari uchun maxsus uskunalar mavjud.

Isitish tizimining quvvatini aniqlash: oddiy qadamlar

Bizga kerakli hisob-kitoblarni amalga oshirish uchun quyidagi parametrlarni aniqlashimiz kerak:

  • Kvadrat binolar. Hisobga olingan umumiy maydoni nafaqat siz isitishni rejalashtirgan xonalarni emas, balki butun uyni. S harfi bilan belgilanadi.
  • Maxsus kuch ga qarab qozon iqlim sharoiti. ga qarab belgilanadi iqlim zonasi sizning uyingiz qaysi joyda joylashgan. Masalan, janub uchun - 0,7-0,9 kVt, shimol uchun - 1,5-2,0 kVt. Ammo o'rtacha hisob-kitoblarning qulayligi va soddaligi uchun siz 1 ni olishingiz mumkin. Biz uni V harfi bilan belgilaymiz.

Shunday qilib, qozonning o'ziga xos quvvati = (S * W) /10.

Ushbu ko'rsatkich ushbu qurilma kerakli quvvatni qo'llab-quvvatlashini aniqlaydi harorat rejimi uyingizda. Agar qozon quvvati hisob-kitoblarga ko'ra kerak bo'lganidan kamroq bo'lsa, qozon xonani isitmaydi va u salqin bo'ladi. Va agar quvvat sizga kerak bo'lgan narsadan oshsa, ortiqcha yoqilg'i sarfi va shuning uchun moliyaviy xarajatlar bo'ladi. Isitish tizimining kuchi va uning ratsionalligi bu ko'rsatkichga bog'liq.

Isitish tizimining to'liq quvvatini ta'minlash uchun qancha radiator kerak?

Bu savolga javob berish uchun siz juda oddiy formuladan foydalanishingiz mumkin: isitiladigan xonaning maydonini 100 ga ko'paytiring va batareyaning bir qismining quvvatiga bo'ling.

Keling, batafsil ko'rib chiqaylik:

  • xonalarimiz har xil o'lchamda bo'lgani uchun har birini alohida hisobga olish maqsadga muvofiq bo'ladi;
  • 100 vatt - o'rtacha qiymat xonaning kvadrat metri uchun quvvat, bu eng mos, qulay haroratni ta'minlaydi;
  • isitish radiatorining bir qismining kuchi - bu qiymat turli radiatorlar uchun individualdir va ular ishlab chiqarilgan materialga bog'liq. Agar sizda bunday ma'lumot bo'lmasa, unda siz zamonaviy radiatorlarning bir qismining o'rtacha quvvat qiymatini olishingiz mumkin - 180-200 Vt.

Material, qaysi radiator ishlab chiqarilgan, juda muhim nuqta, chunki uning aşınma qarshiligi va issiqlik uzatish bunga bog'liq. Chelik va quyma temir past qismli quvvatga ega. Eng yuqori quvvat Anodlanganlar farq qiladi - ularning bo'limlarining kuchi 215 Vt, mukammal himoya korroziyaga qarshi, ular 30 yilgacha kafolatlanadi, bu, albatta, bunday batareyalarning narxiga ta'sir qiladi. Ammo barcha omillarni hisobga olgan holda, bu holda tejash bunga loyiq emas.

Issiqlik o'tkazuvchanlik tenglamasi.

Har qanday tashqi sabablarga ko'ra harorat farqi mavjud bo'lganda issiqlik o'tkazuvchanligi paydo bo'ladi. Bundan tashqari, moddaning turli joylarida molekulalar issiqlik harakatining har xil o'rtacha kinetik energiyalariga ega. Molekulalarning xaotik termal harakati ichki energiyani tananing issiq qismlaridan sovuqroqlariga yo'naltirilgan tarzda o'tkazishga olib keladi.

Issiqlik o'tkazuvchanlik tenglamasi. Keling, bir o'lchovli ishni ko'rib chiqaylik. T = T(x). Bunday holda, energiya almashinuvi faqat bitta OX o'qi bo'ylab sodir bo'ladi va Furye qonuni bilan tavsiflanadi:

Qayerda - issiqlik oqimining zichligi,

Ichki energiyani o'tkazish yo'nalishiga perpendikulyar joylashgan maydon orqali dt vaqt ichida uzatiladigan issiqlik miqdori; - issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti. (1) formuladagi (-) belgisi energiya almashinuvi haroratning pasayishi yo'nalishida sodir bo'lishini ko'rsatadi.

Bir qatlamli strukturaning issiqlik yo'qotish kuchi.

Keling, binolarning issiqlik yo'qotishlarining material turiga bog'liqligini ko'rib chiqaylik -

la va uning qalinligi.

Uchun issiqlik yo'qotilishini hisoblang turli materiallar formuladan foydalanamiz:

,

P - issiqlik yo'qotish kuchi, Vt;

Issiqlik o'tkazuvchanligi qattiq(devorlar), Vt/(m K);

Devorning qalinligi yoki issiqlik o'tkazuvchanligi, m;

S - issiqlik almashinuvi sodir bo'ladigan sirt maydoni, m 2;

Ikki muhit orasidagi harorat farqi, °C.

Dastlabki ma'lumotlar:

Jadval 1. - Issiqlik o'tkazuvchanligi qurilish materiallari l, Vt/(m K).

Bizning muammomizni ko'rib chiqayotganda, bir qatlamli strukturaning qalinligi o'zgarmaydi. U ishlab chiqarilgan materialning issiqlik o'tkazuvchanligi o'zgaradi. Buni hisobga olgan holda, keling, issiqlik yo'qotilishini, ya'ni binodan tashqarida maqsadsiz ketadigan issiqlik energiyasini hisoblaylik.

G'isht:

Shisha:

Beton:

Kvarts shishasi:

Marmar:

Yog'och:

Shisha jun:

Ko'pik:

Ushbu hisob-kitoblarga asoslanib, har bir holatda biz tanlaymiz zarur material, samaradorlik, mustahkamlik, chidamlilik talablarini hisobga olgan holda. Oxirgi ikkita material kontrplak va izolyatsiyaga asoslangan prefabrik ramka tuzilmalarining asosiy elementlari sifatida ishlatiladi.

Chegara shartlari.

Issiqlik o'tkazuvchanligining differentsial tenglamasi issiqlik o'tkazuvchanlik hodisalarining butun sinfining matematik modeli bo'lib, o'z-o'zidan ko'rib chiqilayotgan tanadagi issiqlik uzatish jarayonining rivojlanishi haqida hech narsa aytmaydi. Qisman differensial tenglamani integrallashda biz cheksiz ko'p turli yechimlarni olamiz. Ushbu to'plamdan ma'lum bir muammoga mos keladigan aniq echimni olish uchun dastlabki differensial issiqlik tenglamasida mavjud bo'lmagan qo'shimcha ma'lumotlarga ega bo'lish kerak. Differensial tenglama (yoki uning yechimi) bilan birgalikda aniqlaydigan ushbu qo'shimcha shartlar aniq vazifa issiqlik o'tkazuvchanligi - bu tana ichidagi haroratning taqsimlanishi (dastlabki yoki vaqtinchalik sharoitlar), tananing geometrik shakli va o'zaro ta'sir qonuni muhit va tananing yuzasi (chegara shartlari).

Muayyan (ma'lum) fizik xususiyatlarga ega bo'lgan ma'lum geometrik shakldagi jism uchun chegara va boshlang'ich shartlar to'plami chegara shartlari deb ataladi. Demak, boshlang’ich shart vaqtinchalik chegara sharti, chegara shartlari esa fazoviy chegara shartidir. Differensial issiqlik tenglamasi chegaraviy shartlar bilan birgalikda issiqlik tenglamasining chegaraviy masalasini (yoki qisqasi, issiqlik muammosini) tashkil qiladi.

Dastlabki holat tananing ichidagi haroratni taqsimlash qonunini vaqtning boshlang'ich momentida, ya'ni belgilash orqali aniqlanadi

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

Bu erda f (x, y, z) ma'lum funktsiyadir.

Ko'pgina muammolarda, vaqtning boshlang'ich momentida bir xil harorat taqsimoti qabul qilinadi; Keyin

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

Chegaraviy shart turli yo'llar bilan belgilanishi mumkin.

1. Birinchi turdagi chegara sharti har qanday vaqtda tananing yuzasi bo'ylab haroratning taqsimlanishini aniqlashdan iborat.

T s(t) = f(τ),

Qayerda T s (t) - tananing sirtidagi harorat.

Izotermik chegara holati ifodalaydi maxsus holat 1-turdagi shartlar. Izotermik chegarada tana sirtining harorati doimiy deb hisoblanadi T s = const, masalan, ma'lum bir haroratda suyuqlik bilan sirtni intensiv yuvishda.

2. Ikkinchi turdagi chegara sharti tananing sirtidagi har bir nuqta uchun issiqlik oqimining zichligini vaqt funktsiyasi sifatida belgilashdan iborat. ya'ni

q s (τ) = f(τ).

Ikkinchi turdagi shart chegaradagi issiqlik oqimining kattaligini belgilaydi, ya'ni harorat egri chizig'i har qanday ordinataga ega bo'lishi mumkin, lekin berilgan gradientga ega bo'lishi kerak. Ikkinchi turdagi chegaraviy holatning eng oddiy holati shundaki, issiqlik oqimining zichligi doimiydir:

q s (t) = q c= const.

Adiabatik chegara ikkinchi turdagi holatning alohida holatini ifodalaydi. Adiabatik sharoitda issiqlik chegaralar orqali o'tadi nolga teng. Agar tananing atrof-muhit bilan issiqlik almashinuvi tananing ichidagi issiqlik oqimlari bilan solishtirganda ahamiyatsiz bo'lsa, tananing sirtini amalda issiqlik o'tkazmaydigan deb hisoblash mumkin. Ko'rinib turibdiki, adiabatik chegaraning istalgan nuqtasida s o'ziga xos issiqlik oqimi va sirtga normal bo'ylab unga proportsional gradient nolga teng.

3. Odatda, uchinchi turdagi chegara sharti doimiy issiqlik oqimida (statsionar harorat maydoni) tananing yuzasi va atrof-muhit o'rtasidagi konvektiv issiqlik almashinuvi qonunini tavsiflaydi. Bunday holda, tananing birlik sirt maydonidan haroratli muhitga vaqt birligi uchun o'tkaziladigan issiqlik miqdori T s sovutish jarayonida (T s> T s), tananing yuzasi va atrof-muhit o'rtasidagi harorat farqiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir, ya'ni

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

Bu erda a - proportsionallik koeffitsienti, issiqlik uzatish koeffitsienti deb ataladi (vm/m 2 daraja).

Issiqlik o'tkazuvchanligi koeffitsienti son jihatdan sirt va atrof-muhit o'rtasidagi harorat farqi 1 ° bo'lganida tananing birlik sirt maydoni tomonidan vaqt birligida chiqarilgan (yoki olingan) issiqlik miqdoriga tengdir.

(2) munosabatni Furyening issiqlik o'tkazuvchanlik qonunidan olish mumkin, agar gaz yoki suyuqlik jism yuzasi bo'ylab harakatlansa, uning yuzasiga yaqin joyda gazdan jismga issiqlik almashinuvi Furye qonuniga muvofiq sodir bo'ladi:

qs=-l g ·(∂T g /∂n) s · 1 n= l g (T s -T c) 1 n/∆ =a·(T s -T c)· 1 n,

Bu erda l g - gazning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti, ∆ - chegara qatlamining shartli qalinligi, a = l g /∆.

Shuning uchun issiqlik oqimi vektori q s normal bo'ylab yo'naltirilgan n izotermik sirtga, uning skalyar miqdori teng q s .

Chegara qatlamining shartli qalinligi ∆ gaz (yoki suyuqlik) harakat tezligiga va uning jismoniy xususiyatlar. Shuning uchun issiqlik uzatish koeffitsienti gaz harakati tezligiga, uning haroratiga va harakat yo'nalishi bo'yicha tananing yuzasi bo'ylab o'zgarishiga bog'liq. Taxminan, issiqlik uzatish koeffitsientini doimiy, haroratga bog'liq bo'lmagan va tananing butun yuzasi uchun bir xil deb hisoblash mumkin.

Uchinchi turdagi chegara shartlari jismlarni radiatsiya bilan isitish yoki sovutishni ko'rib chiqishda ham qo'llanilishi mumkin . Stefan-Boltzman qonuniga ko'ra, ikki sirt orasidagi radiatsiya issiqlik oqimi

q s (t) = s*,

bu erda s* - kamaytirilgan emissiya koeffitsienti, T a- issiqlik qabul qiluvchi tananing sirtining mutlaq harorati.

Proportsionallik koeffitsienti s* tana sirtining holatiga bog'liq. Mutlaq qora jism, ya'ni unga tushgan barcha nurlanishni o'zlashtira oladigan jism uchun s* = 5,67 10 -12. Vt/sm 2°K 4. Kulrang jismlar uchun s* = e·s , Bu erda e - emissiya koeffitsienti, 0 dan 1 gacha o'zgarib turadi. Cilalı uchun metall yuzalar emissiya koeffitsientlari da bo'ladi normal harorat 0,2 dan 0,4 gacha, temir va po'latdan oksidlangan va qo'pol yuzalar uchun - 0,6 dan 0,95 gacha. Haroratning oshishi bilan koeffitsientlar e ortadi va at yuqori haroratlar, erish nuqtasiga yaqin, 0,9 dan 0,95 gacha bo'lgan qiymatlarga erishing.

Kichik harorat farqi uchun (T p - T a) munosabatni taxminan quyidagicha yozish mumkin:

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

qayerda a (T)- konvektiv issiqlik uzatish koeffitsienti bilan bir xil o'lchamga ega bo'lgan va teng bo'lgan radiatsion issiqlik uzatish koeffitsienti

α (T)= s*=s*n(T)

Bu munosabat Nyutonning jismni sovutish yoki isitish qonunining ifodasidir, T a esa issiqlik qabul qiluvchi jism sirtining haroratini bildiradi. Agar harorat T s(t) biroz o'zgaradi, keyin a (T) koeffitsientini taxminan doimiy sifatida qabul qilish mumkin.

Agar atrof-muhit (havo) harorati T s va issiqlik qabul qiluvchi jismning harorati T a bir xil va muhitning nurlanish yutilish koeffitsienti juda kichik bo'lsa, u holda Nyuton qonuni munosabatida T a o'rniga biz yozishimiz mumkin. T s. Bunday holda, konveksiya orqali tanadan chiqadigan issiqlik oqimining kichik qismini a dan ·∆T ga tenglashtirish mumkin. , Qayerda a uchun- konvektiv issiqlik uzatish koeffitsienti.

Konvektiv issiqlik uzatish koeffitsienti a uchun bog'liq:

1) issiqlik chiqaradigan sirtning shakli va o'lchami (to'p, silindr, plastinka) va uning fazodagi holati (vertikal, gorizontal, eğimli);

2) issiqlik o'tkazuvchi sirtning fizik xususiyatlari bo'yicha;

3) atrof-muhitning xususiyatlari (uning zichligi, issiqlik o'tkazuvchanligi).
va viskozite, o'z navbatida haroratga bog'liq), shuningdek

4) harorat farqi bo'yicha T s - T s.

Bunday holda, nisbatda

q s = a·[T s (t) - T s], (4)

a koeffitsienti umumiy issiqlik uzatish koeffitsienti bo'ladi:

a = a k + a(T) (5)

Keyinchalik, mexanizmi (5) nisbatda tasvirlangan jismning beqaror issiqlik almashinuvi Nyuton qonuniga ko'ra issiqlik uzatish deb ataladi.

Energiyaning saqlanish qonuniga ko‘ra, jism yuzasidan ajralib chiqadigan issiqlik miqdori q s (t) birlik sirtiga vaqt birligida tananing ichki qismidan sirtiga berilgan issiqlik miqdoriga teng. issiqlik o'tkazuvchanligi bo'yicha maydon, ya'ni

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

bu yerda, muammo bayonining umumiyligi uchun harorat T s o'zgaruvchan deb hisoblanadi va issiqlik uzatish koeffitsienti a (T) taxminan doimiy qabul qilingan [a (T)= a= const].

Odatda chegara sharti quyidagicha yoziladi:

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

Uchinchi turdagi chegaraviy shartdan, alohida holat sifatida, birinchi turdagi chegaraviy shartni olish mumkin. Agar nisbat a bo'lsa /λ cheksizlikka intiladi [issiqlik uzatish koeffitsienti katta (a→∞) yoki issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti kichik (l→ 0)], keyin

T s (t) - T s(t) = lim = 0, bu erdan T s (t) = T s(τ),

α ∕ λ →∞

ya'ni issiqlik chiqaradigan jismning sirt harorati atrof-muhit haroratiga teng.

Xuddi shunday, a→0 uchun (6) dan ikkinchi turdagi chegaraviy shart - adiabatik holatning maxsus holatini olamiz (tana yuzasidan issiqlik oqimi nolga teng). Adiabatik holat chegaradagi issiqlik almashinuvi holatining yana bir cheklovchi holatini ifodalaydi, bunda juda kichik issiqlik uzatish koeffitsienti va sezilarli issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti bilan chegara yuzasi orqali issiqlik oqimi nolga yaqinlashadi. Yuzaki metall mahsulot, sokin havo bilan aloqa qilganda, qisqa jarayon davomida adiabatik deb taxmin qilish mumkin, chunki sirt orqali haqiqiy issiqlik almashinuvi oqimi ahamiyatsiz. Uzoq jarayon davomida sirt issiqlik almashinuvi metalldan sezilarli miqdorda issiqlikni olib tashlashga muvaffaq bo'ladi va endi uni e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi.

4. To'rtinchi turdagi chegaraviy holat jism yuzasining atrof-muhit bilan issiqlik almashinuviga [tananing suyuqlik bilan konvektiv issiqlik almashinuvi) yoki aloqa qiluvchi sirtlarning harorati bir xil bo'lganda, aloqa qiluvchi qattiq moddalarning issiqlik almashinuviga mos keladi. . Qattiq jism atrofida suyuqlik (yoki gaz) oqganda, suyuqlikdan (gazdan) tananing yuzasiga issiqlik o'tishi tananing yuzasiga (laminar chegara qatlami yoki laminar pastki qatlam) qonuniga muvofiq sodir bo'ladi. issiqlik o'tkazuvchanligi (molekulyar issiqlik uzatish), ya'ni to'rtinchi turdagi chegara holatiga mos keladigan issiqlik uzatish

T s(τ) = [ T s(t)] s . (8)

Haroratlarning tengligi bilan bir qatorda issiqlik oqimlarining tengligi ham mavjud:

-l c (∂T c /∂n) s = -l(∂T/∂n) s . (9)

Keling, to'rt turdagi chegaraviy shartlarning grafik talqinini beraylik (1-rasm).

Issiqlik oqimi vektorining skalyar qiymati harorat gradientining mutlaq qiymatiga mutanosib bo'lib, u son jihatdan izotermik yuzaning normal bo'ylab harorat taqsimoti egri chizig'iga teginish burchagi tangensiga teng, ya'ni.

(∂T/∂n) s = tan ph s

1-rasmda tananing yuzasida to'rtta sirt elementi ko'rsatilgan ∆S unga normal n bilan (agar u tashqariga yo'naltirilgan bo'lsa, normal ijobiy hisoblanadi). Harorat ordinata bo'ylab chiziladi.

1-rasm. - Har xil usullar sirtdagi sharoitlarni o'rnatish.

Birinchi turdagi chegara sharti berilgan T s(t); eng oddiy holatda T s(t) = konst. Tana yuzasida harorat egri chizig'iga teginishning qiyaligi topiladi va shuning uchun sirt tomonidan chiqarilgan issiqlik miqdori aniqlanadi (1-rasmga qarang, A).

Ikkinchi turdagi chegaraviy shartlar bilan bog'liq muammolar qarama-qarshi xarakterga ega; Tangensning tana yuzasidagi harorat egri chizig'iga teginishi aniqlanadi (1-rasmga qarang, b); tana sirtining harorati.

Uchinchi turdagi chegara sharoitlari bilan bog'liq masalalarda tana sirtining harorati va tangensning harorat egri chizig'iga moyillik burchagi tangensi o'zgaruvchan, ammo nuqta tashqi normada ko'rsatilgan. BILAN, harorat egri chizig'ining barcha tangenslari o'tishi kerak (1-rasmga qarang, V).(6) chegaraviy shartdan kelib chiqadi

tg ph s = (∂T/∂n) s = (T s (t) - T s)/(l∕a). (10)

Tangensning tana sirtidagi harorat egri chizig'iga moyillik burchagi tangensi qarama-qarshi oyoqning nisbatiga teng [T s (t) - T c ]

mos keladigan to'g'ri burchakli uchburchakning qo'shni tomoni l∕a. Qo'shni oyoq l∕a doimiy qiymatdir va qarama-qarshi oyoq [T s (t) - T s] issiqlik almashinuvi jarayonida tg ph s ga to'g'ridan-to'g'ri proportsional ravishda doimiy ravishda o'zgaradi. Bundan kelib chiqadiki, C hidoyat nuqtasi o'zgarishsiz qoladi.

To'rtinchi turdagi chegara sharoitlari bilan bog'liq masalalarda teginish burchagi tangenslarining tanadagi va muhitdagi harorat egri chiziqlariga nisbati ko'rsatilgan (1-rasmga qarang). G):

tan ph s /tg ph c = l c ∕l = const. (11)

Mukammal termal aloqani hisobga olgan holda (interfeysdagi tangenslar bir xil nuqtadan o'tadi).

Hisoblash uchun u yoki bu oddiy chegaraviy shartlarning turini tanlashda shuni esda tutish kerakki, aslida qattiq jismning yuzasi doimo suyuqlik yoki gazsimon muhit bilan issiqlik almashadi. Yuzaki issiqlik uzatish intensivligi aniq yuqori bo'lgan hollarda jismning chegarasini taxminan izotermik, agar bu intensivlik aniq past bo'lsa, adiabatik deb hisoblashimiz mumkin.


Tegishli ma'lumotlar.


Xususiy uydagi isitish tizimi, ko'pincha, energiya va sovutish suvi sifatida ma'lum bir mintaqa uchun eng mos moddalarni ishlatadigan avtonom uskunalar to'plamidir. Shuning uchun har bir o'ziga xos isitish sxemasi uchun isitish tizimining isitish quvvatini individual hisoblash talab qilinadi, bu ko'plab omillarni hisobga oladi, masalan minimal iste'mol uy uchun issiqlik energiyasi, binolar uchun issiqlik iste'moli - har biri kuniga va isitish mavsumida energiya sarfini aniqlashga yordam beradi va hokazo.

Issiqlik hisoblari uchun formulalar va koeffitsientlar

Xususiy ob'ekt uchun isitish tizimining nominal issiqlik quvvati formula bo'yicha aniqlanadi (barcha natijalar kVtda ifodalanadi):

  • Q = Q 1 x b 1 x b 2 + Q 2 – Q 3; Qayerda:
  • Q 1 - hisob-kitoblarga ko'ra binodagi umumiy issiqlik yo'qotilishi, kVt;
  • b 1 - hisoblash ko'rsatganidan oshib ketadigan radiatorlardan qo'shimcha issiqlik energiyasining koeffitsienti. Koeffitsient qiymatlari quyidagi jadvalda keltirilgan:

  • b 2 - da o'rnatilgan radiatorlar tomonidan qo'shimcha issiqlik yo'qotish koeffitsienti tashqi devorlar himoya qoplamalarsiz. Koeffitsient ko'rsatkichlari quyidagi jadvalda keltirilgan:

Q a - to'siqlar va tashqi devorlar orqali o'tadigan issiqlik energiyasi;

Q b - shamollatish tizimining havosini isitishda issiqlik yo'qotilishi.

Q a va Q b qiymati ulangan isitish bilan har bir alohida xona uchun hisoblanadi.

Issiqlik energiyasi Q a formula bilan aniqlanadi:

  • Q a = 1 / R x A x (t b – t n) x (1 + Ʃß), bu erda:
  • A - panjara maydoni ( tashqi devor) m 2 da;
  • R - m 2 °C / Vt da panjaraning issiqlik o'tkazuvchanligi (SNiP II-3-79 da mos yozuvlar ma'lumotlari).

Butun uy va alohida isitiladigan xonalar uchun issiqlik hisob-kitoblariga bo'lgan ehtiyoj energiya tejash va oila byudjeti. Bunday hisob-kitoblar qanday hollarda amalga oshiriladi:

  1. Isitishga ulangan barcha xonalarni eng samarali isitish uchun qozon uskunasining quvvatini to'g'ri hisoblash uchun. Dastlabki hisob-kitoblarsiz qozonni sotib olsangiz, siz parametrlar bo'yicha mutlaqo mos bo'lmagan uskunani o'rnatishingiz mumkin, bu uning vazifasini bajara olmaydi va pul behuda ketadi. Butun isitish tizimining issiqlik parametrlari, agar quvur liniyasi ular orqali o'tsa, isitish qozoniga ulangan va ulanmagan xonalarda barcha issiqlik energiyasini iste'mol qilishning qo'shilishi natijasida aniqlanadi. Aşınmayı kamaytirish uchun issiqlik iste'moli uchun quvvat zaxirasi ham talab qilinadi. isitish uskunalari va ko'rinishni minimallashtirish favqulodda vaziyatlar sovuq havoda yuqori yuk ostida;
  2. Isitish tizimining issiqlik parametrlarini hisoblash texnik sertifikat (TU) olish uchun zarur bo'lib, ularsiz xususiy uyni gazlashtirish loyihasini tasdiqlash mumkin bo'lmaydi, chunki avtonom isitishni o'rnatishning 80% hollarda. gazli qozon va tegishli uskunalar o'rnatilgan. Boshqa turlar uchun isitish birliklari texnik xususiyatlar va ulanish hujjatlari kerak emas. uchun gaz uskunalari yillik gaz iste'molini bilish kerak va tegishli hisob-kitoblarsiz aniq raqamni olish mumkin bo'lmaydi;
  3. Bundan tashqari, sotib olish uchun isitish tizimining termal parametrlarini olishingiz kerak. to'g'ri jihoz- quvurlar, radiatorlar, armatura, filtrlar va boshqalar.

Turar-joy binolari uchun quvvat va issiqlik iste'molining aniq hisob-kitoblari

Izolyatsiya darajasi va sifati ish sifatiga va binolarning va butun uyning me'moriy xususiyatlariga bog'liq. Binoni isitish vaqtida issiqlik yo'qotishlarining ko'p qismi (40% gacha) tashqi devorlarning yuzasi, deraza va eshiklar (20% gacha), shuningdek, tom va pol (10% gacha) orqali sodir bo'ladi. Qolgan 30% issiqlik uydan shamollatish va kanallar orqali chiqib ketishi mumkin.

Yangilangan natijalarni olish uchun quyidagi mos yozuvlar koeffitsientlari qo'llaniladi:

  1. Q 1 - derazali xonalar uchun hisob-kitoblarda qo'llaniladi. PVC oynalar uchun ikki oynali oynalar Q 1 =1, bir kamerali oynali oynalar uchun Q 1 =1,27, uch kamerali oynalar uchun Q 1 =0,85;
  2. Q 2 - izolyatsiya koeffitsientini hisoblashda foydalaniladi ichki devorlar. Ko'pikli beton uchun Q 2 = 1, beton uchun Q 2 - 1,2, g'isht uchun Q 2 = 1,5;
  3. Q 3 zamin maydonlari va deraza teshiklarining nisbatlarini hisoblashda ishlatiladi. Devor oynalari maydonining 20% ​​uchun Q3 = 1 koeffitsienti, Q3 oynasining 50% uchun 1,5 sifatida qabul qilinadi;
  4. Q4 koeffitsientining qiymati butun yillik isitish davri uchun minimal ko'cha haroratiga qarab o'zgaradi. At tashqi harorat-20 0 C Q 4 = 1, keyin har 5 0 C uchun u yoki bu yo'nalishda 0,1 qo'shiladi yoki ayiriladi;
  5. Q 5 koeffitsienti binoning devorlarining umumiy sonini hisobga oladigan hisob-kitoblarda qo'llaniladi. Hisob-kitoblarda bitta devor bilan Q 5 = 1, 12 va 3 devor bilan Q 5 = 1,2, 4 ta devor uchun Q 5 = 1,33;
  6. Q 6 issiqlik yo'qotish hisob-kitoblari hisobga olinsa ishlatiladi funktsional maqsad hisob-kitoblar olib boriladigan xona ostidagi binolar. Agar tepada turar-joy qavati bo'lsa, u holda koeffitsient Q 6 = 0,82, agar chodir isitilsa yoki izolyatsiya qilingan bo'lsa, u holda Q 6 0,91, sovuq chodir uchun Q 6 = 1;
  7. Q 7 parametri tekshirilayotgan xonaning shiftlarining balandligiga qarab o'zgaradi. Shift balandligi ≤ 2,5 m bo'lsa, koeffitsient Q 7 = 1,0, agar shift 3 m dan yuqori bo'lsa, u holda Q 7 1,05 sifatida qabul qilinadi.

Barcha kerakli tuzatishlarni aniqlagandan so'ng, isitish tizimidagi issiqlik quvvati va issiqlik yo'qotishlari har bir alohida xona uchun quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

  • Q i = q x Si x Q 1 x Q 2 x Q 3 x Q 4 x Q 5 x Q 6 x Q 7, bu erda:
  • q =100 Vt/m²;
  • Si - tekshirilayotgan xonaning maydoni.

Parametr natijalari ≥ 1 koeffitsientlarni qo'llashda ortadi va Q 1- Q 7 ≤1 bo'lsa kamayadi. Muayyan xona uchun hisob-kitob natijalarining o'ziga xos qiymatini hisoblab chiqqandan so'ng, siz jami hisoblashingiz mumkin issiqlik quvvati Quyidagi formula bo'yicha xususiy avtonom isitish:

Q = S x Qi, (i = 1…N), bu erda: N - binodagi xonalarning umumiy soni.