حساب المدخلات الحرارية. توصيات لاختيار أنظمة تكييف الهواء - شركة إدارة برنامج "114 Repair Plant" لحساب الكسب الحراري من الإشعاع الشمسي
من أجل اختيار مكيف الهواء المناسب، من الضروري حساب كمية الحرارة التي يجب أن يطفئها. يجب أن تتجاوز قوة مكيف الهواء قيمتها القصوى، والتي يتم حسابها بواسطة الصيغة:
س = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5، حيث
Q1 - مدخلات الحرارة من الإشعاع الشمسيوعند استخدام الإضاءة الكهربائية من الضوء الاصطناعي؛
س2 - اكتساب الحرارة من الأشخاص الموجودين في الغرفة؛
Q3 - مدخلات الحرارة من المعدات المكتبية؛
Q4 - مدخلات الحرارة من الأجهزة المنزلية؛
Q5 - مدخلات الحرارة من التدفئة.
اكتساب الحرارة من الإشعاع الشمسي
أنها تعتمد في المقام الأول على المنطقة وموقع النوافذ. في معظم الحالات، يمثل هذا حصة الأسد من كل الحرارة التي تدخل الغرفة. يتم عرض طرق الحساب بالتفصيل في كتيبات خاصة لـ SNiP 23-01-99 "بناء علم المناخ" و SNiP II-3-79 "هندسة الحرارة للمباني". بشكل مبسط، يمكنك استخدام الصيغة التالية للحساب:
حيث: S هي مساحة الغرفة (م2)، ح هو ارتفاع الغرفة (م)، ف هو معامل يساوي:
- 30 وات/م3 إذا كانت الغرفة غير معرضة لأشعة الشمس (الجهة الشمالية من المبنى).
-35 وات/م3 في الظروف العادية؛
- 40 وات/م3 إذا كانت الغرفة بها زجاج كبير على الجانب المشمس.
ينطبق الحساب باستخدام هذه الطريقة على الشقق والمكاتب الصغيرة، وفي حالات أخرى، قد تكون الأخطاء كبيرة جدًا.
يمكن الحصول على الحرارة المكتسبة من الضوء الاصطناعي بمعدل 25-30 واط لكل 1 م3.
اكتساب الحرارة من الأشخاص الموجودين في الغرفة
يحدد شخص واحد، حسب مهنته:
الراحة في وضعية الجلوس – 120 واط
العمل الخفيف في وضعية الجلوس - 130 وات
العمل النشط إلى حد ما في المكتب - 140 واط
العمل الخفيف – 160 واط
الأعمال الصناعية الخفيفة - 240 وات
الرقص البطيء - 260 واط
الأعمال الصناعية المعتدلة – 290 واط
شديدة التحمل - 440 وات
مكاسب الحرارة من المعدات المكتبية
عادة ما يتم أخذها بنسبة 30٪ من استهلاك الطاقة. على سبيل المثال:
الكمبيوتر – 300-400 واط
طابعة ليزر – 400 وات
ناسخة – 500-600 واط
مكاسب الحرارة من أدوات المطبخ المنزلية
ماكينة صنع القهوة مع سطح تسخين – 300 واط
ماكينة صنع القهوة وغلاية كهربائية – 900-1500 واط
موقد كهربائي – 900-1500 واط لكل 1 م2 من السطح العلوي
موقد غاز– 1800-3000 واط 1 م2 من السطح العلوي
المقلاة العميقة – 2750-4050 واط
محمصة – 1100-1250 واط
حديد الوافل – 850 واط
الشواية – 13500 واط لكل 1 م2 من السطح العلوي
رهناً بالتوافر غطاء العادم، يتم تقسيم الحرارة المدخلة من الموقد على 1.4.
عند حساب المدخلات الحرارية من الأسرة أدوات المطبخمن الضروري أن نأخذ في الاعتبار أنه لا يتم تشغيل جميع الأجهزة مرة واحدة أبدًا. لذلك، يتم أخذ أعلى مجموعة لمطبخ معين. على سبيل المثال، اثنتين من الشعلات الأربعة الموجودة على الموقد وغلاية كهربائية.
مكاسب الحرارة من نظام التدفئة
في بعض الحالات، في المباني الشاهقة مع مساحة كبيرةقد يكون الزجاج وتكييف الهواء ضروريين في وقت مبكر من شهر مارس، عندما لا يكون موسم التدفئة قد انتهى بعد. في هذه الحالة، يجب أن يأخذ الحساب في الاعتبار الحرارة الزائدة من نظام التدفئة، والتي يمكن اعتبارها تساوي 80-125 واط لكل 1 متر مربع من المساحة. في هذه الحالة، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار ليس اكتساب الحرارة من الجدران الخارجية، ولكن فقدان الحرارة، والذي يمكن أن يؤخذ على قدم المساواة 18 واط لكل 1 م2.
يتم تحديد إطلاق الحرارة من تشغيل المعدات التي تعمل بالكهرباء بسبب انتقال الطاقة الميكانيكية إلى طاقة حرارية من التعبير
س عن = 1000 ن فم· ن · ك ISPك V، ث، (1)
أين ن فم- يتم تحديد القدرة المركبة لمحرك كهربائي لكل وحدة من المعدات، كيلوواط، حسب المهمة؛ ك ISP- معامل استخدام قوة المحرك الكهربائي، يوصى عادة بأخذ 0.8؛ ك V- يمكن اعتبار معامل تزامن تشغيل المعدات، الذي تحدده المهمة، يساوي 1. القيمة س عنلا يعتمد على الفترة من السنة.
يتم حساب مكاسب الحرارة من الإضاءة للفترات الدافئة والباردة من السنة
س اوك = 1000 ن اوك · نك V · أ، ث، (2)
أين ن نظام التشغيل- - قوة تركيب الإضاءة الواحد، كيلوواط؛ ن - عدد منشآت الإضاءة؛ ك V- معامل التشغيل المتزامن لمنشآت الإضاءة: خلال فترة البرد يمكن أخذ k V=1.0 خلال الفترة الدافئة ك V= 0.5 - 0.6 – كما هو محدد؛ أ- المعامل مع مراعاة نوع تركيب الإضاءة الذي ينظمه SNiP ويمكن تحديده من خلال التطبيق والجدول. ف-3.
يمكن حساب مكاسب الحرارة من الإضاءة بطريقة أخرى
س اوك = ف· س اوكك V، دبليو، (3)
أين ف- سطح الأرض في الغرفة، م2؛ س نظام التشغيل= 40 وات/م2 - معيار الإضاءة 1 م2 وفقًا لـ SNiP؛ ك V– معامل التشغيل المتزامن لمنشآت الإضاءة.
اكتساب الحرارة من موظفي الخدمةللفترات الباردة والدافئة من السنة يتم حسابها من التعبير
حيث m هو عدد الموظفين؛ س بوضوح- إطلاق حرارة معقول من شخص واحد، كيلوجول/ساعة؛ r = 2250 كيلوجول/كجم – حرارة التبخر الكامنة؛ دبليو ن– إطلاق الرطوبة من شخص واحد، جم/ساعة.
القيم العددية س بوضوحو دبليو نيتم تحديدها وفقًا لـ SNiP اعتمادًا على درجة حرارة الهواء الداخلي ودرجة شدة المخاض ويمكن تحديدها من الملحق بالجدول. ف-4.
يتم حساب مكاسب الحرارة الناتجة عن الإشعاع الشمسي من خلال فتحات الضوء (النافذة) فقط للفترة الدافئة من العام
س تزوج = ف ost· س ost · أ ostك، ث، (5)
أين ف ost- إجمالي سطح الزجاج، م2؛ س ost- كثافة التدفق الحراري المنقول بسبب الإشعاع الشمسي، اعتمادًا على اتجاه فتحات الضوء نحو النقاط الأساسية؛ أ ost- المعامل التجريبي حسب نوع الزجاج؛ k هو معامل تجريبي يعتمد على شفافية الزجاج.
القيمة العددية لـ q ostوفقًا لـ SNiP اعتمادًا على خصائص الزجاج و الموقع الجغرافييمكن تحديد الكائن من خلال التطبيق، الجدول. ف-5.
القيمة العددية أ ostيمكن تحديد andk وفقًا لـ SNiP من جدول التطبيق على التوالي. ف-6 والجدول. ف-7.
تكتسب الحرارة من خلال العبوات الخارجية من الخارج بسبب المزيد ارتفاع درجة الحرارةيتم حساب الهواء الخارجي عند تصميم أنظمة تكييف الهواء للفترة الدافئة إذا كانت درجة حرارة الهواء الخارجي المحسوبة تتجاوز درجة حرارة الهواء الداخلي المحسوبة بمقدار 5 درجات مئوية أو أكثر، أي. ر ن ت – ر V ت 5С
س غول = ف غولك غول · (ر ن ت - ر V ت ) ، دبليو، (6)
حيثF غول– سطح السور الخارجي ناقص السطح الزجاجي م2 ك غول ر ن تو ر V ت- على التوالي، درجة الحرارة المحسوبة للهواء الخارجي والهواء الداخلي، С.
لا يتم احتسابه للطوابق الواقعة على الأرض أو فوق البدرومات. بالنسبة للسقف المشترك، يجب حساب مدخلات الحرارة للغرف الموجودة في الطابق العلوي بشكل منفصل.
يتم حساب معامل انتقال الحرارة مع الأخذ بعين الاعتبار جميع المقاومات الحرارية
, (7)
أين Vو ن- على التوالي، معامل انتقال الحرارة من الهواء الداخلي إلى الجدار ومن السطح الخارجي للجدار إلى الهواء الخارجي، W/(m 2 С)؛ أنا- سمك الطبقات الفردية التي تشكل الجدار، م؛ أنا– معامل التوصيل الحراري للمواد التي يصنع منها الجدار W/(mС).
يمكن تحديد القيم العددية لمعاملات نقل الحرارة وفقًا لـ SNiP وفقًا للملحق بالجدول. ف-8 و ف-9. وترد معاملات التوصيل الحراري لبعض المواد في الجدول الملحق. ف-10.
بالنسبة للغرف الموجودة في الطابق العلوي في حالة عدم وجود أرضية علية (سقف مشترك)، يتم حساب كسب الحرارة عبر السقف باستخدام الصيغتين (6) و (7) بشكل منفصل عن الأسطح الجانبية للجدران.
إجمالي الحرارة المدخلة إلى الغرفة خلال الفترة الدافئة من العام حالة عامةماكياج
س ت =س عن +س نظام التشغيل +س مرجع سابق +س تزوج +س غول، دبليو، (8)
لموسم البرد
س X =س عن +س نظام التشغيل +س مرجع سابقالثلاثاء. (9)
حساب فقدان الحرارة في الغرفة
يتم حساب خسائر الحرارة فقط للفترة الباردة من العام.
يتم تحديد فقدان الحرارة من خلال فتحات ضوء النافذة الزجاجية من التعبير
س ost= ف ost· ك · (ر V X -ر ن X ) ، دبليو، (10)
أين ف ost- إجمالي سطح الزجاج، م 2 ك - معامل نقل الحرارة من خلال فتحات النوافذ، W/(م 2 С)؛ ر V Xو ر ن X– على التوالي، درجات حرارة الهواء الداخلي والخارجي المحسوبة للفترة الباردة من السنة، С.
يتم تحديد قيم معامل نقل الحرارة وفقًا لـ SNiP وفقًا للملحق بالجدول. ف-11.
يتم حساب فقدان الحرارة من خلال العبوات الخارجية (الجدران الجانبية والأرضيات والأسقف) من التعبير
س غول = ف غولك غول · (ر V X -ر ن X ) ن، ث، (11)
أين ف غول– سطح الأسوار الخارجية (مطروحًا منه مساحة فتحات النوافذ والأبواب) م2 ؛ ك غول- معامل انتقال الحرارة عبر الأسوار، W/(m 2 С); ر V Xو ر ن X- على التوالي، درجات الحرارة المحسوبة للهواء الداخلي والخارجي لفترة البرد، С؛ ن - عامل التصحيح التجريبي، اعتمادا على طبيعة السياج.
يتم تحديد معامل نقل الحرارة k بالصيغة (7). تظهر بعض تصميمات المبارزة الأكثر شيوعًا في الشكل 3.
يمكن أخذ قيمة المعامل التجريبي n في الصيغة (11) وفقًا لـ SNiP وفقًا للجدول الملحق. ف-12.
أرز. 3. تصاميم المبارزة الأكثر شيوعا:
أ - الجدران الجانبية ب - السقف ج - السقوف البينية.
بالنسبة لظروف المهمة قيد النظر، يتم حساب فقدان الحرارة لمباني الطابق الثاني فقط من خلال فتحات النوافذ والجدران الجانبية. بالنسبة للغرف في الطابق الأول، بالإضافة إلى ما سبق، يجب عليك حساب فقدان الحرارة من خلال الأرضية (فوق الطابق السفلي)، وبالنسبة للغرف في الطابق الثالث - من خلال السقف.
سيكون إجمالي فقدان الحرارة للغرفة خلال الفترة الباردة من العام
س يعرق X = س ost X + س غول Xالثلاثاء. (12)
عند اختيار أي من معدات نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، بما في ذلك. مكيف الهواء، من المهم جدًا حساب التدفق الحراري للغرفة بشكل صحيح. بعد كل شيء، ليس فقط مناخها المحلي يعتمد على هذا. مع الأخذ بعين الاعتبار التدفق الحراري المكثف للغرفة عند حساب نظام التدفئة، على سبيل المثال، سوف يساعد في التوفير معدات التدفئةوموارد الطاقة، والاستهانة بها عند حساب التهوية، وخاصة أنظمة تكييف الهواء، يمكن أن تؤدي إلى زيادة التآكل وتقليل عمر خدمة المعدات.
يمكن إجراء حساب التدفقات الحرارية للغرفة بطرق مختلفة- هناك عدة طرق. بعضها أكثر تفصيلاً ويتم استخدامها في كثير من الأحيان عند حساب أنظمة التهوية وتكييف الهواء للمباني الصناعية، بينما يستخدم المديرون طرقًا مبسطة للغاية لحساب تدفقات الحرارة عند بيع مكيفات الهواء. هذه برنامج لحساب تقريبي واختيار مكيف الهواء، على سبيل المثال، يقع.
يأخذ حساب تدفقات الحرارة الواردة أدناه في الاعتبار جميع تدفقات الحرارة الرئيسية، والتي، في رأينا، التقليل منها أمر غير مرغوب فيه. على التوالى، برنامج لحساب التدفقات الحراريةباستخدام هذه الطريقة يمكنك أن تجد .
من أجل تشغيل موثوق لمكيف الهواء على المدى الطويل، من المهم أن تكون قدرته التبريدية أكبر قليلاً من تدفق الحرارة الفعلي في الغرفة.
بادئ ذي بدء، تأخذ في الاعتبار مدخلات الحرارة الخارجية
. هذا هو في المقام الأول إشعاع شمسي يخترق فتحات النوافذ. تعتمد كمية الطاقة الحرارية المقدمة بهذه الطريقة على موقع النافذة بالنسبة للاتجاهات الأساسية ومساحتها ووجود / عدم وجود عناصر الحماية من الشمس عليها:
نوافذ Q = نوافذ ف F نوافذ ك، أين
س ويندوز- طاقة حرارية محددة من الإشعاع الشمسي حسب اتجاه النافذة W/m2.
نافذة F - مساحة الجزء المزجج من النافذة، م2؛
ك - معامل مع مراعاة وجود عناصر الحماية من الشمس على النافذة.
تدفقات الحرارة من هيكل الحماية الساخن:
q ZS - الطاقة الحرارية المحددة لنقل الحرارة للهيكل الواقي، W/m 2.
F ZS - مساحة الهيكل الواقي م 2.
بالنسبة للباب الخارجي المفتوح باستمرار، يكون دخل الحرارة 300 واط.
ثانية مجموعةالتدفقات الحرارية، وهذا إطلاق الحرارة من المصادر الداخلية في الداخل - من الناس والإضاءة والمعدات الكهربائية.
الانبعاثات الحرارية من البشر:
س ل = ف ل ن، أين
n هو عدد الأشخاص في الولاية المقابلة؛
ف ل - توليد الحرارة للشخص الواحد، W/شخص.
الانبعاثات الحرارية من الأجهزة الكهربائية:
س ه = ن ه م أنا، أين
م - عدد وحدات المعدات.
ن ه - الطاقة الكهربائيةوحدات المعدات، W؛
ط - معامل التحويل الطاقة الكهربائيةإلى الحرارية.
بالنسبة للكمبيوتر، يفترض أن تبديد الحرارة هو 300 واط.
يمكن اعتبار حساب التدفق الحراري للغرفة مكتملاً.
المبلغ الإجمالي لتدفق الحرارة في الغرفة سيكون:
ΣQ = Σ نوافذ Q + ΣQ ZS + Σس ل + Σ
س ه
ثم يتم اختيار مكيف الهواء. يجب أن تكون قدرة التبريد لمكيف الهواء المحدد أعلى بنسبة 10-20% من إجمالي كمية تدفق الحرارة في الغرفة:
س كوند = (1.1-1.2) Σس
لكل نقطة في روسيا، قمنا بجمع بيانات التشمس بدقة 0.1 درجة في خطوط الطول والعرض. تم توفير البيانات من قبل خدمة وكالة ناسا حيث تم إجراء تاريخ القياسات منذ عام 1984.
لاستخدام الآلة الحاسبة الخاصة بنا، حدد موقع محطة الطاقة الشمسية الخاصة بك عن طريق تحريك العلامة على الخريطة أو استخدم حقل البحث على الخريطة. الآلة الحاسبة لدينا تعمل فقط على أراضي روسيا.
1. إذا كنت تعرف ما هي الألواح الشمسية التي ستستخدمها، أو أنها مثبتة بالفعل في محطة الطاقة الشمسية الخاصة بك - اختر الألواح الشمسية القوة المطلوبةوعددهم.
2. حدد زاوية السقف وموقع التثبيت. كما تعرض الآلة الحاسبة الخاصة بنا تلقائيًا زاوية ميل اللوحة الشمسية المثالية للموقع المحدد. تظهر الزاوية لفصل الشتاء، والزاوية المثالية هي المتوسطة طوال العام، أما في الصيف. هذا مهم بشكل خاص إذا كنت تخطط فقط لتثبيت محطة للطاقة الشمسية وأثناء بنائها ستتمكن من الإشارة إلى شركات البناء بالزاوية المطلوبة لتثبيت النظام الشمسي.
على سبيل المثال، إذا كنت تخطط لتثبيت الألواح الشمسية على سطح منزلك وتم تحديد زاوية التثبيت مسبقًا حسب التصميم، فما عليك سوى الإشارة إلى ذلك في حقل إدخال الزاوية التعسفية.
ستقوم الآلة الحاسبة الخاصة بنا بالحساب بناءً على زاوية السقف الخاص بك.
3. من المهم جدًا إجراء تقييم صحيح لقوة مستهلكي الكهرباء في محطة الطاقة الشمسية الخاصة بك عند الاختيار الكمية المطلوبة الألواح الشمسية.
في حاسبة الأحمال لمحطة الطاقة الشمسية، حدد الأجهزة الكهربائية التي ستستخدمها، وحدد عددها وقوتها بالواط، وكذلك وقت الاستخدام التقريبي يوميًا.
على سبيل المثال ل منزل صغيريختار:
- مصابيح كهربائية - 3 قطع قوة كل منها 50 وات تعمل 6 ساعات يوميا - بإجمالي 0.9 كيلو وات ساعة / يوم.
- تلفزيون - قطعة واحدة بقوة 150 وات، يعمل 4 ساعات يوميا - بإجمالي 0.6 كيلو وات ساعة / يوم.
- ثلاجة - قطعة واحدة بقوة 200 وات، تعمل 6 ساعات يومياً - بإجمالي 1.2 كيلو وات ساعة/يوم.
- كمبيوتر - قطعة واحدة بقوة 350 وات، تعمل 3 ساعات يوميًا - إجمالي 1.05 كيلو وات ساعة/يوم.
التلفزيون حديث بشاشة مسطحة، LED يستهلك من 100 إلى 200 واط، الثلاجة بها ضاغط ولا يعمل طوال الوقت، بل فقط عند الحاجة للبرودة، أي. كلما فتحت باب الثلاجة أكثر، كلما زاد استهلاك الكهرباء. عادة تعمل الثلاجة 6 ساعات يوميا، وباقي الوقت تستريح. على سبيل المثال، تستخدم الكمبيوتر بمعدل 3 ساعات يوميًا.
في ظل ظروف استهلاك معينة، سوف تحصل على الطاقة اللازمة لتشغيل أجهزتك الكهربائية.
على سبيل المثال، سيكون هذا 3.75 كيلووات/ساعة يوميًا.
دعونا نختار العدد المطلوب من الألواح الشمسية لمثالنا، في منطقة سانت بطرسبرغ:
لنأخذ وحدات شمسية بقدرة 250 واط ونضبط زاوية الميل المثالية التي يقترحها البرنامج على 60 درجة.
ومن خلال زيادة عدد الألواح الشمسية، سنرى أنه عند تركيب 3 وحدات شمسية بقدرة 250 واط، يبدأ استهلاك أجهزتنا الكهربائية البالغة 3.75 كيلو واط يوميًا في التداخل مع جدول الإنتاج من أبريل إلى سبتمبر، وهو ما يكفي لهؤلاء الأشخاص الذين، على سبيل المثال، يقيمون في البلاد في الصيف.
إذا كنت ترغب في تشغيل الطاقة الشمسية طوال العام، فستحتاج إلى 6 وحدات طاقة شمسية على الأقل بقوة 250 واط لكل منها، ويفضل 9 قطع. يرجى أيضًا ملاحظة أنه في فصل الشتاء من نوفمبر إلى منتصف يناير في سانت بطرسبرغ، من المرجح ألا تكون هناك شمس أكثر من تلك الموجودة. وفي هذا الوقت من العام ستستخدم مولد البنزين والديزل لإعادة شحن البطاريات.
يوجد أسفل الرسم البياني للمخرجات جدول ملخص يحتوي على بيانات رقمية عن مخرجات محطة الطاقة الشمسية في شكل عددي مناسب.
املأ النموذج أدناه وأرسل لنا بياناتك الحسابية واحصل على عرض تجاري لمحطة الطاقة الشمسية الخاصة بك.
يعد حساب محطة الطاقة الشمسية باستخدام الآلة الحاسبة أمرًا أوليًا. كل مشروع فردي؛ لصياغة اقتراح تسليم المفتاح النهائي، مع الأخذ بعين الاعتبار التركيب ودراسة الجدوى، نوصي بالتشاور مع المتخصصين لدينا عبر الهاتف أو طلب مهندس لزيارتك. بناءً على نتائج المحادثة، سيقوم المتخصصون لدينا بإعداد وتقديم اقتراح شامل لتكلفة وتركيب محطة الطاقة الشمسية الخاصة بك.
لكي يتمكن مديرونا من إعداد حسابات أولية لك بشأن تكلفة المعدات والتركيب، أرسل إلينا بياناتك الحسابية. إذا كانت المعلومات غير كافية، فسوف يتصل بك المتخصص لدينا للتوضيح.