Calcolo dell'apporto termico. Raccomandazioni per la scelta degli impianti di climatizzazione - Società di Gestione "114 Repair Plant" Programma per il calcolo del guadagno di calore derivante dalla radiazione solare

Per scegliere il giusto condizionatore è necessario calcolare l'apporto termico che esso deve estinguere. La potenza del condizionatore d'aria deve superare il valore massimo, calcolato con la formula:

Q = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5, dove

Q1 – apporto di calore da radiazione solare e quando si utilizza l'illuminazione elettrica da luce artificiale;

Q2 – guadagno di calore dovuto alle persone nella stanza;

Q3 – apporto di calore dalle apparecchiature per ufficio;

Q4 – apporto di calore dagli elettrodomestici;

Q5 – apporto termico da riscaldamento.

Guadagno di calore dovuto alla radiazione solare

Dipendono principalmente dall'area e dalla posizione delle finestre. Nella maggior parte dei casi, è proprio questo a fare la parte del leone nel calore che entra nella stanza. I metodi di calcolo sono presentati in dettaglio in manuali speciali per SNiP 23-01-99 "Building Climatology" e SNiP II-3-79 "Building Heat Engineering". Semplificando, è possibile utilizzare la seguente formula per il calcolo:

Dove: S è l'area della stanza (m2), h è l'altezza della stanza (m), q è un coefficiente pari a:
- 30 W/m3, se il locale non è esposto alla luce solare (lato nord dell'edificio);
-35W/m3 per condizioni normali;
- 40 W/m3, se la stanza ha grandi vetrate sul lato soleggiato.
Il calcolo con questo metodo è applicabile ad appartamenti e piccoli uffici; in altri casi gli errori potrebbero essere troppo grandi.

L'aumento di calore derivante dalla luce artificiale può essere calcolato in ragione di 25-30 W per 1 m3.

Guadagno di calore causato dalle persone nella stanza

Una persona, a seconda della sua occupazione, identifica:
Riposo in posizione seduta – 120 W
Lavoro leggero in posizione seduta - 130 W
Lavoro moderatamente attivo in ufficio – 140 W
Lavoro leggero in piedi – 160 W
Lavori industriali leggeri - 240 W
Danza lenta – 260 W
Lavoro industriale moderato – 290 W
Impieghi pesanti: 440 W

Guadagni di calore dalle apparecchiature per ufficio

In genere vengono presi al 30% del consumo energetico. Per esempio:
Computer – 300-400 W
Stampante laser – 400 W
Fotocopiatrice – 500-600 W

Guadagni di calore dagli elettrodomestici da cucina

Caffettiera con superficie riscaldante – 300 W
Macchina da caffè e bollitore elettrico – 900-1500 W
Cucina elettrica – 900-1500 W per 1 m2 di superficie superiore
Fornello a gas– 1800-3000 W 1 m2 di superficie superiore
Friggitrice – 2750-4050 W
Tostapane – 1100-1250 W
Piastra per waffle – 850 W
Grill – 13500 W per 1 m2 di superficie superiore
Soggetto a disponibilità cappa di scarico, la portata termica della stufa è divisa per 1,4.

Nel calcolo degli apporti di calore provenienti dall'abitazione elettrodomestici da cucinaÈ necessario tenere conto del fatto che tutti i dispositivi non vengono mai accesi contemporaneamente. Pertanto, viene presa la combinazione più alta per una determinata cucina. Ad esempio, due dei quattro fuochi del fornello e un bollitore elettrico.

Guadagni di calore dall'impianto di riscaldamento

In alcuni casi, negli edifici alti con vasta area vetri e aria condizionata potrebbero essere necessari già a marzo, quando la stagione del riscaldamento non è ancora finita. In questo caso il calcolo deve tenere conto dell'eccesso di calore proveniente dall'impianto di riscaldamento, che può essere considerato pari a 80-125 W per 1 m2 di superficie. In questo caso è necessario tenere conto non del guadagno di calore dalle pareti esterne, ma della perdita di calore, che può essere considerata pari a 18 W per 1 m2.

Dall'espressione viene determinato il rilascio di calore da parte di apparecchiature elettriche funzionanti dovuto alla transizione dell'energia meccanica in energia termica

Q Di = 1000 N bocca· n · k isp k V, W, (1)

Dove N bocca– la potenza installata del motore elettrico per unità di attrezzatura, kW, è determinata dall'attività; k isp– fattore di utilizzo della potenza del motore elettrico, solitamente si consiglia di assumere 0,8; k V– il coefficiente di simultaneità del funzionamento dell'attrezzatura, determinato dall'attività, può essere considerato pari a 1. Valore Q Di non dipende dal periodo dell'anno.

Vengono calcolati gli apporti di calore derivanti dall'illuminazione per i periodi caldi e freddi dell'anno

Q occ = 1000 N occ · N k V · UN, W, (2)

Dove N sistema operativo- - potenza di un impianto di illuminazione, kW; n – numero di impianti di illuminazione; k V– coefficiente di funzionamento simultaneo degli impianti di illuminazione: durante il periodo freddo si può prendere k V=1.0, durante il periodo caldo k V= 0,5 - 0,6 – come specificato; UN- coefficiente che tiene conto del tipo di impianto di illuminazione, che è regolato da SNiP e può essere determinato dalla tabella dell'applicazione. P-3.

Gli apporti di calore derivanti dall'illuminazione possono essere calcolati in un altro modo

Q occ = F· Q occ k V, W, (3)

Dove F– superficie del pavimento nella stanza, m2; Q sistema operativo= 40 W/m2 – illuminazione standard 1m2 secondo SNiP; k V– coefficiente di funzionamento simultaneo degli impianti di illuminazione.

Guadagno di calore da personale di servizio per i periodi freddi e caldi dell'anno si calcolano dall'espressione

dove m è il numero dei dipendenti; Q ovviamente– rilascio di calore sensibile da una persona, kJ/h; r = 2250 kJ/kg – calore latente di vaporizzazione; W N– rilascio di umidità da una persona, g/h.

Valori numerici Q ovviamente E W N sono determinati secondo SNiP in base alla temperatura dell'aria all'interno della stanza e al grado di gravità del travaglio e possono essere determinati dall'appendice, tabella. P-4.

Gli apporti di calore derivanti dalla radiazione solare attraverso le aperture luminose (finestre) sono calcolati solo per il periodo caldo dell'anno

Q Mercoledì = F ost· Q ost · UN ost k , W, (5)

Dove F ost– superficie vetrata totale, m2; Q ost– la densità del flusso termico trasmesso per effetto della radiazione solare, in funzione dell'orientamento delle aperture luminose rispetto ai punti cardinali; UN ost– coefficiente empirico dipendente dal tipo di vetratura; k è un coefficiente empirico che dipende dalla trasparenza del vetro.

Valore numerico di q ost secondo SNiP a seconda delle caratteristiche della vetratura e posizione geografica l'oggetto può essere determinato dall'applicazione, tabella. P-5.

Valore numerico UN ost andk secondo SNiP può essere determinato rispettivamente dalla tabella dell'applicazione. P-6 e tabella. P-7.

Guadagni di calore attraverso involucri esterni dall'esterno a causa di più alta temperatura l'aria esterna durante la progettazione degli impianti di climatizzazione viene calcolata per il periodo caldo se la temperatura dell'aria esterna calcolata supera la temperatura dell'aria interna calcolata di 5°C o più, vale a dire T N T – T V T 5С

Q orco = F orco k orco · (T N T - T V T ) , W, (6)

dove F orco– superficie della recinzione esterna meno la superficie vetrata, m 2 ;k orco T N T E T V T- rispettivamente, la temperatura calcolata dell'aria esterna e dell'aria interna, С.

Non calcolato per i piani posti al piano terra o sopra interrati. In caso di tetto combinato gli apporti termici per i locali del piano superiore devono essere calcolati separatamente.

Il coefficiente di scambio termico viene calcolato tenendo conto di tutte le resistenze termiche

, (7)

Dove  V E  N- rispettivamente, il coefficiente di trasferimento del calore dall'aria interna alla parete e dalla superficie esterna della parete all'aria esterna, W/(m 2 С);  io– spessore dei singoli strati costituenti la parete, m;  io– coefficiente di conduttività termica dei materiali di cui è composta la parete, W/(m С).

I valori numerici dei coefficienti di trasferimento di calore possono essere determinati secondo SNiP secondo l'appendice, tabella. P-8 e P-9. I coefficienti di conducibilità termica di alcuni materiali sono riportati in appendice, tabella. P-10.

Per i locali al piano superiore in assenza di mansarda (tetto combinato), l'accumulo di calore attraverso il tetto viene calcolato utilizzando le formule (6) e (7) separatamente dalle superfici laterali delle pareti.

Apporto termico totale nell'ambiente per il periodo caldo dell'anno in caso generale trucco

Q T =Q Di + D sistema operativo + D op + D Mercoledì + D orco, W, (8)

per la stagione fredda

Q X =Q Di + D sistema operativo + D op, Mar. (9)

Calcolo delle perdite di calore in una stanza

Le perdite di calore sono calcolate solo per il periodo freddo dell'anno.

Dall'espressione si determinano le perdite di calore attraverso le aperture di luce delle finestre in vetro

Q ost= F ost· k · (T V X -T N X ) , W, (10)

Dove F ost– superficie vetrata totale, m 2 ; k – coefficiente di scambio termico attraverso le aperture delle finestre, W/(m 2 С); T V X E T N X– rispettivamente, le temperature dell'aria interna ed esterna calcolate per il periodo freddo dell'anno, С.

I valori del coefficiente di trasferimento del calore sono determinati secondo SNiP secondo l'appendice, tabella. P-11.

Dall'espressione si calcolano le perdite di calore attraverso gli involucri esterni (pareti laterali, pavimenti, soffitti).

Q orco = F orco k orco · (T V X -T N X ) n, W, (11)

Dove F orco– superficie delle recinzioni esterne (meno l'area delle aperture di finestre e porte), m2; k orco– coefficiente di scambio termico attraverso le recinzioni, W/(m 2 С); T V X E T N X– rispettivamente, le temperature calcolate dell'aria interna ed esterna per il periodo freddo, С n – fattore di correzione empirico, a seconda della natura della recinzione.

Il coefficiente di trasferimento del calore k è determinato dalla formula (7). Alcuni dei progetti di recinzione più comuni sono mostrati in Fig. 3.

Il valore del coefficiente empirico n nella formula (11) può essere preso secondo SNiP secondo l'appendice, tabella. P-12.

Riso. 3. I modelli di recinzione più comuni:

a - pareti laterali; b - tetto; c - soffitti interpiano;

Per le condizioni del compito in esame, le perdite di calore per i locali del secondo piano sono calcolate solo attraverso le aperture delle finestre e le pareti laterali. Per le stanze al primo piano, oltre a quanto sopra, è necessario calcolare le perdite di calore attraverso il pavimento (sopra il seminterrato) e per le stanze al terzo piano - attraverso il tetto.

La perdita di calore totale della stanza per il periodo freddo dell'anno sarà

Q sudore X = Q ost X + Q orco X, Mar. (12)

Quando si sceglie qualsiasi apparecchiatura del sistema HVAC, incl. condizionatore d'aria, è molto importante calcolare correttamente il flusso di calore della stanza. Dopotutto, non dipende solo dal suo microclima. Tenere conto, ad esempio, dell'intenso flusso di calore dell'ambiente nel calcolo dell'impianto di riscaldamento aiuterà a risparmiare apparecchiature di riscaldamento risorse energetiche e la loro sottovalutazione nel calcolo dei sistemi di ventilazione e, soprattutto, di condizionamento dell'aria può portare ad una maggiore usura e ad una diminuzione della durata delle apparecchiature.

È possibile effettuare il calcolo degli afflussi di calore di una stanza in modi diversi, - esistono diversi metodi. Alcuni sono più dettagliati e vengono utilizzati più spesso nel calcolo dei sistemi di ventilazione e condizionamento dell'aria per edifici industriali, mentre altri, metodi molto semplificati per il calcolo degli afflussi di calore, vengono utilizzati dai manager quando vendono condizionatori d'aria. Come programma per il calcolo approssimativo e la selezione del condizionatore d'aria, ad esempio, si trova.
Il calcolo degli afflussi di calore riportato di seguito tiene conto di tutti i principali afflussi di calore, la cui sottostima, a nostro avviso, non è auspicabile. Rispettivamente, programma per il calcolo degli afflussi di calore usando questo metodo puoi trovare .

Per un funzionamento affidabile a lungo termine del condizionatore d'aria, è importante che la sua capacità di raffreddamento sia leggermente superiore al flusso di calore effettivo nella stanza.

Prima di tutto, prendi in considerazione apporti termici esterni . Questa è, prima di tutto, la radiazione solare che penetra attraverso le aperture delle finestre. La quantità di energia termica così fornita dipende dalla posizione della finestra rispetto alle direzioni cardinali, dalla sua area e dalla presenza/assenza di elementi di protezione solare su di essa:
Q finestre = q finestre F finestre k, Dove
Q finestre- potenza termica specifica derivante dalla radiazione solare in funzione dell'orientamento della finestra W/m 2.

Finestra F - area della parte vetrata della finestra, m2;
k - coefficiente che tiene conto della presenza di elementi di protezione solare sulla finestra.

Afflussi di calore da una struttura protettiva riscaldata:
q ZS - potenza termica specifica di trasferimento del calore della struttura protettiva, W/m 2.

F ZS - area della struttura protettiva, m 2.
Per una porta esterna costantemente aperta la portata termica è di 300 W.

Secondo gruppo afflussi di calore, questo rilascio di calore da fonti interne all'interno - da persone, illuminazione, apparecchiature elettriche.

Emissioni di calore delle persone:
Q l = q l n, Dove
n è il numero di persone nello stato corrispondente;
q l - generazione di calore per persona, W/persona.

Emissioni di calore da apparecchiature elettriche:
Q e = N e m io, Dove
m - numero di unità di apparecchiatura;
Ne- energia elettrica unità di equipaggiamento, W;
i - coefficiente di conversione energia elettrica a termico.

Per un computer, si presuppone che la dissipazione del calore sia di 300 W.
Il calcolo del flusso di calore della stanza può essere considerato completo.
La quantità totale di calore in ingresso nella stanza sarà:
ΣQ = Σ Q finestre + ΣQ ZS + ΣQ l + Σ Q e

Quindi viene selezionato il condizionatore d'aria. La capacità di raffreddamento del condizionatore d'aria selezionato dovrebbe essere superiore del 10-20% rispetto alla quantità totale di calore in ingresso nella stanza:
Q cond = (1.1-1.2) ΣQ

Per ogni punto in Russia, abbiamo raccolto dati sull'insolazione con una precisione di 0,1 gradi in latitudine e longitudine. I dati sono stati gentilmente forniti dal servizio della NASA dove è stata condotta la cronologia delle misurazioni dal 1984.

Per utilizzare il nostro calcolatore, seleziona la posizione del tuo impianto solare spostando l'indicatore sulla mappa o utilizza il campo di ricerca sulla mappa. Il nostro calcolatore funziona solo sul territorio della Russia.

1. Se sai quali pannelli solari utilizzerai o se sono già installati nella tua stazione solare - scegli i pannelli solari potenza richiesta e il loro numero.

2. Specificare l'angolo del tetto e la posizione di installazione. Inoltre, il nostro calcolatore mostra automaticamente l'angolo di inclinazione ottimale del pannello solare per la posizione selezionata. L'angolo mostrato è per l'inverno, quello ottimale è la media per tutto l'anno, per l'estate. Ciò è particolarmente importante se state progettando di installare una stazione solare e durante la sua costruzione potrete indicare ai costruttori l'angolo richiesto per l'installazione del sistema solare.

Se, ad esempio, prevedi di installare pannelli solari sul tetto della tua casa e l'angolo di installazione è predeterminato dal progetto, indicalo semplicemente nel campo di immissione dell'angolo arbitrario.
Il nostro calcolatore calcolerà in base all'angolo del tetto.

3. È molto importante valutare correttamente la potenza dei consumatori di elettricità della vostra stazione solare al momento della scelta quantità richiesta pannelli solari.

Nel calcolatore di carico di un impianto solare, seleziona gli apparecchi elettrici che utilizzerai, specifica il loro numero e la potenza in watt, nonché approssimativamente il tempo di utilizzo giornaliero.

Ad esempio per piccola casa scegliere:

Lampade elettriche - 3 pezzi con una potenza di 50 W ciascuna, funzionano 6 ore al giorno - per un totale di 0,9 kW ora/giorno.
TV - 1 pezzo con una potenza di 150 W, funziona 4 ore al giorno - per un totale di 0,6 kW ora/giorno.
Frigorifero - 1 pezzo con una potenza di 200 W, funziona 6 ore al giorno - per un totale di 1,2 kW ora/giorno.
Computer - 1 pezzo con una potenza di 350 W, funziona 3 ore al giorno - per un totale di 1,05 kW ora/giorno.

La TV è moderna con schermo piatto, il LED consuma dai 100 ai 200 W, il frigorifero ha il compressore e non funziona sempre, ma solo quando serve freddo, cioè. Quanto più spesso apri la porta del frigorifero, tanto più elettricità consumerà. Di solito il frigorifero funziona 6 ore al giorno, il resto del tempo riposa. Ad esempio, utilizzi un computer in media 3 ore al giorno.

A determinate condizioni di consumo, riceverai la potenza necessaria per alimentare i tuoi elettrodomestici.
Nel nostro esempio saranno 3,75 kW/ora al giorno.

Selezioniamo il numero richiesto di pannelli solari per il nostro esempio, nella regione di San Pietroburgo:

Prendiamo i moduli solari da 250 W e impostiamo l'angolo di inclinazione ottimale suggerito dal programma su 60 gradi.
Aumentando il numero di pannelli solari, vedremo che installando 3 moduli solari da 250 W, il consumo dei nostri elettrodomestici di 3,75 kW al giorno inizierà a sovrapporsi al programma di produzione da aprile a settembre, che è sufficiente per quelle persone chi, ad esempio, resta in campagna d'estate.
Se desideri utilizzare l'energia solare tutto l'anno, avrai bisogno di almeno 6 moduli solari da 250 W ciascuno, preferibilmente 9 moduli. Tieni inoltre presente che in inverno da novembre a metà gennaio a San Pietroburgo il sole è più spesso assente di quanto ce ne sia. E in questo periodo dell'anno utilizzerai un generatore benzina-diesel per ricaricare le batterie.

Sotto il grafico della resa è presente una tabella riassuntiva con i dati numerici sulla resa dell'impianto solare in una comoda forma numerica.

Compila il modulo sottostante, inviaci i tuoi dati di calcolo e ricevi un'offerta commerciale per il tuo impianto solare.

Il calcolo di un impianto solare utilizzando una calcolatrice è preliminare. Ogni progetto è individuale; per formulare una proposta finale chiavi in mano, tenendo conto dell'installazione e dello studio di fattibilità, consigliamo di consultare telefonicamente i nostri specialisti o di ordinare a un tecnico di visitarvi. Sulla base dei risultati della conversazione, i nostri specialisti prepareranno e forniranno una proposta completa per i costi e l’installazione del vostro impianto solare.

Affinché i nostri responsabili possano preparare per voi calcoli preliminari sul costo delle attrezzature e dell'installazione, inviateci i vostri dati di calcolo. Se le informazioni non sono sufficienti, il nostro specialista ti contatterà per chiarimenti.