Строительство Севастополь

Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников

 

21,Работа, мощность, кпд источника тока. Тепловое действие тока. Закон Джоуля-Ленца. Тепловая мощность формула


Романова_1 / курсачи / Курсовик Романова / ПРИМЕР / 13 Тепловой расчет. Тепловая мощность на резисторе формула

Расчёт количества теплоты на резисторах

Задача по теме «Законы постоянного тока».  Задача может быть интересна учащимся 10-х классов и выпускникам для подготовки к ЕГЭ. Кстати, подобного рода задача была на ЕГЭ в части 1 с несколько иным вопросом (необходимо было  найти отношение количеств теплоты, выделяющихся на резисторах).

На каком из резисторов выделится наибольшее (наименьшее) количество теплоты? R1 = R4 = 4 Ом, R2 = 3 Ом, R3 = 2Ом. Дать решение. Чтобы ответить на вопрос задачи, необходимо сравнить количество теплоты, выделяющееся на каждом их резисторов. Для этого воспользуемся формулой закона Джоуля — Ленца.То есть основной задачей будет являться определение силы тока (или сравнение), протекающей через каждый резистор.

Согласно законам последовательного соединения, сила тока, протекающая через резисторы R1 и R2, и R3 и R4, одинаковая.Чтобы определить силу тока в верхней  и  в нижней ветвях, воспользуемся законом параллельного соединения, согласно которому, напряжение на этих ветвях одинаковое.Расписывая напряжение на нижней и верхней ветвях по закону Ома для участка цепи, имеем:Подставляя численные значения сопротивлений резисторов, получаем:То есть получаем соотношение между токами, протекающими в верхней и в нижней ветви:Определив силу тока через каждый из этих резисторов, определяем количество теплоты, выделяющееся на каждом из резисторов.Сравнивая числовые коэффициенты, приходим к выводу, что максимальное количество теплоты выделится на четвёртом резисторе, а минимальное количество теплоты — на втором.

Вы можете оставить комментарий, или поставить трэкбек со своего сайта.
Написать комментарий

fizika-doma.ru

Тепловая мощность - формула расчета

С теплотехническими расчётами приходится сталкиваться владельцам частных домов, квартир или любых других объектов. Это основа основ проектирования зданий.

Понять суть этих расчётов в официальных бумагах, не так сложно, как кажется.

Для себя также можно научиться выполнять вычисления, чтобы решить, какой утеплитель применять, какой толщины он должен быть, какой мощности приобретать котёл и достаточно ли имеющихся радиаторов на данную площадь.

Ответы на эти и многие другие вопросы можно найти, если понять, что такое тепловая мощность. Формула, определение и сферы применения – читайте в статье.

Что такое тепловой расчет?

Если говорить просто, тепловой расчёт помогает точно узнать, сколько тепла хранит и теряет здание, и сколько энергии должно вырабатывать отопление, чтобы поддерживать в жилье комфортные условия.

Оценивая теплопотери и степень теплоснабжения, учитываются следующие факторы:

  1. Какой это объект: сколько в нём этажей, наличие угловых комнат, жилой он или производственный и т. д.
  2. Сколько человек будет «обитать» в здании.
  3. Важная деталь — это площадь остекления. И размеры кровли, стен, пола, дверей, высота потолков и т. д.
  4. Какова продолжительность отопительного сезона, климатические характеристики региона.
  5. По СНиПам определяют нормы температур, которые должны быть в помещениях.
  6. Толщина стен, перекрытий, выбранные теплоизоляторы и их свойства.

Могут учитываться и другие условия и особенности, например, для производственных объектов считаются рабочие и выходные дни, мощность и тип вентиляции, ориентация жилья по сторонам света и др.

Для чего нужен тепловой расчет?

Как умудрялись обходиться без тепловых расчётов строители прошлого?

Сохранившиеся купеческие дома показывают, что всё делалось просто с запасом: окна поменьше, стены — потолще. Получалось тепло, но экономически не выгодно.

Теплотехнический расчёт позволяет строить наиболее оптимально. Материалов берётся ни больше — ни меньше, а ровно столько, сколько нужно. Сокращаются габариты строения и расходы на его возведение.

Вычисление точки росы позволяет строить так, чтобы материалы не портились как можно дольше.

Для определения необходимой мощности котла также не обойтись без расчётов. Суммарная мощность его складывается из затрат энергии на обогрев комнат, нагрев горячей воды для хозяйственных нужд, и способности перекрывать теплопотери от вентиляции и кондиционирования. Прибавляется запас мощности, на время пиковых холодов.

При газификации объекта требуется согласование со службами. Рассчитывается годовой расход газа на отопление и общая мощность тепловых источников в гигакалориях.

Нужны расчёты при подборе элементов отопительной системы. Обсчитывается система труб и радиаторов – можно узнать, какова должна быть их протяжённость, площадь поверхности. Учитывается потеря мощности при поворотах трубопровода, на стыках и прохождении арматуры.

При расчетах затрат тепловой энергии могут пригодиться знания, как перевести Гкал в Квт и обратно. В следующей статье подробно рассмотрена эта тема с примерами расчета.

Полный расчет теплого водяного пола приведен в этом примере.

Знаете ли вы, что количество секций радиаторов отопления не берется «с потолка»? Слишком малое их количество приведет к тому, что в доме будет холодно, а чрезмерно больше создаст жару и приведет к чрезмерной сухости воздуха. По ссылке http://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/raschet-sistem-otopleniya/kolichestva-sekcij-radiatorov.html приведены примеры правильного расчета радиаторов.

Расчет тепловой мощности: формула

Рассмотрим формулу и приведем примеры, как произвести расчет для зданий с разным коэффициентом рассеивания.

Vx(дельта)TxK= ккал/ч (тепловая мощность), где:

  • Первый показатель «V» – объем рассчитываемого помещения;
  • Дельта «Т» — разница температур – это та величина, которая показывает насколько градусов внутри помещения теплее, чем снаружи;
  • «К» — коэффициент рассеивания (его еще называют «коэффициент пропускания тепла»). Величина берется из таблицы. Обычно

xn----7sbeb3bupph.xn--p1ai

Как рассчитать необходимую тепловую мощность

Таблица тепловой мощности, необходимой для различных помещений

Тепловая мощность, кВт Объем помещения в новом здании, м3 Объем помещения в старом здании, м3 Площадь теплицы от теплоизолированного стекла и с двойной фольгой, м2 Площадь теплицы из обычного стекла с фольгой, м2
РАЗНИЦА ТЕМПЕРАТУР, С
5 70 - 150 60 - 110 35 18
10 150 - 300 130 - 220 70 37
20 320 - 600 240 - 440 140 74
30 650 - 1000 460 - 650 210 110
40 1050 - 1300 650 - 890 300 150
50 1350 - 1600 900 - 1100 370 180
60 1650 - 2000 1150 - 1350 440 220
75 2100 - 2500 1400 - 1650 550 280
100 2600 - 3300 1700 - 2200 740 370
125 3400 - 4100 2300 - 2700 920 460
150 4200 - 5000 2800 - 3300 1100 550
200 5000 - 6500 3400 - 4400 1480 740

 

РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОЙ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ

Формула для расчета необходимой тепловой мощности:

V x ΔT x K = ккал/ч

V – Объем обогреваемого помещения (ширина x длина x высота) в м³.

ΔT – Разница между температурой вне помещения и требуемой температурой внутри помещения (в°C).

K – Коэффициент дисперсии.

Ключ

V = ширина 4м, длина 12м, высота 3м, объем помещения = 144 м³

ΔT = темп. вне помещения -5ºC, требуемая темп. внутри помещения +18ºC, температура T = 23º

K = этот фактор зависит от вида конструкции и утепления

K=3,0-4,0простой объект из древесины или листового материала – без утепления.

K=2,0-2,9простая конструкция, одиночный слой кирпичей, простые окна и крыша — слабо утепленные.

K=1,0-1,9cтандартная конструкция, двойной слой кирпичей, небольшое количество окон, стандартная закрытая крыша – умеренное утепление.

K=0,6-0,9сложная конструкция, двойной утепленный слой кирпичей, несколько окон с двойными стеклами, высокий паркет, хорошо утепленная крыша – хорошо утепленный.

Пример: потребность в мощности тепла

144 x 23 x 4 = 13 248 ккал/ч

(V x ΔT x K = ккал/ч)

1 кВт/ч = 860 ккал/ч

1 ккал/ч = 3,97 Btu/ч

1 кВт/ч = 3412 Btu/ч

1 Btu/ч = 0,252 ккал/ч

master-rf.ru

Тепловая мощность. Расчет тепловой мощности. Расчет мощности тепловых пушек

Таблица тепловой мощности, необходимой для различных помещений

(для разницы температур улица-помещение 30°С)

Необходимая тепловая мощность, кВт

Объем отапливаемого помещения в новом здании (хорошая теплоизоляция), м³

Объем отапливаемого помещения в старом здании (средняя теплоизоляция), м³

5

70-150

60-110

10

150-300

130-220

20

320-600

240-440

30

650-1000

460-650

40

1050-1300

650-890

50

1350-1600

900-1100

60

1650-2000

1150-1350

75

2100-2500

1400-1650

100

2600-3300

1700-2200

125

3400-4100

2300-2700

150

4200-5000

2800-3300

200

5000-6500

3400-4400

 

Формула расчета тепловой мощности

Формула для расчета необходимой тепловой мощности: 

V x T x K = ккал/ч Перед выбором обогревателя воздуха необходимо рассчитать минимальную тепловую мощность, необходимую для Вашего конкретного пoмещения. 

Обозначения:

  • V – объем обогреваемого помещения (ширина х длина х высота), м3
  • T – Разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения,.С
  • K – коэффициент рассеивания

K=3,0-4,0 Упрощенная деревянная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа. Без теплоизоляции. K=2,0-2,9 Упрощенная конструкция здания, одинарная кирпичная кладка, упрощенная конструкция окон и крыши. Небольшая теплоизоляция. K=1,0-1,9 Стандартная конструкция, двойная кирпичная кладка, небольшое число окон, крыша со стандартной кровлей. Средняя теплоизоляция. K=0,6-0,9 Улучшенная конструкция, кирпичные стены с двойной теплоизоляцией, небольшое число окон со сдвоенными рамами, толстое основание пола, крыша из высококачественного теплоизоляционного материала. Высокая теплоизоляция.

 

Пример: V – Ширина 4 м, Длина 12 м, Высота 3 м. Объем обогреваемого помещения 144 м³ T– Температура воздуха снаружи -5ºC. Требуемая температура внутри помещения +18°C. Разница между температурами внутри и снаружи +23°C K – Этот коэффициент зависит от типа конструкции и изоляции помещениятребуемая тепловая мощность: 144 x 23 x 4 = 13 248 ккал/ч (Vx TxK = ккал/ч) 

1 кВт = 860 ккал/ч 1 ккал = 3,97 БTe 1 кВт = 3412 БTe 1 БTe = 0,252 ккал/ч

 

Теперь, зная как рассчитать тепловую мощность, Вы можете легко выбрать тепловую пушку, инфракрасный обогреватель или тепловую завесу.

www.pro-air.ru

Расчет тепловой мощности радиаторов отопления

Расчет тепловой мощности радиаторов отопления

Мощность радиатора – это тепловая энергия радиатора, обычно измеряется в Ваттах (Вт)

Существует прямая связь между теплопотерями помещения и мощностью радиатора. То есть если Ваша комната имеет теплопотери 1500 Вт, то и радиатор соответственно нужно подбирать той же мощности в 1500 Вт. Но не все так просто, потому что температура радиатора может быть в диапазоне от 45-95 °С и соответственно мощность радиатора будет разной при разных температурах.

Но многие к сожалению не поймут как узнать теплопотери конматы… Существуют простые расчеты для определения теплопотерь помещения. О них будет позже написано.

А с какой температурой будет греть радиатор?

Если у Вас частный дом с пластиковыми трубами, то температура радиаторов будет колебаться от 45-80 градусов. Средняя температура 60 градусов. Максимальная температура 80 градусов.

Если у Вас квартира с центральным отоплением, то от 45-95 градусов. Максимальная температура 95 градусов. Сейчас температура центрального отопления погодозависимая. Это означает, что температура теплоносителя центрального отопления зависит от наружной температуры. Если на улице холодает, то и температура теплоносителя выше и наоборот. Мощность радиаторов по СНиП рассчитывается на ∆70 градусов. Но это не означает, что нужно так подбирать. Проектировщики закладывают мощность такую, чтобы меньше обогреть вашу квартиру и сэкономить деньги на тепловой энергии, а денег с квартплаты снять как обычно. На сегодняшний день менять радиатор на более мощный не запрещается. Но если Ваш радиатор будет сильно отбирать тепло и будут жалобы по системе, то к Вам применят меры.

Предположим, что Вы определились с температурой теплоносителя и мощностью радиатора

Дано:

Средняя температура радиатора 60 градусов

Мощность радиатора 1500 Вт

Температура помещения 20 градусов.

Решение

Когда Вы будите искать, спрашивать радиатор на мощность 1500 Вт, то Вам будут предлагать радиатор мощностью 1500 Вт с температурным напором ∆70 °С. Или ∆50, ∆30…

Что такое температурный напор радиатора?

Температурный напор – это разница температур между температурой радиатора(теплоносителя) и температурой помещения(воздуха)

Температура радиатора это условно средняя температура теплоносителя. То есть

Предположим, что имеется серия радиаторов определенных мощностей с температурным напором ∆70 °С.

Модель 1, 1500 Вт

Модель 2, 2000 Вт

Модель 3, 2500 Вт

Модель 4, 3000 Вт

Модель 5, 3500 Вт

Необходимо подобрать модель радиатора при средней температуре теплоносителя 60 градусов.

При этом температурный напор будет равен 60-20=40 градусов.

Существует формула перерасчета мощности радиаторов:

Uф – фактический температурный напор

Uн – нормативный температурный напор

Подробнее о формуле: Расчет мощности радиаторов. Стандарты EN 442 и DIN 4704

Решение

Ответ: Модель 5, 3500 Вт

 
Если Вы желаете получать уведомленияо новых полезных статьях из раздела:Сантехника, водоснабжение, отопление,то оставте Ваше Имя и Email.
 
    Серия видеоуроков по частному дому            Часть 1. Где бурить скважину?            Часть 2. Обустройство скважины на воду            Часть 3. Прокладка трубопровода от скважины до дома            Часть 4. Автоматическое водоснабжение    Водоснабжение            Водоснабжение частного дома. Принцип работы. Схема подключения            Самовсасывающие поверхностные насосы. Принцип работы. Схема подключения            Расчет самовсасывающего насоса            Расчет диаметров от центрального водоснабжения            Насосная станция водоснабжения            Как выбрать насос для скважины?            Настройка реле давления            Реле давления электрическая схема            Принцип работы гидроаккумулятора            Уклон канализации на 1 метр СНИП    Схемы отопления            Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления            Гидравлический расчет двухтрубной попутной системы отопления Петля Тихельмана            Гидравлический расчет однотрубной системы отопления            Гидравлический расчет лучевой разводки системы отопления            Схема с тепловым насосом и твердотопливным котлом – логика работы            Трехходовой клапан от valtec + термоголовка с выносным датчиком            Почему плохо греет радиатор отопления в многоквартирном доме            Как подключить бойлер к котлу? Варианты и схемы подключения            Рециркуляция ГВС. Принцип работы и расчет            Вы не правильно делаете расчет гидрострелки и коллекторов            Ручной гидравлический расчет отопления            Расчет теплого водяного пола и смесительных узлов            Трехходовой клапан с сервоприводом для ГВС            Расчеты ГВС, БКН. Находим объем, мощность змейки, время прогрева и т.п.    Конструктор водоснабжения и отопления            Уравнение Бернулли            Расчет водоснабжения многоквартирных домов    Автоматика            Как работают сервоприводы и трехходовые клапаны            Трехходовой клапан для перенаправления движения теплоносителя    Отопление            Расчет тепловой мощности радиаторов отопления            Секция радиатора            Зарастание и отложения в трубах ухудшают работу системы водоснабжения и отопления            Новые насосы работают по-другому…    Регуляторы тепла            Комнатный термостат - принцип работы    Смесительный узел            Что такое смесительный узел?            Виды смесительных узлов для отопления    Характеристики и параметры систем            Местные гидравлические сопротивления. Что такое КМС?            Пропускная способность Kvs. Что это такое?            Кипение воды под давлением – что будет?            Что такое гистерезис в температурах и давлениях?            Что такое инфильтрация?            Что такое DN, Ду и PN ? Эти параметры нужно знать сантехникам и инженерам обязательно!            Гидравлические смыслы, понятия и расчет цепей систем отопления            Коэффициент затекания в однотрубной системе отопления    Видео            Отопление                    Автоматическое управление температурой                    Простая подпитка системы отопления                    Теплотехника. Ограждающие конструкции.            Теплый водяной пол                    Насосно смесительный узел Combimix                    Почему нужно выбрать напольное отопление?                    Водяной теплый пол VALTEC. Видеосеминар                    Труба для теплого пола - что выбрать?                    Теплый водяной пол – теория, достоинства и недостатки                    Укладка теплого водяного пола - теория и правила                    Теплые полы в деревянном доме. Сухой теплый пол.                    Пирог теплого водяного пола – теория и расчет            Новость сантехникам и инженерам            Сантехники Вы все еще занимаетесь халтурой?    Нормативные документы            Нормативные требования при проектировании котельных            Сокращенные обозначения    Термины и определения            Цоколь, подвал, этаж            Котельные    Документальное водоснабжение            Источники водоснабжения            Физические свойства природной воды            Химический состав природной воды            Бактериальное загрязнение воды            Требования, предъявляемые к качеству воды    Сборник вопросов            Можно ли разместить газовую котельную в подвале жилого дома?            Можно ли пристроить котельную к жилому дому?            Можно ли разместить газовую котельную на крыше жилого дома?            Как подразделяются котельные по месту их размещения?    Личные опыты гидравлики и теплотехники            Вступление и знакомство. Часть 1            Гидравлическое сопротивление термостатического клапана            Гидравлическое сопротивление колбы - фильтра    Видеокурс            Скачать курс Инженерно-Технические расчеты бесплатно!    Программы для расчетов            Technotronic8 - Программа по гидравлическим и тепловым расчетам            Auto-Snab 3D - Гидравлический расчет в трехмерном пространстве    Полезные материалы    Полезная литература            Гидростатика и гидродинамика    Задачи по гидравлическому расчету            Потеря напора по прямому участку трубы            Как потери напора влияют на расход?    Разное            Водоснабжение частного дома своими руками            Автономное водоснабжение            Схема автономного водоснабжения            Схема автоматического водоснабжения            Схема водоснабжения частного дома    Политика конфиденциальности

infosantehnik.ru

Расчет тепловой мощности

Таблица тепловой мощности, необходимой для различных помещений

(для разницы температур улица-помещение 30°С)

Необходимая тепловая мощность, кВт

Объем отапливаемого помещения в новом здании (хорошая теплоизоляция), м³

Объем отапливаемого помещения в старом здании (средняя теплоизоляция), м³

5

70-150

60-110

10

150-300

130-220

20

320-600

240-440

30

650-1000

460-650

40

1050-1300

650-890

50

1350-1600

900-1100

60

1650-2000

1150-1350

75

2100-2500

1400-1650

100

2600-3300

1700-2200

125

3400-4100

2300-2700

150

4200-5000

2800-3300

200

5000-6500

3400-4400

 

Формула расчета тепловой мощности

Формула для расчета необходимой тепловой мощности: 

V x T x K = ккал/ч Перед выбором обогревателя воздуха необходимо рассчитать минимальную тепловую мощность, необходимую для Вашего конкретного пoмещения. 

Обозначения:

  • V – объем обогреваемого помещения (ширина х длина х высота), м3
  • T – Разница между температурой воздуха вне помещения и необходимой температурой внутри помещения,.С
  • K – коэффициент рассеивания

K=3,0-4,0 Упрощенная деревянная конструкция или конструкция из гофрированного металлического листа. Без теплоизоляции. K=2,0-2,9 Упрощенная конструкция здания, одинарная кирпичная кладка, упрощенная конструкция окон и крыши. Небольшая теплоизоляция. K=1,0-1,9 Стандартная конструкция, двойная кирпичная кладка, небольшое число окон, крыша со стандартной кровлей. Средняя теплоизоляция. K=0,6-0,9 Улучшенная конструкция, кирпичные стены с двойной теплоизоляцией, небольшое число окон со сдвоенными рамами, толстое основание пола, крыша из высококачественного теплоизоляционного материала. Высокая теплоизоляция.

 

Пример: V – Ширина 4 м, Длина 12 м, Высота 3 м. Объем обогреваемого помещения 144 м³ T– Температура воздуха снаружи -5ºC. Требуемая температура внутри помещения +18°C. Разница между температурами внутри и снаружи +23°C K – Этот коэффициент зависит от типа конструкции и изоляции помещениятребуемая тепловая мощность: 144 x 23 x 4 = 13 248 ккал/ч (Vx TxK = ккал/ч) 

1 кВт = 860 ккал/ч 1 ккал = 3,97 БTe 1 кВт = 3412 БTe 1 БTe = 0,252 ккал/ч

 

Теперь, зная как рассчитать тепловую мощность, Вы можете легко выбрать тепловую пушку, инфракрасный обогреватель или тепловую завесу.

www.pro-air.ru

как сделать расчет необходимой мощности для помещения, фото и видео примеры

Содержание:

1. Необходимость расчета тепловой мощности системы отопления 2. Варианты приблизительных расчетов 3. Точное вычисление тепловой мощности 4. Пример выполнения расчета

Прежде, чем приступить к монтажу автономной системы отопления в собственном доме или квартире, владельцу недвижимости необходимо иметь проект. Создание его специалистами подразумевает, в том числе, что будет выполнен расчет тепловой мощности для помещения, имеющего определенную площадь и объем. На фото можно увидеть, как может выглядеть отопительная система частного домовладения.   

Необходимость расчета тепловой мощности системы отопления

Потребность в вычислении тепловой энергии, необходимой для обогрева комнат и подсобных помещений, связана с тем, что нужно определить основные характеристики системы в зависимости от индивидуальных особенностей проектируемого объекта, включая: 
  • назначение здания и его тип;
  • конфигурацию каждого помещения;
  • количество жильцов;
  • географическое положение и регион, в котором находится населенный пункт;
  • прочие параметры. 
Расчет необходимой мощности отопления является важным моментом, его результат используют для вычисления параметров отопительного оборудования, которое планируют установить:
  1. Подбор котла в зависимости от его мощности. Эффективность функционирования отопительной конструкции определяется правильностью выбора нагревательного агрегата. Котел должен иметь такую производительность, чтобы обеспечить обогрев всех помещений в соответствии с потребностями людей, проживающих в доме или квартире, даже в наиболее холодные зимние дни. Одновременно при наличии у прибора избыточной мощности часть вырабатываемой энергии не будет востребована, а значит, некоторая сумма денег потратится напрасно. 
  2. Необходимость согласовывать подключение к магистральному газопроводу. Для присоединения к газовой сети потребуется ТУ. Для этого подают заявку в соответствующую службу с указанием предполагаемого расхода газа на год и оценкой тепловой мощности в сумме для всех потребителей. 
  3. Выполнение расчетов периферийного оборудования. Расчет тепловых нагрузок на отопление необходим для определения длины трубопровода и сечения труб, производительности циркуляционного насоса, типа батарей и т.д. 

Варианты приблизительных расчетов

Выполнить точный расчет тепловой мощности системы отопления довольно сложно, его могут сделать только профессионалы, имеющие соответствующую квалификацию и специальные знания. По этой причине данные вычисления обычно поручают специалистам.

В тоже время существуют и более простые способы, позволяющие приблизительно оценить величину требуемой тепловой энергии и их можно сделать самостоятельно:

  1. Нередко применяют расчет мощности отопления по площади (детальнее: "Расчет отопления по площади - определяем мощность отопительных приборов"). Считается, что жилые дома возводятся по проектам, разработанным с учетом климата в определенном регионе, и что в проектных решениях заложено использование материалов, которые обеспечивают требуемый тепловой баланс. Поэтому при расчете принято умножать величину удельной мощности на площадь помещений. Например, для Московского региона данный параметр находится в пределе от 100 до 150 ватт на один «квадрат». 
  2. Более точный результат будет получен, если учитывать объем помещения и температуру. Алгоритм вычисления включает высоту потолка, уровень комфорта в отапливаемом помещении и особенности дома.

    Используемая формула выглядит следующим образом: Q = VхΔTхK/860, где:

    V – объем помещения;ΔT – разница между температурой внутри дома и снаружи на улице;К – коэффициент теплопотерь.  Поправочный коэффициент позволяет учесть конструктивные особенности объекта недвижимости. Например, когда определяется тепловая мощность системы отопления здания, для строений с обычной кровлей из двойной кирпичной кладки К находится в диапазоне 1,0–1,9. 
  3. Метод укрупненных показателей. Во многом похож на предыдущий вариант, но его применяют для вычисления тепловой нагрузки для систем отопления многоквартирных зданий или других больших объектов. 

Все три вышеперечисленные способы, позволяющие сделать расчет необходимой теплоотдачи, дают приблизительный результат, который может отличаться от реальных данных или в меньшую, или в большую сторону. Понятно, что монтаж маломощной отопительной системы не обеспечит требуемую степень обогрева.  В свою очередь, избыток мощности у отопительного оборудования приведет к быстрому износу приборов, перерасходу топлива, электроэнергии, а соответственно и денежных средств. Подобные расчеты обычно применяют в несложных случаях, например, при выборе котла. 

Точное вычисление тепловой мощности

Степень теплоизоляции и ее эффективность зависят от того, насколько качественно она сделана и от конструктивных особенностей зданий. Основная часть теплопотерь приходится на наружные стены (примерно 40%), затем следуют оконные конструкции (около 20%), а крыша и пол – это 10%. Остальное тепло покидает дом через вентиляцию и двери. 

Поэтому расчет тепловой мощности системы отопления должен учитывать данные нюансы.

Для этого используют поправочные коэффициенты:   

  • К1 зависит от типа окон. Двухкамерным стеклопакетам соответствует 1, обычному остеклению – 1,27, трехкамерному окну – 0,85;
  • К2 показывает степень теплоизоляции стен. Находится в пределе от 1 (пенобетон) до 1,5 для бетонных блоков и кладки в 1,5 кирпича; 
  • К3 отражает соотношение между площадью окон и пола. Чем больше оконных рам, тем сильнее потери тепла. При 20% остекления коэффициент равен 1, а при 50% он увеличивается до 1,5; 
  • К4 зависит от минимальной температуры снаружи здания на протяжении отопительного сезона. За единицу принимают температуру -20 °C, а затем на каждые 5 градусов прибавляют или вычитают 0,1; 
  • К5 учитывает количество наружных стен. Коэффициент для одной стены равен 1, если их две или три, тогда он составляет 1,2, когда четыре – 1,33;
  • К6 отражает тип помещения, которое находится над определенной комнатой. При наличии сверху жилого этажа величина поправки – 0,82, теплого чердака – 0,91, холодного чердака - 1,0;
  • К7 – зависит от высоты потолков. Для высоты 2,5 метра это 1,0, а для 3-х метров - 1,05.
Когда все поправочные коэффициенты известны, делают расчет мощности системы отопления для каждого помещения, используя формулу:  
  • Qi=qхSiхK1хK2хK3хK4хK5хK6хK7, где q =100 Вт/м², а Si – площадь комнаты. 
Расчетная величина увеличивается, если коэффициент больше 1 или уменьшает, если он меньше единицы. Узнав данный параметр для каждого помещения, узнают величину мощности всей отопительной системы согласно формуле: Q=Σ Qi, i = 1…N, где N – это общее количество помещений в здании (прочитайте также: "Тепловой расчет помещения и здания целиком, формула тепловых потерь").  Как правило, для обеспечения запаса тепловой энергии на всевозможные непредвиденные случаи результат увеличивают на 15–20%. Это могут быть сильнейшие морозы, разбитое окно, поврежденная теплоизоляция и т.д. 

Пример выполнения расчета

Допустим, необходимо знать, какая должна быть тепловая мощность системы отопления для дома из бруса площадью 150 м² с теплым чердаком, тремя внешними стенами и двойными стеклопакетами на окнах. При этом высота стен 2,5 метра, а площадь остекления составляет 25%. Минимальная температура на улице в самую морозную пятидневку находится на отметке -28 °C.  

Поправочные коэффициенты в данном случае будут равны:
  • К1 (двухкамерный стеклопакет) = 1,0;
  • К2 (стены из бруса) = 1,25;
  • К3 (площадь остекления) = 1,1;
  • К4 (при -25 °C -1,1, а при 30°C) = 1,16;
  • К5 (три наружные стены) = 1,22;
  • К6 (сверху теплый чердак) = 0,91;
  • К7 (высота помещения) = 1,0. 
В результате полная тепловая нагрузка будет равна: 

Q=100 Вт/ м²х135 м²х1,0х1,25х1,1х1,16х1,22х0,91х1,0 = 23,9 кВт.

В итоге мощность отопительной системы составит: W=Qх1,2 = 28,7 кВт.

В том случае, когда бы использовался упрощенный метод вычислений, основанный на расчете мощности отопления согласно площади, то результат был бы совсем иной: 

100–150 Вт х150м² = 15–22,5 кВт

Отопительная система функционировала бы без запаса по мощности - на пределе. Приведенный пример является подтверждением важности применения точных способов, позволяющих определять тепловые нагрузки на отопление.

Пример расчета тепловой мощности системы отопления на видео:

teplospec.com

21,Работа, мощность, кпд источника тока. Тепловое действие тока. Закон Джоуля-Ленца.

Если по проводнику течет ток силой I, то за время dt через сечение проводника пройдет заряд:

Заряд, равный dq, в сечении 1 войдет в проводник и точно такой же заряд выйдет из проводника. Можно считать, что за время dt заряд сместился из сечения 1 в сечение 2, при этом над зарядом электростатическими силами совершена работа (см. (3.11)):

Мощность, развиваемая на участке цепи между точками 1 и 2, по определению равна:

Заменяя, согласно закону Ома (6.5), напряжение U.

получаем формулы для количества тепла dQ и мощности P:

Формулу называют законом Джоуля-Ленца.

Если измерять тепло в калориях, в формуле (7.3) появляется переводной коэффициент, равный значению 1 Дж в калориях – 0,24 (кал/Дж):

, (кал

Точно так же, как выводится закон Ома в дифференциальной форме, выводится закона Джоуля-Ленца в дифференциальной форме. Этот закон определяет количество тепла, выделяющееся в единичном объеме проводника в единицу времени – удельную тепловую мощность тока w:

Рассмотрим однородный цилиндрический проводник. Подставим в формулу (7.4) из (6.6) и (6.2) значения:

После подстановки получаем:

(7.6)

где

Из формулы (7.6) видно, что мощность, выделяемая в единице объема проводника, удельная тепловая мощность тока, равна:

(7.7)

Для w, пользуясь законом Ома в дифференциальной форме (формула (6.10)), можно записать на основе (7.6) следующие эквивалентные выражения закона Джоуля-Ленца в дифференциальной форме:

(7.8)

Для количества тепла dQ, выделяющегося в объеме dV за время dt, из (7.8) получаем:

(7.9)

В случае неоднородного проводника формулы (7.8) и (7.9) позволяют найти количество тепла, выделяемого в каждой точке объема неоднородного проводника.

Если участок цепи неоднородный, то выделяемое количество теплоты по закону сохранения энергии будет равно алгебраической сумме работ кулоновских и сторонних сил.

Действительно, умножив правую и левую части формулы на силу тока I получим

I2R = (1  2)I + 12I. (5.28)

Следовательно, из уравнения (5.28) следует, что тепловая мощность

Q = I2R , (5.29)

выделяемая на участке цепи 1-2, равна алгебраической сумме мощностей кулоновских и сторонних сил. Если цепь замкнута, то затраченная мощность

N =I . (5.30)

Если электрическая цепь замкнута и содержит источника с ЭДС , то вся затраченная источником тока работа АЗ = АП + АВНУТ,

где АЗ = It, АП = IURt, АВНУТ = IUrt.

Тогда = UR + Ur = IR+ Ir, (5.20)

где UR - напряжение на внешнем сопротивлении, Ur - напряжение на внутреннем сопротивлении источника тока.

Мощность тока можно найти по формуле N = . (5.21)

Развиваемая источником тока затраченная мощность

NЗ = NП + NВНУТ, (5.22)

где NЗ= I, NП = IUR, NВНУТ= IUr.

КПД источника тока можно найти по формуле

 = . (5.23)

Затраченная источником тока мощность

NЗ = I=/(R+r), (5.24)

где I = /(R + r).

Полезная мощность, выделяемая во внешнем участке цепи

NП = IUR = I2R =.

Следовательно, затраченная и полезная мощности являются функциями от внешнего сопротивления. Если R 0, то NП  0; R , то NП  0. В этом случае функция NП = f2 (R) имеет один максимум. Найдем условие, при котором полезная мощность максимальна, т. е. NП = NП, МАХ. Для этого производную приравняем нулю, т. е.= 0, т. е.(r2-R2) = 0. ( 0, то R = r и  = 0,5). Вывод: Если R = r , то полезная мощность максимальна, а КПД источника тока равно 50%.

studfiles.net