Расчет тепла: Расчет системы отопления пример

Содержание

Расчет отопления в многоквартирном доме с 01 января 2019 года

Порядок расчета размера платы за отопление, который будет рассматриваться в данной статье, действует с 1 января 2019 года и является актуальным в 2020 и 2021 годах.

Особенностью действующих формул расчета можно назвать то, что в методиках расчета размера платы за отопление учитываются показания индивидуальных приборов учета тепловой энергии, не зависимо от того, сколько помещений в многоквартирном доме ими оборудовано (предыдущие методики расчета такую возможность исключали).

Кроме того, для помещений, в которых отсутствуют приборы отопления (радиаторы, батареи), или которые имеют собственные (индивидуальные) источники тепловой энергии, также появилась возможность производить оплату, учитывая то обстоятельство, что они по факту не потребляют поставляемую в многоквартирный дом тепловую энергию конкретно в своих помещениях.

При выборе той или иной формулы расчета размера платы за отопление необходимо учитывать следующее:

1. В течение какого периода происходит оплата за отопление в конкретном регионе РФ: в течение отопительного периода или в течение календарного года, то есть 12 месяцев.

2. Наличие либо отсутствие общедомового (коллективного) прибора учета тепловой энергии на многоквартирном доме.

3. Способ оборудования жилых помещений (квартир) и нежилых помещений (если они есть в доме) индивидуальными приборами учета на тепловую энергию (отопление) — наличие или их отсутствие.

4. Способ подачи тепловой энергии в многоквартирный дом, то есть в готовом виде по централизованным сетям или тепловая энергия производится с использованием оборудования, входящего в состав общего имущества многоквартирного дома — наличие или отсутствие централизованного теплоснабжения в доме.

Для удобства выбора той или иной формулы расчета мы разделили их на следующие категории: выберите нужные параметры и ознакомьтесь с порядком и примерами расчета платы за отопление.

Обратите внимание, что в статье будут использоваться следующие обозначения и понятия:

ИПУ — индивидуальный прибор учета;

ОДПУ — общедомовой (коллективный) прибор учета, установленный на многоквартирном доме;

Жилое помещение в многоквартирном доме — квартира;

Нежилое помещение в многоквартирном доме — это различные магазины, офисы, машино-места, подземные гаражи и автостоянки и так далее, расположенные в многоквартирном доме.

Методики и примеры расчета, представленные ниже, дают пояснение о порядке расчета размера платы за отопление для жилых помещений (квартир), расположенных в многоквартирных домах, имеющих

централизованные системы для подачи тепловой энергии — централизованную систему теплоснабжения.

Варианты расчета размера платы за отопление:

Расчет №1 Размер платы за отопление в жилом помещении (квартире), в многоквартирном доме не установлен ОДПУ тепловой энергии, оплата за отопление осуществляется в течение отопительного периода (формула 2(3)). Ознакомиться с порядком и примером расчета →

Расчет №2 Размер платы за отопление в жилом помещении (квартире), ОДПУ в многоквартирном доме не установлен ОДПУ тепловой энергии, оплата за отопление осуществляется в течение календарного года (12 месяцев) (формула 2(4)). Ознакомиться с порядком и примером расчета →

Расчет №3 Размер платы за отопление в жилом помещении (квартире), в многоквартирном доме

установлен ОДПУ, индивидуальные приборы учета тепловой энергии отсутствуют во всех жилых и нежилых помещениях, оплата за отопление осуществляется в течение отопительного периода (формула 3). Ознакомиться с порядком и примером расчета →

Расчет №3-1 Размер платы за отопление в жилом помещении (квартире), в многоквартирном доме установлен ОДПУ, индивидуальные приборы учета тепловой энергии отсутствуют во всех жилых и нежилых помещениях, оплата за отопление осуществляется равномерно в течение календарного года (12 месяцев) (формула 3). Ознакомиться с порядком и примером расчета →

Расчет №4 Размер платы за отопление в жилом помещении (квартире), в многоквартирном доме

установлен ОДПУ, индивидуальные приборы учета установлены не во всех помещениях многоквартирного дома, оплата за отопление осуществляется в течение отопительного периода (формула 3(1)). Ознакомиться с порядком и примером расчета →

Расчет №4-1Размер платы за отопление в жилом помещении (квартире), в многоквартирном доме установлен ОДПУ, индивидуальные приборы учета установлены не во всех помещениях многоквартирного дома, оплата за отопление осуществляется в течение календарного года (12 месяцев) (формула 3(1)). Ознакомиться с порядком и примером расчета →

Расчет №5 Размер платы за отопление в жилом помещении (квартире), в многоквартирном доме установлен ОДПУ, индивидуальные приборы учета установлены всех жилых и нежилых помещениях

многоквартирного дома (формула 3(3)). Ознакомиться с порядком и примером расчета →

Читайте также:

Калькулятор расхода тепловой энергии

Калькулятор расхода тепловой энергии

Введите данные

Город

Абакан

Анадырь

Архангельск

Астрахань

Барнаул

Белгород

Биробиджан

Благовещенск

Брянск

Владивосток

Владикавказ

Владимир

Волгоград

Вологда

Воронеж

Грозный

Дмитров

Екатеринбург

Иваново

Ижевск

Иркутск

Йошкар-Ола

Казань

Калининград

Калуга

Кашира (Моск.

обл.)

Кемерово

Киров (Вятка)

Комсомольск-на-Амуре

Кострома

Краснодар

Красноярск

Курган

Курск

Кызыл

Липецк

Магадан

Майкоп

Махачкала

Москва

Мурманск

Нальчик

Нижний Новгород

Новгород

Новосибирск

Омск

Орел

Оренбург

Пенза

Пермь

Петрозаводск

Петропавловск-Камчатский

Псков

Ростов-на-Дону

Рязань

Салехард

Самара

Санкт-Петербург

Саранск

Смоленск

Сочи

Старополь

Сургут

Сыктывкар

Тамбов

Тверь

Тихвин (Лен. обл.)

Томск

Тула

Тюмень

Улан-Удэ

Ульяновск

Уфа

Хабаровск

Ханты-Мансийск

Чебоксары

Челябинск

Черкесск

Чита

Элиста

Южно-Сахалинск

Ярославль

Тип здания

Многоквартирные дома (на этапах проектирования, строительства, сдачи в эксплуатации), гостиницы, общежитияПоликлиники и лечебные учреждения, дома-интернатыДошкольные учреждения, хосписыСервисного обслуживания, культурно-досуговой деятельности, технопарки, складыАдминистративного назначения (офисы)Прочие общественные здания

Этажность

1234567891012

Расчетная температура внутреннего воздуха здания, C

Рассчитать

Расчет градусосуток отопительного периода: Расчет базового значения удельного расхода энергии на отопление согласно Приказу Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации №1550/пр от 17. 11.2017:

кВтч/м2

Цели по удельному потреблению тепловой энергии на отопление

Проектирование тепловой изоляции в проектно-расчетном центре ТехноНИКОЛЬ

Заказать расчет

Расчет тепловой нагрузки на отопление

]]>

Подборка наиболее важных документов по запросу Расчет тепловой нагрузки на отопление (нормативно–правовые акты, формы, статьи, консультации экспертов и многое другое).

Судебная практика: Расчет тепловой нагрузки на отопление Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:

Определение Третьего кассационного суда общей юрисдикции от 20.12.2021 N 88-20858/2021
Категория спора: Теплоснабжение.
Требования ресурсоснабжающей организации: 1) О взыскании неосновательного обогащения; 2) О взыскании процентов.
Обстоятельства: Истец указал, что поставленная им тепловая энергия ответчиком не оплачена.
Решение: 1) Удовлетворено в части; 2) Удовлетворено в части.
Процессуальные вопросы: О возмещении расходов по уплате государственной пошлины — удовлетворено в части.Изменяя решение суда в части постановленной ко взысканию суммы задолженности, суд апелляционной инстанции, повторно исследовав представленные в материалы дела доказательства, исходил из того, что данным технического паспорта на здание магазина ответчика от ДД.ММ.ГГГГ площадь отапливаемых от котельной помещений данного здания составляет 195,9 кв. м, в отличие от указанных в старом техническом паспорте на то же здание 338,8 кв. м, отапливаемых площадей. В то же время, ответчик представил суду апелляционной инстанции теплотехнический расчет тепловой нагрузки на отопление здания магазина «Елочка», составленный ГИП ООО «Архтеплострой», согласно которому тепловая нагрузка данного здания составляет 0,016734 Гкал/ч. Суд принял данный документ в качестве надлежащего доказательства, поскольку расчет выполнен организацией, имеющей соответствующий допуск.
Требования п. 11 Правил N 610 также соблюдены, поскольку отсутствуют данные, позволяющие использовать иные методы расчета тепловой нагрузки. Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:
Постановление Второго арбитражного апелляционного суда от 19.11.2021 N 02АП-7458/2021 по делу N А28-13860/2020
Требование: О взыскании задолженности по оплате потребленной тепловой энергии.
Решение: Требование удовлетворено.В данном случае ответчик, опровергая презумпцию, что все принадлежащие ему помещения изначально были отапливаемыми, в нарушение статьи 65 Арбитражного процессуального кодекса Российской Федерации не представил доказательств (в том числе проектной документации на дом), подтверждающих, что часть помещений при постройке МКД конструктивно были спроектированы как неотапливаемые и что циркуляция воздуха в таких помещениях, смежных с отапливаемыми, в том числе при наличии транзитного трубопровода, проходящего через отдельные помещения, не предполагали возможности поддержания в них нормативной температуры. Технические паспорта на многоквартирный дом и помещение закусочной, справка КОГБУ «БТИ», документы о перепланировке помещений ответчика такие обстоятельства в данном конкретном случае не подтверждают; документы об осуществлении перепланировки не содержали расчета тепловых нагрузок и с Компанией не согласовывались.

Статьи, комментарии, ответы на вопросы: Расчет тепловой нагрузки на отопление Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:
Статья: Теплоснабжение: понятие, порядок учета, условия поставки
(Подготовлен для системы КонсультантПлюс, 2022)При неисправности ПУ или истечения срока поверки, для расчета берется среднесуточное количество тепловой энергии, теплоносителя, определенное по приборам учета за время штатной работы в отчетный период, приведенное к расчетной температуре наружного воздуха. При нарушении срока передачи данных ПУ — среднесуточное количество за предыдущий расчетный период. Если же такое значение высчитать невозможно, например, из-за отсутствия данных за прошлый период, иной отопительный сезон и т.п., то принимаются во внимание при расчете значения, установленные в договоре теплоснабжения — величина тепловой нагрузки, — количество тепловой энергии, которое может быть произведено и (или) передано по тепловым сетям за единицу времени (п. п. 118, 119, 121 Правил учета, п. 7 ст. 2 Закона о теплоснабжении).

Нормативные акты: Расчет тепловой нагрузки на отопление Федеральный закон от 27.07.2010 N 190-ФЗ
(ред. от 30.12.2021)
«О теплоснабжении»5. Проверка готовности к отопительному периоду теплоснабжающих организаций, теплосетевых организаций осуществляется в целях определения соответствия источников тепловой энергии и тепловых сетей требованиям, установленным правилами оценки готовности к отопительному периоду, наличия соглашения об управлении системой теплоснабжения, готовности указанных организаций к выполнению графика тепловых нагрузок, поддержанию температурного графика, утвержденного схемой теплоснабжения, соблюдению критериев надежности теплоснабжения, установленных техническими регламентами, а источников тепловой энергии также в целях подтверждения наличия нормативных запасов топлива. Теплоснабжающие организации и теплосетевые организации, кроме того, обязаны:

Наладочный расчет потребителей тепла

Основные свойства наладочного расчета

Online справка ZuluThermo «Наладочный расчет»
Цель наладочного расчета

Основная задача наладочного расчета подобрать диаметры дроссельных шайб и сопел элеваторов для обеспечения каждого потребителя оптимальным количеством воды и тепловой энергии за счет гашения избыточного напора.


Проверка пропускной способности тепловой сети

В ходе расчета проводится проверка сети на пропуск расчетных расходов. При недостатке располагаемого напора на одном или нескольких потребителях определяется минимально необходимый напор на источнике.

Расходы теплоносителя на СО и СВ определяются по расчетным нагрузкам на расчетную температуру наружного воздуха.
Расходы на систему ГВС определяются на температуру полки.


Расчет с учетом тепловых потерь

Расчет можно выполнять с учетом увеличения циркуляции для компенсации остывания теплоносителя по пути следования к потребителям.
Тепловые потери определяются с учетом вида прокладки трубопроводов по нормам, либо по фактическим параметрам изоляции.


Схемы присоединения потребителей и ЦТП

Наладка выполняется для потребителей и ЦТП с различными схемными решениями. Для СО — прямое подключение, элеваторное или насосное смешение, независимое присоединение через ТО. Для ГВС — открытая схема или закрытые одноступенчатые и двухступенчатые схемы (смотреть все…).


Определение диаметров шайб и места их установки

Производится расчет диаметров кустовых шайб на сети, ограничительных и подпорных шайб на СО и СВ, циркуляционных шайб на ГВС.
Места установки шайб определяются в зависимости от гидравлического режима.


Расчет сложных сетей

Количество элементов, входящих в налаживаемую сеть не ограничено.
Можно рассчитывать сети, работающие одновременно от нескольких источников.
Расчет сети с каскадным подключением потребителей к источнику через один или несколько ЦТП производится за один проход.

Наладочный расчет позволяет:

  • моделировать расчетный режим работы системы теплоснабжения;
  • осуществить проверка пропускной способности тепловой сети;
  • снижать количество циркуляционной и подпиточной воды, за счет рационального управления гидравлическим режимом работы тепловых сетей;
  • выявлять участки тепловой сети, лимитирующие пропускную способность;
  • производить расчет частично автоматизированной тепловой сети с учетом средств автоматического регулирования, установленных на потребителях или в центральных тепловых пунктах;
  • в случае отсутствия средств автоматического регулирования, подбирать параметры и место установки дросселирующих устройств, обеспечивающих гашение избыточного располагаемого напора;
  • осуществлять наладку сети с увеличением циркуляции для компенсации остывания теплоносителя по пути следования к потребителям.

3.12: Расчеты энергии и теплоемкости

Цели обучения

  • Чтобы связать теплопередачу с изменением температуры.

Тепло — знакомое нам проявление передачи энергии. Когда мы прикасаемся к горячему предмету, энергия течет от горячего предмета к нашим пальцам, и мы воспринимаем эту поступающую энергию как «горячий» предмет. И наоборот, когда мы держим кубик льда в ладонях, энергия течет из нашей руки в кубик льда, и мы воспринимаем эту потерю энергии как «холод».В обоих случаях температура предмета отличается от температуры нашей руки, поэтому можно сделать вывод, что разность температур является конечной причиной теплопередачи.

Удельная теплоемкость вещества может быть использована для расчета изменения температуры данного вещества при нагревании или охлаждении. Уравнение, связывающее теплоту \(\left( q \right)\) с удельной теплоемкостью \(\left( c_p \right)\), массой \(\left( m \right)\) и изменением температуры \(\ слева( \Delta T \right)\) показано ниже. \text{o} \text{C} \right)\)»> 0.233

направление теплового потока не показано в тепле = mc Δ T . Если энергия уходит в объект, то полная энергия объекта увеличивается, а значения теплоты Δ T положительны. Если энергия исходит от объекта, то полная энергия объекта уменьшается, а значения теплоты и Δ T отрицательны.

Пример \(\PageIndex{1}\)

\(15,0 \: \text{g}\) кусок металлического кадмия поглощает \(134 \: \text{J}\) тепла, поднимаясь из \(24.\текст{о} \текст{С}\]

Пример \(\PageIndex{2}\)

Какое количество теплоты передается при нагревании бруска металлического железа массой 150,0 г с 25,0°С до 73,3°С? Каково направление теплового потока?

Раствор

Мы можем использовать теплоту = mc Δ T для определения количества теплоты, но сначала нам нужно определить Δ T . Поскольку конечная температура железа составляет 73,3°C, а начальная температура составляет 25,0°C, Δ T будет следующим:

Δ T = T окончательная T начальная = 73. \circ C) = 782\: кал}\]

Обратите внимание, что единицы грамм и °C сокращаются алгебраически, остается только единица калорий, которая является единицей тепла. Поскольку температура железа увеличивается, энергия (в виде тепла) должна течь в металл.

Упражнение \(\PageIndex{1}\)

Какое количество теплоты передается при охлаждении бруска металлического алюминия массой 295,5 г со 128,0°С до 22,5°С? Каково направление теплового потока?

Ответить
Тепло покидает алюминиевый блок.

Пример \(\PageIndex{2}\)

Образец красновато-коричневого металла массой 10,3 г выделил 71,7 кал тепла при снижении его температуры с 97,5°C до 22,0°C. Чему равна удельная теплоемкость металла? Можете ли вы определить металл по данным в таблице \(\PageIndex{1}\)?

Раствор

Вопрос дает нам теплоту, конечную и начальную температуры и массу образца. Значение Δ T следующее:

Δ T = T конечное T начальное = 22. \circ C)}}\)

c = 0,0923 кал/г•°C

Это значение удельной теплоемкости очень близко к значению, указанному для меди в таблице 7.3.

Упражнение \(\PageIndex{2}\)

Кристалл хлорида натрия (NaCl) массой 10,7 г имеет начальную температуру 37,0°C. Какова конечная температура кристалла, если к нему подведено 147 кал теплоты?

Ответить
 

Резюме

Проиллюстрированы расчеты удельной теплоемкости.

Взносы и атрибуции

Эта страница была создана на основе контента следующих авторов и отредактирована (тематически или подробно) командой разработчиков LibreTexts в соответствии со стилем, презентацией и качеством платформы:

Вычисление изменений тепла, энергии и температуры — видео и стенограмма урока

Удельная теплоемкость

Мы увидим, как взаимодействуют теплота и температура, рассчитав, сколько тепла потребуется, чтобы взять 50 граммов льда с температурой -20° F и превратить его в воду с температурой 80° F. Чтобы сделать это, нам придется использовать две разные формулы энергии; один для удельной теплоты и один для скрытой теплоты. Формула удельной теплоемкости, которую вы видите на экране, говорит нам, сколько дополнительного тепла ( Q ) требуется для изменения температуры вещества.

Здесь m – масса, ΔT – изменение температуры, c – удельная теплоемкость. Удельная теплоемкость — это количество теплоты, необходимое для повышения температуры вещества на один градус Цельсия.

Скрытая теплота

Хотя формула удельной теплоемкости говорит нам, сколько теплоты требуется для повышения температуры вещества, она не говорит нам, сколько теплоты требуется для изменения фазы вещества. Для этого воспользуемся формулой скрытой теплоты.

Скрытая теплота ( l ) — это теплота, необходимая для изменения фазы вещества на единицу массы. Существует два разных типа скрытой теплоты: скрытая теплота плавления и скрытая теплота парообразования .Первый имеет дело с переходом вещества из твердого состояния в жидкое, а второй — с переходом между жидкостью и газом.

Удельная и скрытая теплота уникальны для каждого вещества. В нашем примере вода имеет следующие значения удельной и скрытой теплоемкости, которые вы можете видеть на экране, пока мы говорим.

«Дж» означает Джоули, которые являются единицами измерения энергии. В этом случае мы видим Дж/г или Джоули на грамм, что относится к единицам тепловой энергии, расходуемой на массу объекта.

Завершение задачи

Мы используем уравнения удельной и скрытой теплоты вместе, когда повышение температуры вещества переводит его из одной фазы в другую. В нашем примере общее добавленное тепло ( Qtot ) равно количеству тепла, которое требуется для повышения температуры льда до точки, при которой он тает ( Qi ), плюс количество тепла, необходимое для превращения льда в воду ( Qitw ), плюс количество тепла, необходимое для повышения температуры воды ( Qw ) до 80°F.

Прежде чем мы введем всю информацию для нашей задачи, нам нужно сделать еще одну вещь. Нам нужно преобразовать нашу температуру из Фаренгейта в Цельсия. Чтобы сделать это преобразование, мы используем следующую формулу.

Для этой задачи нам нужно преобразовать начальную температуру в -20°F и конечную температуру в 80°F.

Теперь мы используем всю информацию, которую нам дали в разделе, чтобы решить нашу проблему.

Наконец, давайте быстро отметим, как были выбраны наши температурные интервалы для ΔT , или конечная температура минус начальная температура. Эти температурные интервалы выбраны потому, что выше 0°С лед тает. Таким образом, наше тепло, добавленное для льда, может применяться только при температуре от -29°C до 0°C, а наше тепло, добавленное для воды, может применяться только при температуре от 0°C до 27°C».

Кривая нагрева

В предыдущих разделах мы подробно рассмотрели взаимосвязь между теплом и температурой, изучив формулы удельной и скрытой теплоты.Однако, сосредотачиваясь исключительно на формулах, легко остаться без интуитивного понимания того, что именно происходит. Мы можем помочь сформировать более интуитивное понимание, взглянув на так называемую кривую нагрева. Кривая нагрева показывает взаимосвязь между температурой и подведенным теплом. Вы можете видеть на диаграмме на экране, что температура вещества повышается по мере того, как к нему добавляется больше тепла.

Кривая нагрева

Вы также заметите, что большие участки графика представляют собой горизонтальные линии.Здесь добавляется тепло, но температура не повышается. Это происходит потому, что все тепло в этот момент уходит на изменение фазы вещества, а не на повышение его температуры. Итак, первый горизонтальный сегмент представляет собой точку плавления , при которой вещество переходит из твердого состояния в жидкое, а второй горизонтальный сегмент представляет собой точку кипения , при которой вещество переходит из жидкого состояния в газообразное.

Резюме урока

Тепло и температура, хотя на первый взгляд кажутся похожими, на самом деле являются двумя разными понятиями. Теплота — это энергия, которая передается от горячего вещества к холодному, а температура — мера средней кинетической энергии молекул в системе. Их можно связать вместе с помощью уравнений удельной и скрытой теплоты.

Специфическое уравнение теплопроводности используется для определения того, какое количество тепла ( Q ) передается веществу при изменении температуры ( ΔT ).

Здесь m — масса вещества, а c — его удельная теплоемкость , которая говорит нам, сколько тепла требуется, чтобы поднять температуру вещества на один градус Цельсия.

Уравнение скрытой теплоты используется для определения того, какое количество тепла добавляется для изменения фазового состояния вещества.

Скрытая теплота ( l ) — это теплота, необходимая для изменения фазы вещества на единицу массы. Скрытая теплота может быть либо скрытой теплотой плавления для перехода между твердым телом и жидкостью, либо скрытой теплотой парообразования для перехода между жидкостью и газом.

Наконец, то, как тепло и температура взаимодействуют в веществе, также можно увидеть графически на так называемой кривой нагрева , которая показывает взаимосвязь между температурой и добавленным теплом.Он также показывает точку плавления , при которой вещество превращается из твердого в жидкость, и точку кипения , при которой вещество превращается из жидкости в газ.

Кривая нагрева

По мере добавления тепла температура повышается, за исключением горизонтальных частей кривой, где вместо этого все тепло идет на изменение фазы вещества.

Расчет теплообмена в замкнутой системе

В физике можно рассчитать, сколько тепловой энергии требуется, чтобы поднять объект определенной массы на определенную температуру — все, что вам нужно, это удельная теплоемкость объекта.

При заданной температуре разные материалы могут удерживать разное количество тепловой энергии. Например, если вы нагреете картофель, он сможет удерживать тепло дольше (о чем может свидетельствовать ваш язык), чем более легкий материал, такой как сладкая вата. Почему? Потому что картофель сохраняет больше тепловой энергии при заданном изменении температуры; следовательно, для охлаждения картофеля требуется больше тепла, чем необходимо для охлаждения сладкой ваты. Мера того, сколько теплоты требуется для повышения температуры тела данной массы на данное число градусов, называется его удельной теплоемкостью .

Предположим, вы видите, как кто-то варит кофе. Вы отмеряете ровно 1,0 кг заваренного кофе в кастрюле, а затем переходите к реальным измерениям. Вы узнаете, что вам нужно 4186 джоулей тепловой энергии, чтобы поднять температуру кофе на 1 градус Цельсия, но вам нужно всего 840 джоулей, чтобы поднять 1,0 кг стекла на 1 градус Цельсия; кофе и стекло имеют разную удельную теплоемкость. Тепловая энергия переходит в нагреваемое вещество, которое сохраняет ее как внутреннюю энергию до тех пор, пока она снова не вытечет наружу.( Примечание: Если вам нужно 4186 джоулей, чтобы поднять 1,0 кг кофе на 1 градус Цельсия, вам потребуется вдвое больше, 8372 джоуля, чтобы поднять 2,0 кг кофе на 1 градус Цельсия или поднять 1,0 кг кофе на 2 градусов Цельсия.)

Следующее уравнение связывает количество тепла, необходимое для повышения температуры объекта, с изменением температуры и количеством задействованной массы:

Здесь Q — количество тепловой энергии, переданной объекту (измеряется в джоулях, если используется система МКС, или метр-килограмм-секунда), м — масса объекта,

(измеряется в градусах Цельсия или Кельвина), а c — это константа, называемая удельной теплоемкостью , , которая измеряется в джоулях на килограмм-градус Цельсия,

Обычно физики рассчитывают удельную теплоемкость путем экспериментов, поэтому большинство задач дают вам c или отсылают вас к таблице значений удельной теплоемкости для различных материалов.

Вы можете использовать уравнение теплопроводности, чтобы узнать, как изменяется температура, когда вы смешиваете жидкости с разными температурами. Предположим, у вас в чашке 45 граммов кофе, но он остыл, пока вы вычисляли удельную теплоту кофе. Вы звоните своему хозяину. Кофе 45 градусов по Цельсию, но тебе нравится при 65 градусах по Цельсию. Хозяин встает, чтобы налить еще. «Одну минутку», — говорите вы. «Кофе в кофейнике имеет температуру 95 градусов по Цельсию. Подождите, пока я точно посчитаю, сколько вам нужно налить.

Следующее уравнение представляет потери тепла новой массой кофе, м 1 :

А вот и тепло, полученное существующим кофе, массой м 2 :

Если предположить, что у вас есть суперизолирующая кофейная кружка, никакая энергия не выходит из системы наружу, и, поскольку энергия не может быть создана или уничтожена, энергия сохраняется внутри такой закрытой системы; следовательно, тепло, потерянное новым кофе, равно теплу, полученному существующим кофе, поэтому

Следовательно, можно сказать следующее:

см 1 ( T T 1,0 ) = — см 2 ( T T 2,0 )

Разделив обе части на удельную теплоту кофе, c и подставив числа, вы получите следующее:

Вам нужно 0. 03 килограмма или 30 граммов. Удовлетворенный, вы откладываете калькулятор и говорите: «Дайте мне ровно 30 граммов этого кофе».

Методы оценки потребления пара

Как рассчитать потребность в паре для проточных и непроточных систем. Включая прогрев, потери тепла и рабочие нагрузки.

Оптимальная конструкция паровой системы во многом зависит от того, точно ли установлен расход пара. Это позволит рассчитать размеры труб, а вспомогательные устройства, такие как регулирующие клапаны и конденсатоотводчики, могут быть рассчитаны для получения наилучших возможных результатов.Потребность установки в паре может быть определена несколькими различными методами:

Расчет
Анализируя выход тепла на объекте установки с помощью уравнений теплопередачи, можно получить оценку потребления пара. Хотя теплопередача не является точной наукой и может быть много неизвестных переменных, можно использовать предыдущие экспериментальные данные из аналогичных приложений. Результаты, полученные с помощью этого метода, обычно достаточно точны для большинства целей.

Измерение
Потребление пара можно определить прямым измерением с использованием расходомера. Это позволит получить относительно точные данные о потреблении пара для существующей установки. Однако для завода, находящегося еще на стадии проектирования или еще не запущенного в эксплуатацию, этот метод малопригоден.

Тепловая мощность
Тепловая мощность (или расчетная мощность) часто указывается на паспортной табличке отдельного элемента установки, как указано производителем.Эти характеристики обычно выражают ожидаемую тепловую мощность в кВт, но требуемый расход пара в кг/ч будет зависеть от рекомендуемого давления пара.

Изменение любого параметра, которое может изменить ожидаемую тепловую мощность, означает, что тепловая (расчетная) мощность и подключенная нагрузка (фактический расход пара) не будут совпадать. Рейтинг производителя указывает на идеальную мощность изделия и не обязательно соответствует подключенной нагрузке.

Сколько тепла вам нужно

Большинство проблем с электрическим обогревом можно легко решить, определив количество тепла, необходимое для выполнения работы.Потребность в тепле должна быть преобразована в электроэнергию, после чего для работы можно выбрать наиболее практичный нагреватель. Независимо от того, идет ли речь о нагреве твердых тел, жидкостей или газов, метод или подход к определению требуемой мощности одинаков.

Ваша проблема с отоплением должна быть четко сформулирована, уделяя особое внимание определению рабочих параметров. Прежде чем идти дальше, убедитесь, что у вас есть следующая информация:

Разрабатываемая вами тепловая система может не учитывать все возможные или непредвиденные потребности в отоплении, поэтому помните о факторе безопасности.Коэффициент безопасности увеличивает мощность нагревателя сверх расчетных требований.

Общая необходимая тепловая энергия (кВтч или БТЕ) представляет собой либо тепло, необходимое для запуска, либо тепло, необходимое для поддержания заданной температуры. Это зависит от того, какой расчетный результат больше.

Требуемая мощность (кВт) – это значение тепловой энергии (кВтч), деленное на необходимое время запуска или рабочего цикла. Номинальная мощность нагревателя в кВт будет равна большему из этих значений плюс коэффициент безопасности.

Расчет пусковых и эксплуатационных требований состоит из нескольких отдельных частей, которые лучше выполнять отдельно.Однако для быстрой оценки требуемой тепловой энергии можно использовать краткий метод.

Коэффициент безопасности обычно составляет от 10 до 35 процентов в зависимости от применения.

A = Мощность, необходимая для повышения температуры материала и оборудования до рабочей точки в течение требуемого времени

B = Мощность, необходимая для повышения температуры материала во время рабочего цикла

             Вес материала (фунты ) x Удельная теплоемкость материала (°F) x превышение температуры (°F)

                      ––––––––––––––––

                                                    Время запуска или цикла (часы) x 3. 412

d = watts, необходимые для расплава или испарения материала во время рабочего цикла

Уравнение для C и D (поглощенные ватты для плавления или испарения)

Вес материала (LBS) X Тепло или испарение (БТЕ/фунт)

                      ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– –––

                                    Время запуска или цикла (часы) x 3.412

l = watts, потерянные от поверхностей путем использования проводимости, излучение используют кривые потери тепла или конвекционные кривые потери тепла

Теплопроводность материала или изоляции (BTU X In./ft 2 x ° F x ч) x Площадь поверхности (футы 2 ) x Темп. перепад температуры окружающей среды (°F)

––––––

                                                                       Толщина материала или изоляции (дюймы.) х 3,412

Расчет мощности

Поглощенная энергия, тепло, необходимое для повышения температуры материала

Поскольку все вещества нагреваются по-разному, для изменения температуры требуется разное количество тепла. Удельной теплоемкостью вещества называется количество теплоты, необходимое для повышения температуры единицы количества вещества на один градус. Называя количество подведенного тепла Q, которое вызовет изменение температуры ∆T на вес вещества W, при удельной теплоемкости материала Cp, тогда Q = w x Cp x ∆T.

Поскольку все расчеты производятся в ваттах, вводится дополнительное преобразование 3,412 БТЕ = 1 Вт-ч.

Q A или Q B =       w x Cp x ∆T

                       –––––––––

    3.412                                                                                  

QA = теплота, необходимая для повышения температуры материалов во время нагрева (Втч)

QB = теплота, необходимая для повышения температуры материалов, обрабатываемых в рабочем цикле (Втч)

w = Вес материала (фунты)

Cp = Удельная теплоемкость материала (БТЕ/фунт x °F)

∆T = Повышение температуры материала (T Final — T Initial )(°F)

 

Теплота, необходимая для плавления или испарения материала

Теплота, необходимая для плавления материала, известна как скрытая теплота плавления и обозначается H f . Другое изменение состояния связано с испарением и конденсацией. Скрытая теплота парообразования H v вещества — это энергия, необходимая для превращения вещества из жидкости в пар. Такое же количество энергии высвобождается, когда пар снова конденсируется в жидкость.

Q C или   Q D =   Ш x В f или v

            –––––

3.412                                                        

Q C = Теплота, необходимая для плавления/испарения материалов во время нагрева (Втч)

Q D = Теплота, необходимая для плавления/испарения материалов, обрабатываемых в рабочем цикле (Втч)            

w = Вес материала (фунты)

H f = Скрытая теплота плавления (БТЕ/фунт)

H v = Скрытая теплота парообразования (БТЕ/фунт)

 

Тепловые потери на проводимость                                                 

Теплопередача путем теплопроводности представляет собой контактный обмен теплом от одного тела с более высокой температурой к другому телу с более низкой температурой или между частями одного и того же тела с разными температурами.

Q L1 =   k x A x ∆T x te[1]

            ––––––––––

              3,412 x Д

Q L1 = Тепловые потери на проводимость (Втч)                                    

k = теплопроводность (Btu x дюйм/фут 2 x °F x час)                                               

A = Площадь поверхности теплопередачи (футы 2 )

L = Толщина материала (дюйм.)

∆T = разница температур материала (T 2 -T 1 )°F                                       

te = время воздействия (ч)

 

Тепловые потери при конвекции                                                   

Конвекция является частным случаем теплопроводности. Конвекция определяется как перенос тепла из высокотемпературной области в газ или жидкость в результате движения масс жидкости.

Q L2 = A • F SL • C F

Q L2 = Конвекционные тепловые потери (Втч)

A= Площадь поверхности (дюйм2)                                   

F SL =    Коэффициент потерь от вертикальной поверхностной конвекции (Вт/дюйм2), рассчитанный при температуре поверхности        

C F = Фактор ориентации поверхности: нагреваемая поверхность обращена горизонтально вверх (1. 29), вертикально (1,00), нагреваемая поверхность направлена ​​вниз горизонтально (0,63)

 

Радиационные тепловые потери                    

Потери излучения не зависят от ориентации поверхности. Коэффициент излучения используется для корректировки способности материала излучать тепловую энергию.

Q L3 = A x F SL x e                                     

Q L3 = Радиационные тепловые потери (Втч)

A = площадь поверхности (дюйм2)

F SL = Коэффициент радиационных потерь черного тела при температуре поверхности (Вт/дюйм2)

e = Поправочный коэффициент коэффициента излучения поверхности материала      

 

Комбинированные потери тепла конвекцией и излучением

Если требуется только конвекционная составляющая, то радиационная составляющая должна определяться отдельно и вычитаться из объединенной кривой.

Q L4 = A x F SL                                                                      

Q L4 = Поверхностные тепловые потери при комбинированной конвекции и излучении (Втч)

A = площадь поверхности (в 2 )

F SL = Суммарный коэффициент поверхностных потерь при температуре поверхности (Вт/дюйм 2

 

Общие потери тепла                                                

Суммарные тепловые потери на проводимость, конвекцию и излучение суммируются, чтобы учесть все потери в уравнениях мощности.

Q L = Q L1 + Q L2 + Q L3  Если потери на конвекцию и излучение рассчитываются отдельно. (Поверхности изолированы неравномерно, и потери должны рассчитываться отдельно.)                                             

ИЛИ

Q L = Q L1 + Q L4   Если используются комбинированные кривые излучения и конвекции. (Трубы, воздуховоды, тела с одинаковой изоляцией.)   

 

Оценка мощности

После расчета требований к пусковой и рабочей мощности необходимо провести сравнение и оценить различные варианты.

В Ссылке 1 показаны пусковые и рабочие ватты в графическом формате, чтобы помочь вам увидеть, как складываются требования к мощности. С учетом этого графического пособия возможны следующие оценки: 

Сравните пусковые ватты с рабочими ваттами.

Оцените влияние увеличения времени запуска таким образом, чтобы пусковые мощности были равны рабочим ваттам (используйте таймер для запуска системы перед сменой).

Признать, что существует больше тепловой мощности, чем используется. (Для короткого времени запуска требуется больше мощности, чем мощность процесса.)

Определите, куда уходит больше всего энергии, и измените конструкцию или добавьте изоляцию, чтобы снизить требования к потребляемой мощности.

Рассмотрев всю систему, следует провести анализ времени запуска, производственных мощностей и методов изоляции. Когда у вас есть необходимое количество тепла, вы должны рассмотреть факторы применения вашего обогревателя.

Расчет тепловой нагрузки: важность при проектировании ОВКВ

Расчет тепловой нагрузки является фундаментальным навыком для проектировщиков и консультантов ОВКВ. Учтите, что охлаждение помещений является одной из самых высоких затрат энергии в зданиях, особенно летом. Однако, чтобы правильно определить размер системы охлаждения помещения, сначала мы должны знать количество тепла, которое должно быть отведено – именно в этом заключается цель расчета тепловой нагрузки.

Тепло в зданиях может исходить от внутренних источников, таких как электроприборы, или от внешних источников, таких как солнце.При расчете тепловой нагрузки учитываются все имеющиеся источники и определяется их общий эффект.

Обзор основных источников тепла

Несмотря на то, что существует множество способов прямого или косвенного выделения тепла, ниже приведены некоторые из основных источников внутри зданий:

1) Приток солнечного тепла: Существует три различных способа проникновения солнечного тепла во внутренние помещения: теплопроводность, конвекция и излучение. Проводимость происходит через стены и крыши, так как они подвергаются воздействию разницы температур между внутренними помещениями здания и более теплой внешней средой.Конвекция относится к передаче тепла из-за объемного движения горячего наружного воздуха или движения внутреннего воздуха между поверхностями с разными температурами. Наконец, излучение — это прямая форма теплопередачи, возникающая, когда солнечный свет проникает в здания через окна или другие прозрачные поверхности. И излучение, и конвекция могут взаимодействовать с проводимостью на поверхностях стен и крыш. Для многих зданий солнце является самым большим источником тепла.

Приток солнечного тепла к конкретному помещению сильно зависит от его направления или выравнивания — учтите, что положение солнца на небе меняется в течение дня.Утром стены и окна, выходящие на восток, подвергаются воздействию прямых солнечных лучей. Поверхности, обращенные на юг, подвергаются воздействию прямых солнечных лучей в полдень, а поверхности, обращенные на запад, — во второй половине дня. Стены, обращенные на север, испытывают наименьший приток солнечного тепла.

В зависимости от того, как происходит приток солнечного тепла, его воздействие может ощущаться сразу или через некоторое время. Например, солнечное тепло, проникающее через стеклянные окна (излучение), имеет немедленный эффект. С другой стороны, когда приток тепла происходит за счет проводимости через стены, сами стены накапливают тепло, и оно продолжает выделяться в помещении ночью.

2) Человеческое тепло: Жильцы также являются основным источником тепла внутри зданий. Учтите, что человек ежедневно потребляет сотни калорий в виде пищи, и часть этой энергии выделяется в виде тепла в ходе метаболических процессов. Тепло, выделяемое человеком, еще выше при интенсивной физической деятельности, за счет потоотделения (потоотделения).

Учтите, что тепловое воздействие людей также увеличивается в зависимости от плотности людей. В результате человеческий вклад в общую тепловую нагрузку может быть особенно высоким в больших помещениях с кондиционированием воздуха, таких как холлы, аудитории, театры, кинотеатры и аэропорты.

3)Обогрев наружного воздуха: Более теплый воздух за пределами кондиционируемых помещений называется наружным воздухом или атмосферным воздухом. Из-за своей более высокой температуры наружный воздух имеет тенденцию повышать среднюю комнатную температуру, когда он входит в помещения.

Хотя некоторый воздухообмен является нормальным при открытых дверях и окнах, наружный воздух также может проникать в кондиционируемые помещения через неплотности вокруг дверей, окон и других элементов ограждающих конструкций. Тепло, удерживаемое наружным воздухом, в значительной степени исходит от солнца, но оно также может исходить от транспортных средств или других зданий.

4) Тепло от электрических и электронных приборов: Внутренние помещения заполнены электрическими и электронными приборами, такими как осветительные приборы, телевизоры, кофеварки, водонагреватели и т. д. Эти приборы потребляют электроэнергию и выделяют некоторое количество тепла в кондиционируемых помещениях. . Используйте энергосберегающие приборы, чтобы свести к минимуму их нагревательный эффект.


Ищете инженера-проектировщика ОВиК?


Процедура расчета тепловой нагрузки

Для расчета тепловой нагрузки необходимо провести обследование всех помещений здания и выявить все имеющиеся источники тепла.Затем, на основе рассчитанной тепловой нагрузки, проектировщик HVAC рекомендует тип системы кондиционирования воздуха, подходящий для применения, и ее требуемую мощность. Такой подход помогает владельцам собственности избегать крупногабаритных систем с более высокими начальными и эксплуатационными затратами, чем необходимо, а также малогабаритных систем, обеспечивающих недостаточное охлаждение.

Расчет тепловой нагрузки — это узкоспециализированная, трудоемкая и сложная задача, которую может выполнить только квалифицированный специалист по ОВиК. Это также очень важный шаг для достижения оптимальных характеристик здания, обеспечивающий основу для выбора системы кондиционирования воздуха надлежащего типа и мощности для конкретного применения: жилой дом, холл, зрительный зал, театр, кинотеатр, аэропорт и т. д.

Если вы владелец недвижимости, учтите, что специалисты по ОВиК обычно запрашивают дополнительную информацию, например, архитектурные планы здания. Процедура расчета начинается после того, как будут собраны все необходимые данные. Существует два возможных метода расчета тепловой нагрузки: вручную или с помощью программного обеспечения.

Ручной процесс: Данные, собранные в результате обследования здания и дополнительной документации, анализируются с использованием предварительно определенных уравнений и табличных параметров.Точные уравнения и табличные значения для использования определяются на основе геометрии здания, строительных материалов, а также приборов и строительных систем, находящихся внутри. На основании этих расчетов проектировщик ОВиК рекомендует систему кондиционирования воздуха подходящего типа и мощности.

Использование программного обеспечения: В настоящее время большинство проектировщиков HVAC используют программное обеспечение, такое как Trace 700 и HAP (программа почасового анализа), для расчета тепловой нагрузки. Это по-прежнему требует достаточных технических знаний, но многие повторяющиеся и трудоемкие задачи автоматизированы.Все, что вам нужно сделать, это ввести данные, полученные в результате обследования здания, архитектурные планы и другую собранную соответствующую документацию. Программа автоматически вычисляет тепловую нагрузку, а также рекомендует требуемую мощность системы кондиционирования воздуха, что упрощает и ускоряет процесс.

Расчеты тепловой нагрузки выполняются для всех зон здания, а также определяется общая нагрузка здания. На основе этих расчетов проектировщики и консультанты HVAC могут предоставить технические рекомендации для достижения максимальной производительности.

Заключительные рекомендации

Профессиональные дизайнерские услуги могут показаться расходами, но на самом деле это инвестиции. Хорошо спроектированная система HVAC удовлетворяет потребности в охлаждении здания, которое она обслуживает, при оптимальной стоимости владения. Работа с профессионалами также гарантирует соблюдение кодекса и ускоряет оформление документов, что в Нью-Йорке может занять очень много времени.

Если в вашем доме есть просторная крыша, рассмотрите возможность использования солнечной энергии. В Нью-Йорке есть отличные программы скидок, и вы можете уменьшить эффект солнечного нагрева, получив при этом чистый источник электроэнергии.

 

Примечание редактора: этот пост был первоначально опубликован в 2017 году и был переработан и обновлен для обеспечения точности и полноты.

MechaTronix — тепловой расчет

Расчет требуемого теплового сопротивления охладителя светодиодов Rth

В этом документе мы покажем, как рассчитать требуемое тепловое сопротивление охладителя светодиодов.

В качестве примера возьмем светодиодную модель COB с номинальным прямым током If 450 мА и максимальным прямым током 900 мА.

Мы будем управлять модулем при прямом токе 500 мА с прямым напряжением Vf 35,5 В.

Максимальная температура корпуса Tc составляет 105°C, но в нашей конструкции мы стремимся к температуре корпуса в течение всего срока службы 75°C.

Температура окружающей среды для нашего применения составляет 35°C.

Светодиодный светильник можно рассматривать как электрическую схему с термическим сопротивлением светодиода внутри, материалом интерфейса и охладителем светодиода.

Электрическая мощность Pe = Vf x If или 35.5 В х 0,5 А = 17,75 Вт.

Рассеиваемая мощность Pd = Pe x КПД, где КПД COB составляет около 32% или 17,75 Вт x 0,68 = 12,07 Вт.

Это количество энергии, которое необходимо охладить.

dT – разница между температурой корпуса Tc, которую мы хотим получить, и температурой окружающей среды Ta

dT = Tc = Ta или 75°C – 35°C = 40°C Охладитель светодиода + материал термоинтерфейса Rth = dT / Pd = 40°C / 12.07Вт = 3,31°C/Вт

Используемый термоинтерфейс оказывает большое влияние на производительность.

Мы рекомендуем использовать либо арктическое серебро, хорошую термопасту, либо тонкую термопрокладку с фазовым переходом от 0,1 до 0,15 мм, либо графитовую термопрокладку.

В этом случае тепловое сопротивление материала интерфейса будет между 0,1 и 0,2°C/Вт.

Это сопротивление интерфейса вычитается из расчетного сопротивления интерфейса, чтобы определить эффективность охлаждения, которой должен обладать ваш радиатор.

Итак, правый радиатор = 3,31°C/Вт – 0,2°C/Вт = 3,11°C/Вт макс.

Любой охладитель для светодиодов, у которого тепловое сопротивление (нижнее значение) выше 3,11°C/Вт в условиях атмосферного воздуха, приведет к тому, что температура Tc корпуса нашего светодиода останется ниже требуемых 75°C.

Имейте в виду, что корпус вокруг охладителя светодиодов, наклон и другие изменения могут повлиять на производительность охладителя светодиодов — свяжитесь с нами, если потребуется помощь.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.