г. Москва, Щелковское ш., д.100 tel365@yandex.ru
wa-icon.png vi-icon.png tg-icon.png +7 (963) 636-64-21
Здравствуйте, уважаемые друзья.
Ремонт дома в Москве, отделка дома в Москве от компании "ВАШ ДОМ" - залог качества и надёжности работ. Все наши рабочие-мастера своего дела, и ремонт вашего дома выполнят в кратчайшие сроки. Гарантия на ремонт дома и таунхауса на Сантехнические и Электромонтажные работы до 5 лет.
dom-na-ladoni.jpg
ON-LINE КАЛЬКУЛЯТОРЫ

 

Теплотехнический расчет дома.

Содержание:

1.      Определение и назначение теплотехнического расчета.

2.      Методы расчета приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций.

3.      Тепловой расчёт дома.

4.      Расчет динамики охлаждения дома. Расчет энергетической эффективности здания.

5.      Расчета динамики охлаждения  теплоаккумуляторов.

6.      Повышение энергетической эффективности новых и существующих зданий.

7.      Литература: ГОСТы, СНИПы, СП.

 

1.                 Определение и назначение теплотехнического расчета.

 

Теплопередача «R»: Перенос теплоты от одной окружающей среды через ограждающую конструкцию к другой окружающей среде единица измерения °С/Ват). 

 

Фото №1 Тепловизионное обследование зданий.

 

 

 

Наружная ограждающая конструкция здания: Конструктивный элемент здания, защищающий внутреннее пространство, в котором поддерживаются требуемые параметры микроклимата, от воздействий наружной среды.

Линейная теплотехническая неоднородность: Линейная зона примыкания двух ограждающих конструкций, влияющего на изменение теплового потока, проходящего через наружное ограждение (стык между соседними панелями, угол, образованный из двух наружных ограждений или наружного ограждения с внутренним, откос проема, соединительное ребро внутри ограждения и др.).

Коэффициент теплотехнической однородности – r : Безразмерный показатель, оценивающий снижение уровня теплозащиты ограждения вследствие наличия в нем различного вида теплотехнических неоднородностей (соединительных элементов облицовок ограждения, пронзающих теплоизоляционные слои, стыков между элементами ограждающих конструкций с примыканием к ним внутренних ограждений, откосов, угловых соединений, в том числе примыканий стен к покрытиям, перекрытиям над холодными пространствами, мест закрепления в стенах балконных плит и т.п.) и численно выражаемый отношением приведенного сопротивления теплопередаче ограждения к сопротивлению теплопередаче его зоны, удаленной от теплопроводных включений.
 r- коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений (см. таблицу 1).


Таблица №1 - Коэффициенты теплотехнической однородности ограждающей конструкции 
, учитывающие влияние стыков, обрамляющих ребер и других теплопроводных включений, для основных наиболее распространенных видов наружных стен и используемых материалов

Вид стен и использованные материалы

Коэффициент

Из однослойных легкобетонных панелей

0,85-0,90

Из трехслойных железобетонных панелей с эффективным утеплителем и гибкими связями

0,75-0,85

Из трехслойных железобетонных панелей с эффективным утеплителем и железобетонными шпонками или ребрами из керамзитобетона

0,70-0,80

Из трехслойных железобетонных панелей с эффективным утеплителем и железобетонными ребрами

0,50-0,65

Из трехслойных панелей на основе древесины, асбестоцемента и других листовых материалов с эффективным утеплителем при полистовой сборке при ширине панелей 6 и 12 м без каркаса

0,90-0,95

Из трехслойных металлических панелей с утеплителем из пенопласта без обрамлений в зоне стыка

0,85-0,95

Из трехслойных металлических панелей с утеплителем из пенопласта с обрамлением в зоне стыка

0,65-0,80

Из трехслойных металлических панелей с утеплителем из минеральной ваты с различным каркасом

0,55-0,85

Из трехслойных асбестоцементных панелей с минераловатным утеплителем с различным каркасом

0,50-0,75

Фасадные системы с эффективным утеплителем и тонким наружным штукатурным слоем

0,85-0,92

Навесные фасадные системы с эффективным утеплителем и облицовочным слоем на относе, образующим вентилируемую воздушную прослойку

0,65-0,75

 

  В каждом регионе для жилых зданий и сооружений существует своё сопротивление теплопередаче, которое экспериментально проверено и экономически обосновано. Это тот эталон к которому необходимо стремиться и за чертой которого идёт нецелесообразный расход денежных средств на утепление дома, которые некогда себя не оправдают.


Фото 2 Карта сопротивление теплопередаче по регионам России.

 

 

В строительных материалов  указывают коэффициент теплопроводности, так как стена и другие ограждающие конструкции имеют большой вариативности конструкции и могут состоять как из 1-го так и более слоёв. А коэффициент теплопередачи расчитываеться индивидуально по Формуле(1). См. ниже.

 

Таблица №2 теплопроводности строительных материалов. 

 

Наименование материала

Коэффициент теплопроводности λ (Вт/м·°C)

Утеплители

Каменная минеральная вата 80-125 кг/м3

0,042-0,055

Каменная минеральная вата 180 кг/м3

0,045-0,06

Стекловата 75 кг/м3

0,042

Пенополистирол (пенопласт, ППС)

0,038-0,044

Экструдированный пенополистирол (ЭППС, XPS)

0,03

Вермикулит

0,06

Перлит вспученный, 100 кг/м3

0,48

Кладочные материалы

Кирпич (силикатный)

0,64-0,82

Кирпич керамический (полнотелый)

0,47-0,58

Кирпич керамический (щелевой)

0,34-0,43

Керамический поризованный блок

0,22

Пенобетон

0,18

Газобетон

0,14

Керамзитобетон

0,58

Дерево

0,15

Железобетон

1,69

Растворы и смеси

Раствор цементо-песчаный

0,58

Тёплый кладочный раствор на перлите

0,18-0,22

 

 

Что касается готовых изделий, таких как окна и двери то в их характеристиках, зачастую указывается коэффициент теплопередачи. И как видно из таблицы (3) тепловая защита окон в трое ниже чем у стен. Именно по этому окна являются одним из весомых фактором теплопотерь дома до 35%, несмотря на то что площадь окон составляет всего 5…10% от всей площади периметра ограждающей конструкции.

Таблица №3 теплопередача окон и дверей.

Наименование материала

Теплопередача R - (м2°С/Вт)

Окна

Окна с одним стеклопакетом (2 стекла) заполнен воздухом

0,4

Окна с двойным стеклопакетом (3 стекла) заполнен воздухом

0,65

Окна с одним стеклопакетом (2 стекла) заполнен аргоном

0,8

Окна с двойным стеклопакетом (3 стекла) заполнен аргоном

1

Двери

Дверь с утеплением 30 мм

0,55

Дверь с утеплением 50 мм

0,9

Дверь с утеплением 80 мм

1,45

 

 

 

2.                 Методы расчета приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций. Примеры расчета.

 

 

Основными уравнениями для расчета теплопотерь являются:

 

Формула (1). термическое сопротивление ограждающей конструкции.

 

 

R =  2·°C/Ват)

 

 

Где: 

δ - толщина слоя ограждающей конструкции (м).
λ - коэффициент теплопроводности материала слоя,
(Вт/[м·°С]), рассчитывается, или принимаемый по таблице №2

 

Если ограждающая конструкция состоит из нескольких слоев (многослойные стены), термическое сопротивление ограждающих конструкций является суммой термических сопротивлений каждого слоя (Облицовочного + Утеплителя + несушей стены …).

 

Формула№ (2).

 

 

 

ΣR=R1+R2+R3+…..+Rn*r

 

 

 

Где:

R1 – Термическое сопротивление облицовочного слоя,

R2 – термическое сопротивление слоя утеплителя,

R3 – термическое сопротивление несущих стен,

Rn – термическое сопротивление остальных конструкций, в том числе штукатурки и отделочного покрытия и т.п…..

r- коэффициент однородности, см. по таблице №1.

 

 

 

Теплопотери через ограждающую конструкции рассчитываться по формуле.

 

Формула№ (3).

 

 

 

Q=  S (Ват/ ).

 

 

 

Где:

t-Разница температур наружного и внутреннего воздуха(°С), (°К).

R- термическое сопротивление ограждающей конструкции (Ват/[м•°С]).

S- Площадь ограждающей конструкции ( ).

 

 

 Общие теплопотери дома являются суммой всех теплопотерь дома – стен, окон, кровли, фундамента, вентиляции, и определяться по формуле№ 4.

 

Формула № (4).

 

 

 

ΣQ=Qстен+Qокон и дверей+Qкровли+Qфундамента+Qвент.   (Ват/час)

 

 

 

.

Ещё одна формула которая понадобиться для теплового расчёта это теплоёмкость материала.

 

Формула№ (5)

 

 

 

Q=C*m*t  (Ват•л•°C)

 

 

 


Где:

 m – масса материала (кг).

 С – теплоемкость (Ват/кг•°С).

t – Разница температур (°С).

       

    

3.                 Пример расчета теплопотерь дома:

 

Имеем дом общей площадью - 200м2.

Размером по наружным стенам 11х11м2 с площадью наружных стен - 238 м2.

Площадь окон – 26м2

Высотой - 2 этажа.

Кровля холодная утеплена по перекрытию 2-го этажа 200 мм минеральной ваты.

Материал стен –Кирпич керамический полнотелый толщеной 380мм,

Утепление стен - 150мм минеральной ваты.

 

Цель:

1.      Рассчитать теплопередачу дома через ограждающую конструкцию стен и подтвердить соответствию тепловой защите здания.

2.      Рассчитать толщены эффективного утеплителя для (стен, кровли, пола) и их соответствии нормам

3.      Рассчитать теплопотери дома, необходимую мощность газового котла, и подобрать мощность радиаторов в каждом помещении.

 


Решение:

1.      Рассчитаем термическое сопротивление ограждающей конструкции (стены) по формуле (1)

  

R =  2·°C/Ват)

 

λ- из таблицы №2

Для несущей стены:

R1=  =0,76 2·°C/Ват)

Для утеплителя:

R2=  =2,73 (м2•°C/Ват)

 

Рассчитываем суммарное тепловое сопротивление стены по

Формуле (2)

 

ΣR=R1+R2=0,76+2,73=3,49 (м2•°C/Ват)

 

С учётом r-коэффициенты теплотехнической однородности ограждающей конструкции по таблице (1)

ΣRстены= ΣR*r = 3.49*0.9=3.14 (м2•°C/Ват)

 

Что с учётом штукатурного слоя в 20мм соответствует 3,15 (м2•°C/Ват) и полностью удовлетворяет условиям тепловой защите здания в Московской области которое по карте сопротивление теплопередаче по регионам России составляет 3,15 (м2•°C/Ват).

 

 

2.      По карте сопротивление теплопередаче по регионам России:

- тепловое сопротивление для кровли = 4,15 (м2•°C/Ват).

- тепловое сопротивление для покрытий=4,7 (м2•°C/Ват).

 

По формуле (1) выводим уравнение: δ = R•λ

 

λ- из таблицы №2

Для расчёта толщены утеплителя кровли из минеральной ваты.

δ = Rλ = 4,15•0,055=0,228 м. = 22,8 см.

 

Для расчёта толщены утеплителя пола фундамента на грунте из Пенополестирола.

δ = R•λ = 4,7•0,041= 0,193м. = 19,3 см.

 

3.      Рассчитываем теплопотери дома.

 

Из условия:

1.      Площадью наружных стен - 238 м2.

2.      Площадь окон - 26м2; дверей - 2м2.

3.      Площадь утеплении кровли - 121 м2.

4.      Площадь утепление фундамента - 121 м2.

 

 

По формуле (3)     Q=  S (Ват/ ). рассчитываем теплопотери:

t -принимаем равную 47,25 °C (Температура воздуха  внутри помещений +20°С,

Температура наружного воздуха -27,25°C)

 

1.      Теплопотери стен:

Qстен=  • 238= 3 570 (Ват/ ).

 

2.      Теплопотери окон и дверей: Из условия, окна с двухкамерным стеклопакетом заполненные воздухом и двери с утеплением 50мм. по «Таблице №3 теплопередача окон и дверей» принимаем Rокон= 0,65(Ват/ ).  Rдверей=0,9 (Вт/ ).

Qокон=  •26= 1 890 (Вт/ ).     Qдверей=  •2= 105 (Ват/ ).     

 

3.      Теплопотери кровли:  R=4.7 (Ват/ ).   Из пункта №2 данного расчёта. 

Qкровля=  •121=1 377 (Ват/ ).   

                          

4.      Теплопотери фундамента: R=4.15(Ват/ ).   Из пункта №2 данного расчёта. 

Qфундамента=  •121=1216 (Ват/ ).   

 

5.      Теплопотери через вентиляцию:

 

Q= C• ρ• V1 • (t1-t2)

С= 0,278ват/м3 - Удельная теплоёмкость воздуха

ρ = 1,275кг/м3--- Плотность воздуха

V= 11*11*6=726м3 Объём воздуха

(t1-t2)= 47,25 °C Разница температур воздуха (в нутри и снаружи помещения)

 

Q=0,278*1,275*762*47,25=12 762Ват/час «Без рекуператора»

Q=(0,278*1,275*762*47,25) -75% =3 190 Ват/час «С рекуператором»

 

 

 

 

По Формула № (4) общие теплопотери дома в самую холодную пятидневку равны:

 

ΣQ=Qстен+Qокон и дверей+Qкровли+Qфундамента+Qвент.   (Ват/час)

ΣQ=3 570+1 890+105+1 377+1216+12 762=20 920 (Ват/час).

ΣQ=3 570+1 890+105+1 377+1216+ 3 190=11 348 (Ват/час).

 

При условии подключении 7 000 ватного бойлера на горячее водоснабжение, и общие теплопотери дома Мы получим потребление тепла нашего дома в27 920 (Ват/час) и 18 348 (Ват/час).  Что соответствует газовому котлу мощностью 28 Кват и 18 КВат.

Таким же образом рассчитав отдельно все помещения, Мы получим мощность радиаторов, тёплых полов, конвекторов и… необходимую для обогрева данного помещения.

Если в расчёт в место t мы подставим значение среднесуточной разницы температур за отапливаемые период и умножим на количество часов данного периода, то Мы получим расход энергии за весь отапливаемый период. И в дальнейшем Мы можем расчитать финансовые затраты на обогрев дома за отопительный период.

 

 

1.      Расчет энергетической эффективности здания.

 

Из условия:

Площадь наружных стен - 238 м2.

Площадь окон - 26м2; дверей - 2м2.

Площадь утеплении кровли - 121 м2.

Площадь утепление фундамента - 121 м2.

tср.=  – 3,1°С  Средняя температура за отапливаемый период (в Москве) табличное значение.

t1 +20°С Температура внутри помещения.

 

t =  tср.+ t1 =3,1+20=23,1°C

 

По формуле (3)     Q=  S (Ват/ ). рассчитываем теплопотери:

 

1.      Теплопотери стен за 1 час.

Qстен=  • 238= 1 745 (Ват/час).

 

2.      Теплопотери окон и дверей: Из условия, окна с двухкамерным стеклопакетом заполненные воздухом и двери с утеплением 50мм. по «Таблице №3 теплопередача окон и дверей» принимаем Rокон= 0,65(Ват/ ).  Rдверей=0,9 (Вт/ ).

Qокон=  •26= 924 (Вт/час).     Qдверей=  •2= 51 (Ват/час).     

 

3.      Теплопотери кровли:  R=4.7 (Ват/ ).   Из пункта №2 данного расчёта. 

Qкровля=  •121=673 (Ват/час).   

                          

4.      Теплопотери фундамента: R=4.15(Ват/ ).   Из пункта №2 данного расчёта. 

Qфундамента=  •121= 755 (Ват/час).   

 

5.      Теплопотери через вентиляцию:

Q= C• ρ• V1 • (t1-t2)

С= 0,278ват/м3

V= 11*11*6=726м3

P= 1,275кг/м3

 

Q=0,278*762*1,275*23,1=5 944,33 Ват/час

 

 

По Формула № (4) определяем средние тепло потери дома за отопительный период, в 1 час.

ΣQ=Qстен+Qокон и дверей+Qкровли+Qфундамента+Qвент.   (Ват/час)

Тепло потери дома без рекуператора воздуха.

ΣQ= 1 745 + 924 +51+673+755+5 944,33 =10 092,33 (Ват/час).

Определяем тепло потери дома на 1  поверхности пола.

Q1м=10 092,33  /200=50,46 Ват

Определяем тепло потери дома на 1  поверхности пола за весь отопительный период.

214дней отопительного периода в Москве (табличное значение)

Q= Q1м(Ват)*24(часа)*214(дня) = 50,46 *24*214 = 259 171 Ват =259,17 КВат

 

По таблице №4 «Классы энергетической эффективности зданий» данный дом относиться к классу энерго-эффективности «Е» Пониженный.

 

 

Тепло потери дома с рекуператором воздуха.

Q вент=5 944,33-75%=1486 (Ват/час).

ΣQ= 1 745 + 924 +51+673+755+1486 =5 634 (Ват/час).

Определяем тепло потери дома на 1  поверхности пола.

Q1м=5 634  /200=28,17 (Ват/час* ).

Определяем тепло потери дома на 1  поверхности пола за весь отопительный период.

214дней отопительного периода в Москве (табличное значение)

Q= Q1м(Ват)*24(часа)*214(дня) = 28,17 *24*214 = 144 683 Ват =144,68 КВат

 

По таблице №4 «Классы энергетической эффективности зданий» данный дом относиться к классу энерго-эффективности «С» Повышенный.

 

 

 

Таблица 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для расчета удельного расхода энергии необходимого для обогрева дома на весь отопительный период, используем формулу:

 

ΣQгод = Q*S (КВат*ч вгод.)

ΣQгод = 144,68 *200 = 28 936 КВат*ч вгод.

 

 

4.Расчета динамики охлаждения дома.

 

Имеем дом площадью 200м2. Размером 11*11 мп.

Масса наружных стен составляет – 160 000кг.

Масса внутренних стен составляет – 80 000кг.

Масса бетона в нутрии помещения составляет- 50 000 кг.

 

Рассчитываем среде арифметическую температуру наружных стен при уличной температуре -27,25°C и внутренней =20°C

Для утеплителя:

R2=2,457 (м2•°C/Ват). С учётом коэффициент теплотехнической однородности – r см. выше.

ΣR=3,15 (м2•°C/Ват). С учётом коэффициент теплотехнической однородности – r см. выше

 

С помощью пропорции определяем температуру на стыке утеплителя и кирпича.

3,15   (м2•°C/Ват) – 47,25°C

2,457 (м2•°C/Ват) –    t  °C     t =  – 27,25= 9,6°C    

Средне арифметическая температура наружной сиены равна:

t ср. =  = 14,8°C

 

По формуле (5).

Рассчитываем теплоёмкость конструкции:

Для наружных стен. Qн.с.

С- теплоёмкость полнотелого кирпича 880 (Дж/кг•°C)  или 0,244 (Ват/кг•°C)

С- теплоёмкость полнотелого железо бетона 840 (Дж/кг•°C)  или 0,232 (Ват/кг•°C)

tнс = 14,8+27,25= 42,05°C

 Qн.с.= Cmt =  0,244•160 000•42,05 = 1 641 730 (Ват•кг•°C) или 1 641,73(КВат•кг•°C)

 

Рассчитываем теплоёмкость конструкции внутренних стен:

Q в.с. = C•m•t = 0,244•80 000•47,25 = 922 320 (Ват•кг•°C) или 922,32(КВат•кг•°C)

 

Рассчитываем теплоёмкость конструкции перекрытий:

Q пр. = C•m•t = 0,232•50 000•47,25 = 548 100 (Ват•кг•°C) или 548,100(КВат•кг•°C)

 

Рассчитаем суммарную теплоёмкость дома.

Qдома = 1 641 730 + 922 320 + 548 100 = 3 112 150 (Ват•кг•°C) или 3 112,15(КВат•кг•°C)

 

Общие теплопотери дома в самую холодную пятидневку равны (из расчёта) см. выше.

ΣQ=8158 (Ват/час).

 

Рассчитаем количество тепла которое остаётся у дома спустя 1 час.

Q=∑Qдома- ΣQ = 3 112 150 – 8158 = 3 103 992 (Ват•кг•°C)

 

Температура на которую остынет дом спустя 1 час.

τ =  • 47,25 = 0,124°C

(в последствии данная величена будет уменьшаться по экспоненте).

 

Температура на которую остынет дом за первые сутки.

T 0,124*24 2,98°C

 

Собрав все данные в таблицу, и многократно повторив расчёт с учетом падение температуры и уменьшением количеством тепла расходуемого домом, Мы получили диаграмму (1) динамики охлаждении дома: Из которой видно что в течении 9 дней дом остывает до температуры 0,8°C.

 

 

 

Таблица (4). Зависимости падение температуры и кол-ва тепла от времени, при отключении дома от отопления при температуре наружного воздуха -27,25°C.

Дни

Температур внутри помещения  °C    

 Общее падение температуры     °C    

Падение температуры за день            °C    

Кол-во тепла расходуемое домом за час    (Ват/час).

Разница температур внутри  снаружи  °C    

1

20,00

2,98

2,98

8158,00

47,25

2

17,02

5,76

2,79

7644,18

44,27

3

14,24

8,38

2,61

7162,71

41,49

4

11,62

10,83

2,45

6711,58

38,87

5

9,17

13,12

2,29

6288,85

36,42

6

6,88

15,27

2,15

5892,76

34,13

7

4,73

17,28

2,01

5521,61

31,98

8

2,72

19,17

1,89

5173,83

29,97

9

0,83

20,94

1,77

4847,96

28,08

10

-0,94

22,60

1,66

4542,62

26,31

11

-2,60

24,15

1,55

4256,51

24,65

12

-4,15

25,60

1,45

3988,41

23,10

13

-5,60

26,97

1,36

3737,21

21,65

14

-6,97

28,25

1,28

3501,82

20,28

15

-8,25

29,44

1,20

3281,26

19,00

16

-9,44

30,56

1,12

3074,60

17,81

17

-10,56

31,61

1,05

2880,94

16,69

18

-11,61

32,60

0,98

2699,49

15,64

19

-12,60

33,52

0,92

2529,47

14,65

20

-13,52

34,39

0,86

2370,15

13,73

21

-14,39

35,20

0,81

2220,87

12,86

22

-15,20

35,96

0,76

2080,99

12,05

23

-15,96

36,67

0,71

1949,92

11,29

24

-16,67

37,33

0,67

1827,10

10,58

25

-17,33

37,96

0,62

1712,03

9,92

26

-17,96

38,54

0,59

1604,20

9,29

27

-18,54

39,09

0,55

1503,16

8,71

28

-19,09

39,61

0,51

1408,48

8,16

29

-19,61

40,09

0,48

1319,77

7,64

30

-20,09

40,54

0,45

1236,65

7,16

31

-20,54

40,96

0,42

1158,76

6,71

32

-20,96

41,36

0,40

1085,77

6,29

33

-21,36

41,73

0,37

1017,39

5,89

34

-21,73

42,08

0,35

953,31

5,52

35

-22,08

42,40

0,33

893,26

5,17

36

-22,40

42,71

0,31

837,00

4,85

37

-22,71

42,99

0,29

784,28

4,54

38

-22,99

43,26

0,27

734,89

4,26

39

-23,26

43,51

0,25

688,60

3,99

40

-23,51

43,75

0,24

645,23

3,74

41

-23,75

43,97

0,22

604,59

3,50

42

-23,97

44,18

0,21

566,51

3,28

43

-24,18

44,37

0,19

530,83

3,07

44

-24,37

44,55

0,18

497,40

2,88

45

-24,55

44,72

0,17

466,07

2,70

46

-24,72

44,88

0,16

436,71

2,53

47

-24,88

45,03

0,15

409,21

2,37

48

-25,03

45,17

0,14

383,43

2,22

49

-25,17

45,30

0,13

359,28

2,08

50

-25,30

45,42

0,12

336,65

1,95

 

Как видно из теплового расчёта хорошо утеплённый дом это комфорт и залог экономии денежных средств на отоплении дома.

 

 

5.         Расчет динамики охлаждения теплоаккумулятора.

Представим себе дом 200 м2. пункт(2), из керамического полнотелого кирпича. В доме установлен теплоаккумулятора объёмом 2000 литров (2 ). Утеплён 100мм Экстрадированным пена поле стиролом.

Температура воздуха внутри помещений +20°С

Температура теплоносителя +70°С

V-2000литров.

Теплоёмкость воды -1,163 ( Ват/л •°C).

 

Расчитать:

1.      Динамику охлаждения теплоаккумулятора без работы (естественное охлаждение) до температуры +20°C.

2.      Динамику охлаждения теплоаккумулятора при работе в самую холодную пятидневку до температуры +20°C.

 

Расчёт: (1)

 

t=70-20=50°C Разница температур.

R- Находим по Формуле (1).

R= R =  =   = 2  2·°C/Ват)

S - из условия задачи площадь стен теплоаккомулятора =7,5

 

По формуле (5). Рассчитываем теплоёмкость зараженного теплоаккумулятора.

 

Q1=C*m*t =1,163*2000*(70-20)= 116 300(Ват•л•°C).

 

Из формулы (3) выводим R- термическое сопративление.

 

По формуле (3) Определяем количество тепла расходуемого за 1-ин час не работающего тепло аккамулятора (естественное охлаждение).

 

 

Q2=  S =  • 7,5=187,5 (Ват/ ).

 

Рассчитываем количество тепла оставшееся спустя 1 час (естественного охлаждени).

Q3 =Q1-Q2 =116 300 -187,5=116 112,5

 

 

Определяем остаточную температуру тепло аккомулятора.

 

 =  •50 =  =49,919 °C.

Последующее охлаждение тепло аккомулятора будет происходить более замедленными темпами, так как перепад температур -  будет со временем падать, на графика функции зависимости времени и температуры это падение будет происходить по экспоненте.

 

 

Расчёт (2).

Динамику охлаждения теплоаккумулятора при работе в самую холодную пятидневку до температуры +20°C.

В случае работающего тепло аккомулятора падение температуры при естественном охлаждении за время его работы можно пренебречь.

И расчёт получит следующий вид:

 

ΣQ- из предыдущего расчёта см. выше.

τ = =  = 14,5 часа.

 

За 14 часов и 30 минут теплоаккомулятор остынет до температуры окружающей среды +20°C.

 

 

6.Повышение энергетической эффективности новых и существующих зданий.

 

1. Уменьшение площади ограждающей конструкции (стены, кровля, фундамент).

2. Оптимизировать форму здания. Наиболее эффективная форма здания сферическая и квадратная.

3. Отсутствие выступающих элементов за тепловой контур здания, таких как: эркер, экседра, балконы, что являющиеся мостиками холода.

4. Уменьшить площадь окон, в совокупности  применении энергоэффективных стеклопакеты с заполнением инертными газами.

5. Ориентация дома по сторонам света.

6. Жилые комнаты размещать внутри здания, лестничные марши, гардеробы, бойлерную и технические помещения размещать у ограждающих дом капитальных стен.

7. Утепление кровли по перекрытию.

8. Строительство цокольного этажа как буферное пространство, препятствующее тепло потерям дома через фундамент.

9. Применение элементов умного дома и автоматизации отопления с датчиками наружного воздуха и комнатных термрстатов.

 

При замене светопрозрачных конструкций на более энергоэффективные следует предусматривать дополнительные мероприятия с целью обеспечения требуемой воздухопроницаемости этих конструкций согласно разделу

 

 

7.   Литература: ГОСТы, СНИПы, СП.

 

 

1.    ГОСТ Р 54851-2011. Конструкции строительные ограждающие неоднородные. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче

2.    СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий/

3.    СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика