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Unités de chaleur


«... - Combien de perroquets vous correspondent, vous avez une telle croissance.
- C'est très nécessaire! Je ne vais pas avaler autant de perroquets!... "

Extrait du dessin "38 perroquets"

Conformément aux règles internationales du SI (système international de mesure), la quantité de chaleur est mesurée en joules [J], il existe également plusieurs unités de kiloJoules [kJ] = 1000 J., MégaJoule [MJ] = 1 000 000 J, GigaJoule [ GJ] = 1 000 000 000 J., etc. Cette unité de mesure de l'énergie thermique est la principale unité internationale et est le plus souvent utilisée dans les calculs scientifiques, scientifiques et techniques.

Cependant, nous savons tous, ou du moins une fois entendu, qu'une autre unité de mesure de la quantité de chaleur (ou simplement de la chaleur) est calorie, ainsi que des kilocalories, Megacaloria et Gigacaloria, qui correspondent aux préfixes kilo, Giga et Mega, voir l'exemple de Joules ci-dessus. Dans notre pays, historiquement, lors du calcul des tarifs pour le chauffage, qu’il s’agisse de chauffage à l’électricité, au gaz ou à chaudières à pellets, on considère que le coût d’un gigacalorie d’énergie thermique est élevé.

Alors, quelle est gigacalorie, kiloWatt, kiloWatt * heure ou kiloWatt / heure et Joulee et comment sont-ils interconnectés?, Vous apprendrez dans cet article.

Ainsi, l’unité de base de l’énergie thermique est, comme déjà mentionné, le Joule. Mais avant de parler d'unités de mesure, il est en principe nécessaire, au niveau des ménages, de clarifier ce qu'est l'énergie thermique et comment et pourquoi la mesurer.

Nous savons tous que, dès l'enfance, pour se réchauffer (avoir de l'énergie thermique), il faut mettre le feu à quelque chose, alors nous avons tous brûlé des feux, le combustible traditionnel utilisé étant le bois de chauffage. Il est donc évident que lors de la combustion de combustibles (tous: bois de chauffage, charbon, pellets, gaz naturel, carburant diesel), de l’énergie thermique (chaleur) est libérée. Mais pour chauffer, par exemple, différents volumes d’eau nécessitent différentes quantités de bois (ou d’autres combustibles). Il est clair que pour chauffer deux litres d'eau, il suffit de faire plusieurs feux dans le feu, et pour cuire un demi-seau de soupe dans tout le camp, vous devez vous approvisionner en plusieurs paquets de bois de chauffage. Afin de ne pas mesurer des quantités techniques aussi strictes que la quantité de chaleur et la chaleur de combustion des fagots de bois de chauffage et des seaux à soupe, les thermotechniciens ont décidé de clarifier et de commander et ont convenu d'inventer une unité de quantité de chaleur. Pour que cette unité soit la même partout, il a été déterminé que: chauffer un kilogramme d'eau d'un degré dans des conditions normales (pression atmosphérique) nécessite 4 190 calories ou 4,19 kilocalories; par conséquent, chauffer un gramme d'eau équivaut mille fois moins à chauffer. - 4,19 calories.

La calorie est associée à l'unité internationale d'énergie thermique - Joule comme suit:

1 calorie = 4,19 joules.

Ainsi, pour chauffer 1 gramme d'eau par degré, vous aurez besoin de 4,19 Joules d'énergie thermique, et pour chauffer un kilogramme d'eau, 4 190 Joules de chaleur.

Dans la technique, avec l'unité de mesure de la chaleur (et de toute autre) énergie, il existe une unité de puissance et, conformément au système international (SI), il s'agit de Watt. Le concept de puissance s'applique également aux appareils de chauffage. Si le dispositif de chauffage est capable de donner 1 Joule d'énergie thermique en 1 seconde, sa puissance est égale à 1 Watt. La puissance est la capacité de l'appareil à produire (créer) une certaine quantité d'énergie (dans notre cas, de l'énergie thermique) par unité de temps. Revenons à notre exemple avec de l’eau pour chauffer un kilogramme (ou un litre, dans le cas de l’eau, un kilogramme est égal à litre) d’eau par degré Celsius (ou Kelvin, aucune différence), nous aurons besoin d’une capacité de 1 kilocalorie ou de 4 190 J. d’énergie thermique. Pour chauffer un kilogramme d'eau en une seconde pour 1 gramme, nous avons besoin d'un appareil de la capacité suivante:

4190 J. / 1 ​​p. = 4 190 watts. ou 4,19 kW.

Si nous voulons chauffer notre kilogramme d'eau de 25 degrés pendant la même seconde, nous avons besoin de vingt-cinq fois plus de puissance, c'est-à-dire

4,19 * 25 = 104,75 kW.

Ainsi, nous pouvons conclure que la chaudière à pellets avec une capacité de 104,75 kW. chauffe 1 litre d'eau à 25 degrés en une seconde.

Une fois que nous sommes arrivés à Watts et kilowatts, il est nécessaire de mettre un mot à leur sujet. Comme déjà mentionné, Watt est une unité de puissance, y compris la puissance thermique des chaudières, mais, outre les chaudières à pellets et à gaz, l’humanité est également familière à l’humanité, dont la puissance est mesurée, bien sûr, dans les mêmes kilowatts, et elle ne consomme ni pellets ni gaz. et de l'électricité, dont la quantité est mesurée en kilowattheures. Ecrire une unité d'énergie en kilowatts * heure (exactement, kiloWatt multiplié par heure, non divisé), l'enregistrement en kW / h est une erreur!

Dans les chaudières électriques, l'énergie électrique est convertie en chaleur (la chaleur dite Joule), et si la chaudière consommait 1 kW * heure d'électricité, quelle quantité de chaleur produisait-elle? Pour répondre à cette question simple, vous devez effectuer un calcul simple.

Convertissons des kilowatts en kiloJoules / secondes (kiloJoules par seconde) et des heures en secondes: en une heure 3 600 secondes, nous obtenons:

1 kW * heure = [1 kJ / s] * 3 600 ch. = 1 000 J * 3 600 s = 3 600 000 Joules ou 3,6 MJ.

1 kW * heure = 3,6 MJ.

À son tour, 3,6 MJ / 4,19 = 0,859 Mcal = 859 kcal = 859 000 cal. Energie (chaleur).

Nous nous tournons maintenant vers Gigakaloriya, dont le prix pour divers types de combustible est pris en compte par les techniciens en chauffage.

1 Gcal = 1 000 000 000 cal.

1.000.000 cal. = 4,19 * 1 000 000 000 = 4 190 000 000 J. = 4 190 MJ. = 4,19 GJ.

Ou, sachant que 1 kW * heure = 3,6 MJ, nous recalculons 1 gigacalorie par kilowatt * heure:

1 Gcal = 4190 MJ / 3,6 MJ = 1 163 kW * heures!

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Coefficient de transfert de chaleur

Définition et formule du coefficient de transfert de chaleur

Le transfert de chaleur par convection est l’échange de chaleur entre des parties d’un liquide (gaz) ayant une température différente ou entre un liquide (gaz) et un solide. Le transfert de chaleur par convection entre un liquide et un solide est appelé transfert de chaleur.

Ce coefficient est souvent utilisé dans la dynamique des fluides lorsqu’on étudie le transfert de chaleur par convection. Il est souvent désigné par une lettre. Le coefficient est:

où est la densité du flux de chaleur, est la pression de la température. La quantité q est la quantité de chaleur transmise à travers une unité de surface par unité de temps. trouver comme module de la différence de température entre le fluide et la surface du corps. Parfois, la température de pression est trouvée, par exemple, dans le cas d'un fluide compressible circulant autour du corps, elle est considérée égale au module de la différence de température du fluide loin du corps et de la température de la surface du corps qui serait en l'absence d'échange de chaleur.

Le coefficient de transfert de chaleur dépend du débit du caloporteur, du type de flux, de la géométrie de la surface solide, etc. Cette quantité est complexe et ne peut être déterminée par une formule générale. Typiquement, le coefficient de transfert de chaleur est trouvé expérimentalement.

Donc, pour des conditions de convection libre de l'air: (W / m 2 K), de l'eau: (W / m 2 K). En cas de convection forcée, les valeurs du coefficient de transfert de chaleur varient dans les limites: pour l'air: (W / m 2 K), pour l'eau: (W / m 2 K).

Formule de Newton-Richman

Le coefficient de transfert de chaleur est compris dans l'expression du flux de chaleur dans la substance d'un milieu liquide ou gazeux avec un changement de température intense lorsque la distance à laquelle l'objet est refroidi ou chauffé augmente:

où est la quantité de chaleur qui est retirée de la surface, ayant une surface S, est la température de la substance (liquide, gaz), est la température de surface du corps. Expression (2) s'appelle la formule de Newton-Richmann.

L'intensité du transfert de chaleur pouvant varier lors du déplacement le long de la zone de contact du support liquide avec la surface d'un solide, un coefficient de transfert de chaleur local est introduit, qui est égal à:

En pratique, on utilise souvent le coefficient de transfert thermique moyen, en le calculant par la formule:

où les températures prennent la moyenne pour la surface et pour la substance.

Équation différentielle de transfert de chaleur

L'équation de transfert de chaleur différentielle montre la relation entre le coefficient de transfert de chaleur et le champ de température du fluide (liquide ou gazeux):

où, est le gradient de température, l'indice n = 0 signifie que le gradient est pris sur le mur.

Critère de Nusselt

Le critère Nusselt () est une caractéristique du transfert de chaleur à la limite entre le liquide et la paroi:

où est la dimension linéaire caractéristique, est le coefficient de conductivité thermique du liquide. Pour le procédé stationnaire, le critère de Nusselt est trouvé en utilisant l'équation de critère d'échange thermique par convection:

où sont les constantes. - critère de Reynolds, - critère de Prandtl, - critère de Grashof.

Coefficient de transfert de chaleur et son rapport au coefficient de transfert de chaleur

Le coefficient de transfert de chaleur à travers une paroi plate est associé à des coefficients de transfert de chaleur par l'expression:

où est le coefficient de transfert de chaleur du premier milieu sur la paroi, est le coefficient de transfert de chaleur de la paroi vers le deuxième milieu, est l'épaisseur de la paroi, est le coefficient de conductivité thermique de la paroi.

Unités de mesure

L'unité de mesure de base du coefficient de transfert de chaleur dans le système SI est:

Exemples de résolution de problèmes

La surface du tuyau correspond à la surface latérale du cylindre:

Puissance thermique (valeurs)

Matériel de Teploviki - Encyclopédie du chauffage

La puissance thermique est la quantité d'énergie thermique pouvant être produite et (ou) transférée par les réseaux de chaleur par unité de temps.

Puissance thermique (valeurs):

  • La puissance thermique du générateur de chaleur est la quantité de chaleur générée lors de la combustion du combustible fourni au four (brûleur) par unité de temps.
  • Puissance thermique du radiateur - Un critère pour choisir la puissance thermique des radiateurs de chauffage est la quantité de perte de chaleur de la pièce, qui dépend de son isolation.
  • La chaleur dégagée par le brûleur est le produit du débit horaire de gaz traversant le brûleur jusqu’à sa valeur calorifique inférieure (QH, kcal / m 3).

Énergie thermique: unités de mesure et leur utilisation appropriée

L'énergie thermique est un système de mesure de la chaleur qui a été inventé et utilisé il y a deux siècles. La règle principale de travail avec cette valeur était que l'énergie thermique est économisée et ne peut pas simplement disparaître, mais peut être transférée à un autre type d'énergie.

Il existe plusieurs unités de mesure de l'énergie thermique généralement acceptées. Ils sont principalement utilisés dans des secteurs industriels tels que l'énergie. Vous trouverez ci-dessous les plus courants:

  • La calorie est une unité de mesure qui ne fait pas partie du système global, mais qui est souvent utilisée pour la comparaison avec d'autres paramètres. Fondamentalement, le calcul est produit en kilo, Megakal, Gigakal;
  • Une tonne de vapeur est l'une des quantités les plus spécifiques et les plus rarement utilisées. Elle permet de mesurer la quantité d'énergie calorifique dans des volumes particulièrement importants. Une unité de «tonne de vapeur» équivaut à la quantité de vapeur pouvant être obtenue à partir d'une tonne d'eau;
  • Un joule est une unité de mesure SI utilisée pour désigner la quantité d'énergie sous ses diverses formes. Les principales quantités sont kJ, mj, gj;
  • Le kWh par heure (kWh) est l’unité de mesure de base de l’énergie électrique, utilisée notamment par les pays de la CEI.

Toute unité de mesure incluse dans le système SI a pour but de déterminer la quantité totale d'un type particulier d'énergie, telle que la chaleur ou l'électricité. Le temps de mesure et la quantité n'affectent pas ces valeurs, c'est pourquoi elles peuvent être utilisées à la fois pour l'énergie consommée et consommée. De plus, toute transmission et réception, ainsi que les pertes, sont également calculées en telles quantités.

Où sont utilisées les unités de mesure de l'énergie thermique

  1. Calcul de l'énergie de vapeur générée dans la chaudière pour une saison ou une année.
  2. Détermination de la quantité de chaleur requise pour chauffer une certaine quantité d'eau avec un régime de température spécifique.
  3. Nombre total d'énergie thermique utilisée pour le chauffage à l'eau chaude, les installations de chauffage et la ventilation des locaux.
  4. Dans certains modes de réalisation, la quantité d'énergie thermique est utilisée pour mesurer le volume de gaz naturel. Dans ce cas, la capacité d'une certaine quantité d'une substance à produire de la chaleur pendant la combustion est prise en compte.
  5. Catalla utilise souvent cette valeur pour déterminer l'indicateur de consommation d'électricité pendant les saisons de chauffage.

Unités d'énergie converties en chaleur

Pour un exemple visuel, voici quelques comparaisons de divers indices populaires du SI avec l’énergie thermique:

  • 1 GJ est égal à 0,24 Gcal, ce qui en équivalent électrique est égal à 3 400 millions de kW par heure. En équivalent d'énergie thermique, 1 GJ = 0,44 tonne de vapeur;
  • Dans le même temps, 1 Gcal = 4,1868 GJ = 16 000 millions de kWh par heure = 1,9 tonne de vapeur;
  • 1 tonne de vapeur équivaut à 2,3 GJ = 0,6 Gcal = 8 200 kW par heure.

Dans cet exemple, la valeur donnée de vapeur est considérée comme l'évaporation de l'eau lorsqu'elle atteint 100 ° C.

Pour calculer la quantité de chaleur, le principe suivant est utilisé: obtenir des données sur la quantité de chaleur utilisée pour chauffer un liquide, après quoi la masse d'eau est multipliée par la température germée. Si, en SI, la masse d’un liquide est mesurée en kilogrammes et les différences de température en degrés Celsius, le résultat de ces calculs sera la quantité de chaleur exprimée en kilocalories.

S'il est nécessaire de transférer de l'énergie thermique d'un corps physique à un autre et que vous souhaitez connaître les pertes possibles, il est alors intéressant de multiplier la masse de chaleur d'une substance par la température de sa hausse, puis de déterminer le produit de la valeur résultante par la «chaleur spécifique» de la substance.

À propos de l'énergie thermique dans un langage simple!

L'humanité connaît peu de types d'énergie: énergie mécanique (cinétique et potentielle), énergie interne (thermique), énergie de champ (gravitationnelle, électromagnétique et nucléaire), chimique. Séparément, il est nécessaire de mettre en évidence l'énergie de l'explosion.

. énergie de vide et existe encore seulement en théorie - énergie sombre. Dans cet article, le premier de la catégorie «Génie thermique», je vais essayer, dans un langage simple et accessible, à l'aide d'un exemple pratique, de parler de la forme d'énergie la plus importante dans la vie des gens - l'énergie thermique et la capacité thermique qui la produit dans le temps.

Quelques mots pour comprendre la place de l’ingénierie thermique en tant que partie de la science de la réception, du transfert et de l’utilisation de l’énergie thermique. L'ingénierie thermique moderne se démarque de la thermodynamique générale, qui est l'un des domaines de la physique. La thermodynamique est littéralement «chaleureuse» plus «puissance». La thermodynamique est donc la science du "changement de température" d'un système.

L'impact de l'extérieur sur le système, dans lequel son énergie interne change, peut être le résultat d'un échange de chaleur. L'énergie thermique acquise ou perdue par le système à la suite d'une telle interaction avec l'environnement est appelée quantité de chaleur et est mesurée dans le système SI en joules.

Si vous n'êtes pas ingénieur en chauffage et que vous ne traitez pas de problèmes d'ingénierie thermique tous les jours, vous les rencontrerez. Parfois, sans expérience, il est très difficile de les résoudre rapidement. Il est difficile sans expérience de présenter même la dimension des valeurs désirées de la quantité de chaleur et de la puissance thermique. Quelle est la quantité d'énergie nécessaire pour chauffer 1 000 mètres cubes d'air à une température de -37С à + 18˚С. De quoi avoir besoin d'une source d'énergie de chaleur pour le faire en 1 heure. Loin de tous les ingénieurs sont aujourd'hui en mesure de répondre à ces questions «pas si compliquées». Parfois, les experts se souviennent même des formules, mais seuls quelques-uns peuvent les appliquer!

Après avoir lu cet article jusqu'à la fin, vous pouvez facilement résoudre les véritables problèmes industriels et domestiques liés au chauffage et au refroidissement de divers matériaux. Comprendre l’essence physique des processus de transfert de chaleur et connaître des formules de base simples - tels sont les principaux fondements de la connaissance de la thermotechnique!

La quantité de chaleur dans divers processus physiques.

La plupart des substances connues peuvent être à différentes températures et pressions dans des états solide, liquide, gazeux ou plasma. Le passage d'un état d'agrégation à un autre se produit à température constante (à condition que la pression et les autres paramètres environnementaux ne changent pas) et s'accompagne de l'absorption ou du dégagement d'énergie thermique. Malgré le fait que dans l’univers 99% de la matière soit dans un état de plasma, nous ne considérerons pas cet état agrégatif dans cet article.

Considérons le graphique présenté dans la figure. Il montre la dépendance de la température d'une substance T sur la quantité de chaleur Q fournie à un certain système fermé contenant une certaine masse d'une substance particulière.

1. Un corps solide ayant une température T1 est chauffé à une température Tpl, dépensant pour ce processus une quantité de chaleur égale à Q1.

2. Ensuite commence le processus de fusion qui se produit à une température constante Tm (point de fusion). Pour fondre toute la masse d'un solide, il est nécessaire de dépenser de l'énergie thermique dans la quantité Q2-Q1.

3. Ensuite, le liquide résultant de la fusion d'un solide est chauffé au point d'ébullition (gaz) Tcp, dépensant pour cette quantité de chaleur égale à Q3 - Q2.

4. Maintenant, à un point d'ébullition constant de Tkp, le liquide bout et s'évapore, se transformant en gaz. Pour transférer la totalité de la masse de liquide en gaz, il est nécessaire de dépenser de l'énergie thermique dans la quantité Q4 - Q3.

5. Au dernier stade, le gaz est chauffé de la température Tcp à une certaine température T2. Dans ce cas, le coût de la quantité de chaleur sera Q5 - Q4. (Si nous chauffons le gaz à la température d'ionisation, il se transformera en plasma.)

Ainsi, en chauffant le solide d'origine de la température T1 à la température T2, nous avons dépensé de l'énergie thermique en une quantité de Q5, transférant la substance dans trois états d'agrégation.

En allant dans le sens opposé, nous retirons de la substance la même quantité de chaleur Q5, en passant par les étapes de condensation, de cristallisation et de refroidissement de la température T2 à la température T1. Nous considérons bien sûr un système fermé sans perte d’énergie dans l’environnement externe.

Notez qu'une transition d'un état solide à un état gazeux est possible, en contournant la phase liquide. Un tel processus s'appelle la sublimation et le processus inverse est la désublimation.

Il est donc devenu évident que les processus de transition entre les états agrégés d’une substance sont caractérisés par une consommation d’énergie à température constante. Lorsqu'une substance qui est dans un état d'agrégation constant est chauffée, la température augmente et de l'énergie thermique est également consommée.

Les principales formules de transfert de chaleur.

Les formules sont très simples.

La quantité de chaleur Q dans J est calculée à l'aide des formules:

1. Du côté de la consommation de chaleur, c’est-à-dire du côté de la charge:

1.1. Lorsque chauffé (refroidi):

Calcul indépendant de la puissance thermique

Catalogue d'articles

Le début de la préparation du projet de chauffage, tant les maisons de campagne résidentielles que les complexes industriels, découle du calcul de la technique de chauffage.

Qu'est-ce qu'un calcul thermique?

Le calcul des pertes thermiques est un document fondamental, conçu pour résoudre un problème tel que l’organisation des structures d’alimentation en chaleur. Il détermine la consommation de chaleur quotidienne et annuelle, le besoin minimum d'énergie thermique dans une installation résidentielle ou industrielle et les pertes de chaleur de chaque pièce.
En résolvant un problème tel que le calcul thermique, il est nécessaire de prendre en compte les caractéristiques complexes de l'objet:

  1. Type d’objet (maison individuelle, bâtiment à un ou plusieurs étages, administratif, industriel ou entrepôt).
  2. Le nombre de personnes vivant dans l'immeuble ou travaillant dans une équipe, le nombre de points d'eau chaude.
  3. La partie architecturale (dimensions du toit, des murs, des sols, dimensions des ouvertures de portes et fenêtres).
  4. Données spéciales, par exemple, le nombre de jours de travail par an (pour la production), la durée de la saison de chauffage (pour les objets de tout type).
  5. Les régimes de température dans chacun des locaux de l'objet (ils sont déterminés par CHiP 2.04.05-91).
  6. But fonctionnel (production en entrepôt, résidentiel, administratif ou domestique).
  7. Structures de toit, murs extérieurs, sols (type de couches et matériaux d’isolation utilisés, épaisseur du sol).

Pourquoi avez-vous besoin d'un calcul thermique?

  • Déterminer la puissance de la chaudière.
    Supposons que vous décidiez de fournir à une maison de campagne ou à une entreprise un système de chauffage autonome. Pour décider du choix de l'équipement, il faudra tout d'abord calculer la puissance de l'installation de chauffage, qui sera nécessaire au bon fonctionnement de l'alimentation en eau chaude, de la climatisation, des systèmes de ventilation et au chauffage effectif du bâtiment. La capacité du système de chauffage autonome est déterminée par le montant total des coûts de chauffage pour chauffer toutes les pièces, ainsi que les coûts de chauffage pour les autres besoins technologiques. Le système de chauffage doit avoir une certaine réserve de puissance pour fonctionner aux charges de pointe ne réduisant pas sa durée de vie.
  • Effectuer la coordination sur la gazéification de l'objet et obtenir le TU.
    L'obtention d'une autorisation pour la gazéification de l'installation est nécessaire si du gaz naturel est utilisé comme combustible pour la chaudière. Pour obtenir la TU, vous devez fournir les valeurs de la consommation annuelle de combustible (gaz naturel), ainsi que les valeurs totales de la puissance des sources de chaleur (Gcal / heure). Ces indicateurs sont déterminés à la suite du calcul thermique. La coordination du projet pour la mise en oeuvre de la gazéification de l’objet est une méthode plus coûteuse et plus durable d’organisation du chauffage autonome, en ce qui concerne l’installation de systèmes de chauffage fonctionnant aux huiles usées, dont l’installation n’exige pas de coordination ni de permis.
  • Pour sélectionner le bon équipement.
    Ces calculs thermiques sont un facteur déterminant lors du choix des appareils pour les installations de chauffage. Il est nécessaire de prendre en compte de nombreux paramètres - orientation par rapport aux points cardinaux, dimensions des ouvertures de portes et fenêtres, dimensions des pièces et leur emplacement dans le bâtiment.

Comment est le calcul de la chaleur

Vous pouvez utiliser une formule simplifiée pour déterminer la puissance minimale autorisée des systèmes thermiques:

Qt - Il s'agit de la charge calorifique d'une certaine pièce.
K est le coefficient de perte de chaleur du bâtiment;
V est le volume (en m 3) de la pièce chauffée (largeur de la pièce en longueur et en hauteur);
ΔT est la différence (indiquée par C) entre la température intérieure et extérieure requise.

Un indicateur tel que le coefficient de perte de chaleur (K) dépend de l'isolation et du type de construction de la pièce. Vous pouvez utiliser des valeurs simplifiées calculées pour des objets de différents types:

  • K = de 0,6 à 0,9 (degré d'isolation thermique supérieur). Un petit nombre de fenêtres à double vitrage, des murs de brique avec une double isolation thermique, un toit en matériaux de haute qualité, une base massive du sol;
  • K = de 1 à 1,9-ti (isolation thermique moyenne). Double brique, un toit avec un toit habituel, une petite quantité de fenêtres;
  • K = de 2 à 2,9 (faible isolation thermique). La construction est simplifiée, la maçonnerie est unique.
  • K = 3 - 4 (pas d'isolation thermique). La construction d'une feuille de métal ou ondulée ou d'une structure en bois simplifiée.

Pour déterminer la différence entre la température requise à l'intérieur du volume chauffé et la température extérieure (ΔT), vous devez vous baser sur le degré de confort que vous souhaitez obtenir de l'installation thermique, ainsi que sur les caractéristiques climatiques de la région dans laquelle se trouve l'objet. Les paramètres par défaut sont les valeurs déterminées par CHiP 2.04.05-91:

  • +18 - bâtiments publics et ateliers de production;
  • +12 - systèmes de stockage de grande hauteur, entrepôts;
  • + 5 - garages, ainsi que des entrepôts sans entretien constant.

Puissance thermique comme indiqué

Calcul de la chaleur dégagée par les radiateurs

La puissance du radiateur est l'énergie thermique du radiateur, généralement mesurée en watts (W).

Il existe un lien direct entre la perte de chaleur de la pièce et la puissance du radiateur. En d’autres termes, si votre pièce a une perte de chaleur de 1500 W, le radiateur doit être sélectionné avec la même puissance de 1500 W. Mais tout n'est pas si simple, car la température du radiateur peut être comprise entre 45 et 95 ° C et, par conséquent, la puissance du radiateur sera différente à des températures différentes.

Mais beaucoup, malheureusement, ne comprennent pas comment apprendre la perte de chaleur konmaty... Il existe des calculs simples pour déterminer la perte de chaleur de la pièce. À leur sujet sera écrit plus tard.

Et à quelle température va chauffer le radiateur?

Si vous avez une maison privée avec des tuyaux en plastique, la température des radiateurs variera de 45 à 80 degrés. La température moyenne est de 60 degrés. La température maximale est de 80 degrés.

Si vous avez un appartement avec chauffage central, alors de 45 à 95 degrés. La température maximale est de 95 degrés. Maintenant, la température du chauffage central dépend des conditions météorologiques. Cela signifie que la température du fluide de chauffage central dépend de la température extérieure. S'il fait froid dehors, la température du liquide de refroidissement est plus élevée et inversement. La puissance des radiateurs selon SNiP est calculée à environ 70 degrés. Mais cela ne signifie pas que vous devez prendre en charge. Les concepteurs envisagent de moins chauffer votre appartement, d’économiser de l’énergie thermique et de louer l’argent de votre loyer comme d’habitude. À ce jour, le remplacement du radiateur par un radiateur plus puissant n’est pas interdit. Mais si votre radiateur dissipe fortement la chaleur et que des plaintes se rapportent au système, des mesures vous seront prises.

Supposons que vous décidiez de la température du liquide de refroidissement et de la puissance du radiateur

Température moyenne du radiateur 60 degrés

Puissance du radiateur 1500 watts

La température de la pièce est de 20 degrés.

Lorsque vous effectuez une recherche, demandez à un radiateur une puissance de 1500 W, puis un radiateur d’une puissance de 1500 W avec une pression de température d’environ 70 ° C vous sera proposé. Ou 50, 30...

Quelle est la température du radiateur?

La pression de température est la différence de température entre la température du radiateur (liquide de refroidissement) et la température de la pièce (air)

La température du radiateur est classiquement la température moyenne du liquide de refroidissement. C'est

Supposons qu'il existe une série de radiateurs d'une certaine puissance avec une pression de température de -70 ° C.

Modèle 1, 1500 W

Modèle 2, 2000 W

Modèle 3, 2500 W

Modèle 4, 3000 W

Modèle 5, 3500 W

Il est nécessaire de choisir un modèle de radiateur avec une température moyenne du liquide de refroidissement de 60 degrés.

Dans ce cas, la température de la tête sera égale à 60-20 = 40 degrés.

Il existe une formule pour recalculer la puissance des radiateurs:

Uf - pression de température réelle

Un - pression de température standard

CALCUL DE LA PUISSANCE THERMIQUE NECESSAIRE

Calcul de la capacité thermique requise pour la pièce.

La formule pour calculer la production de chaleur requise:

À 15 kW peut être recommandé:

Le pistolet thermique Master B70CED diesel sans élimination des gaz d'échappement sur 20 kW (nous prenons avec un stock) ou Master BV77E (20 kW) de chauffage indirect.
Pistolet à chaleur BLP17M Master Gas (10-16 kW) ou BLP 33E (18-33 kW) avec thermostat TH5 à distance.
Ventilateur électrique Chauffage Master B15EPB (0 / 7.5 / 15 kW).
Pistolet à chaleur sur huile usée Master WA33 (21-33 kW).

Le choix du type de pistolet thermique dépend de la nature de la pièce, de sa ventilation et du type de porteur d'énergie requis Tous ces pistolets nécessitent une connexion électrique.

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Calcul de la puissance thermique

Tableau de la capacité thermique requise pour différentes salles

(pour une différence de température rue-salle 30 ° С)

Puissance thermique requise, kW

Le volume d'espace chauffé dans le nouveau bâtiment
(bonne isolation thermique), m³

Le volume de l'espace chauffé dans l'ancien bâtiment
(isolation thermique moyenne), m³

La formule de calcul de la puissance thermique

La formule pour calculer la production de chaleur requise:

  • V - volume de la pièce chauffée (largeur x longueur x hauteur), m3
  • T - La différence entre la température de l'air à l'extérieur de la pièce et la température requise à l'intérieur de la pièce.
  • K - coefficient de dispersion

K = 3,0-4,0 Construction en bois simplifiée ou construction en tôle ondulée. Sans isolation thermique.
K = 2,0-2,9 Construction d'immeuble simplifiée, maçonnerie simple, construction simplifiée de fenêtres et de toits. Petite isolation thermique.
K = 1,0-1,9 Construction standard, double maçonnerie, un petit nombre de fenêtres, un toit avec un toit standard. Isolation thermique moyenne.
K = 0,6-0,9 Design amélioré, murs en briques à double isolation thermique, un petit nombre de fenêtres à double vitrage, une base épaisse du plancher, un toit en matériau isolant thermique de haute qualité. Haute isolation thermique.

Exemple:
V - Largeur 4 m, Longueur 12 m, Hauteur 3 m Volume de la pièce chauffée 144 m³
T– température de l'air extérieur -5ºC. La température intérieure requise est de + 18 ° C. La différence entre les températures intérieure et extérieure de + 23 ° C
K - Ce coefficient dépend du type de construction et de l'isolation de la pièce.
puissance thermique requise:
144 x 23 x 4 = 13 248 kcal / h (Vx TxK = kcal / h)

Maintenant, sachant calculer la production de chaleur, vous pouvez facilement choisir un pistolet thermique, un chauffage infrarouge ou un rideau thermique.

Puissance thermique: 8 réponses aux questions sur le calcul des valeurs pour les pièces et les appareils de chauffage

Dans cet article, le lecteur et moi-même découvrirons ce qu'est la puissance thermique et ce qu'elle affecte. En outre, nous explorerons plusieurs méthodes pour calculer le besoin d'espace dans la chaleur et le flux de chaleur pour différents types de radiateurs.

L'installation du chauffage commence par le calcul de la puissance thermique des appareils.

La définition

  1. Quel paramètre s'appelle la puissance thermique?

C'est la quantité de chaleur émise ou consommée par un objet par unité de temps.

Lors de la conception de systèmes de chauffage, le calcul de ce paramètre est nécessaire dans deux cas:

  • Lorsqu'il est nécessaire d'évaluer le besoin d'espace en chaleur pour compenser la perte d'énergie thermique par le sol, le plafond, les murs et la ventilation;

Lors de la rédaction d'un projet, vous devez savoir combien de chaleur est perdue à travers les murs.

  • Lorsque vous avez besoin de savoir quelle quantité de chaleur est capable de donner à l'appareil de chauffage ou à un circuit avec des caractéristiques connues.

Facteurs

Pour chambre

  1. Qu'est-ce qui affecte le besoin d'un appartement, d'une chambre ou d'une maison dans un endroit chaud?

Les calculs prennent en compte:

  • Volume La quantité d'air à chauffer en dépend.

Plus la pièce est grande, plus il faut de chaleur pour maintenir une température constante.

La hauteur approximative des plafonds (environ 2,5 mètres) dans la plupart des maisons de la construction soviétique récente a donné lieu à un système de calcul simplifié - par zone de la pièce.

  • La qualité de l'isolation. Cela dépend de l'isolation thermique des murs, de la superficie et du nombre de portes et de fenêtres, ainsi que de la structure du vitrage des fenêtres. Par exemple, le simple vitrage et le triple vitrage varient considérablement en ce qui concerne le nombre de pertes de chaleur;
  • Zone climatique. Avec une qualité d'isolation et un volume de la pièce inchangés, la différence de température entre la rue et la pièce sera liée de manière linéaire à la quantité de chaleur perdue à travers les murs et au chevauchement. Avec + 20 inchangés dans la maison, le besoin de chaleur de la maison à Yalta à une température de 0 ° C et à Yakoutsk à -40 sera différent d'un facteur trois.

Pour instrument

  1. Qu'est-ce qui détermine la production de chaleur des radiateurs?

Il y a trois facteurs:

  • Delta temperature - la différence entre le liquide de refroidissement et l'environnement. Plus il est grand, plus le pouvoir est élevé;
  • Surface Et là aussi, il existe une relation linéaire entre les paramètres: plus la surface est grande à température constante, plus elle dégage de la chaleur dans l’environnement en raison du contact direct avec l’air et le rayonnement infrarouge;

C'est pourquoi les radiateurs thermiques en aluminium, en fonte et bimétallique, ainsi que tous les types de convecteurs, sont fournis avec des ailettes. Il augmente la puissance de l'appareil avec une quantité constante de liquide de refroidissement qui le traverse.

Finning augmente la surface d'échange de chaleur avec l'air.

  • Conductivité thermique du matériau de l'appareil. Il joue un rôle particulièrement important dans le cas d’une grande surface d’aérochage: plus la conductivité thermique est élevée, plus les arêtes des côtes sont chaudes, plus elles chauffent l’air en contact avec elles.

Calcul de surface

  1. Comment est-il possible de calculer simplement la puissance des radiateurs par zone d'appartement ou de maison?

Voici le schéma de calcul le plus simple: 100 watts de puissance sont consommés par mètre carré. Ainsi, pour une pièce de 4x5 m, la surface sera de 20 m2 et le besoin de chaleur - 20 * 100 = 2000 watts, soit deux kilowatts.

Le schéma de calcul le plus simple est par zone.

Rappelez-vous le dicton "la vérité est simple"? Dans ce cas, elle ment.

Un schéma de calcul simple néglige trop de facteurs:

  • Hauteur du plafond Évidemment, une pièce avec une hauteur de plafond de 3,5 mètres nécessitera plus de chaleur qu'une hauteur de pièce de 2,4 m;
  • Murs isolés. Cette méthode de calcul est née à l'époque soviétique, lorsque tous les immeubles d'appartements avaient à peu près la même qualité d'isolation. Avec l'introduction du SNiP le 23 février 2003, qui réglemente la protection thermique des bâtiments, les exigences en matière de construction ont radicalement changé. Par conséquent, pour les bâtiments neufs et anciens, le besoin en énergie thermique peut varier considérablement.
  • La taille et la superficie des fenêtres. Ils laissent beaucoup plus de chaleur que les murs;

Plus la fenêtre est grande, plus les fuites de chaleur à travers le vitrage sont importantes.

  • L'emplacement de la pièce dans la maison. La pièce d'angle et la pièce, situées au centre du bâtiment et entourées d'appartements chauds voisins, pour maintenir la même température nécessiteront une quantité de chaleur très différente;
  • Zone climatique. Comme nous l'avons déjà constaté, pour Sochi et Oimyakon, les besoins en chaleur varieront considérablement.
  1. Est-il possible de calculer plus précisément la puissance de la batterie de chauffage de la zone?

Voici un schéma de calcul relativement simple pour les maisons qui répondent aux exigences du fameux numéro SNiP 23.02.2003:

  • La quantité de chaleur de base est calculée non par surface, mais par volume. À un mètre cube dans les calculs mis 40 watts;
  • Un facteur de 1,2 est introduit pour les pièces adjacentes aux extrémités de la maison, il est de 1,3, et pour les maisons unifamiliales privées (ils ont tous les murs en commun avec la rue) - 1,5;

La position angulaire de la pièce signifie une perte de chaleur accrue à travers les murs extérieurs.

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