Šilumos nuostolių skaičiavimas
Aplinkoje esant temperatūrų skirtumams atsiranda šilumos mainai. Šiluma gali būti perduodama 3 būdais:
- kondukcija (laidumu)
- konvekcija
- spinduliavimu
Dažniausiai vienu metu vyksta daugiau negu vienas iš šių šilumos mainų.
Šilumos nuostoliai per medžiagas apibūdinami šilumos perdavimo koeficientu (K arba U verte [W / m² · K]) - šilumos srauto, perduodamo per 1 m² medžiagą, esant 1 K temperatūrų skirtumui per duotą laiką.
Šilumos laidumo koeficientas l [W / (m · K)] - šilumos srauto tankis [W / m²], pereinantis per 1 m storio nagrinėjamos medžiagos sienelę, kai temperatūrų skirtumas tarp paviršių yra lygus 1 K.
Šiluminė varža, arba R-vertė [m² · K / W] - temperatūrų skirtumas [K] tarp medžiagos sluoksnio paviršių, kuriam esant susidaro vienetinis šilumos srauto tankis [W / m²].
Šią vertę galima apskaičiuoti padalinus medžiagos storį d iš šilumos laidumo koeficiento:
|
R = d / l, [m² · K / W] |
Šilumos perdavimo koeficientas:
|
U = 1 / R, [W / m² · K] |
Šiluma gali išeiti iš pastato per sienas (kondukcija) arba per konstrukcijos plyšius (ventiliacija).
Šilumos nuostoliai per pastato konstrukciją skaičiuojami taip:
|
Qk = U · A · (T2 - T1), kur: |
|
| Qk - bendri konvekciniai šilumos nuostoliai [W arba J / s] U - visuminis šilumos perdavimo koeficientas [W / m² · K] A - pastato paviršiaus plotas [m²] T1 - lauko oro temperatūra [°C] T2 - vidaus oro temperatūra [°C] |
Tam, kad apskaičiuoti viso šildymo sezono energijos sunaudojimą, reikia žinoti vidutinę lauko oro temperatūrą ir dienų skaičių, kuomet yra reikalingas šildymas. Kuo tikslesnė lauko oro temperatūra, tuo tikslesnis bendro energijos sunaudojimo skaičiavimas.
Kadangi pastate šiluma priteka tiek nuo technologinių įrengimų, tiek nuo šviesos įrangos, tiek nuo jame esančių objektų, pagrindinė temperatūra yra laikoma 18 °C.
1 m² sienos mėnesiniai šilumos nuostoliai:
|
Qk,mėn = (DDh,mėn · U · 24) / 1000, [kWh], kur: |
|
| DDh,mėn - šildymo dienolaipsniai |
Dienolaipsnių skaičius per mėnesį apskaičiuojamas pagal formulę:
|
DD = (Ti - Te) · t, kur: |
|
| Ti - vyraujanti patalpų vidaus temperatūra [°C], Ti = 18 °C Te - vidutinė nagrinėjamo mėnesio išorės temperatūra [°C] T - parų skaičius per nagrinėjamą mėnesį |
Tam, kad apskaičiuoti pastato bendrą metinį šilumos poreikį, anksčiau minėti skaičiavimai atliekami kiekvienam pastato išoriniam paviršiui, padaugintam iš metinio dienolaipsnių skaičiaus.
Šilumos nuostoliai dėl ventiliacijos skaičiuojami taip:
|
Qv = N · V · S · (T2 - T1), kur: |
|
| Qv - šilumos nuostoliai dėl ventiliacijos [W arba J / s] N - oro kaitos skaičius [1 / h] V - kambario tūris [m³] S - oro specifinė šiluma [0,36 Wh / (m³ · K)] |
Temperatūrų skirtumą pakeitus metiniais dienolaipsniais, gausime metinius šilumos nuostolius dėl ventiliacjos.
Bendri šilumos nuostoliai - tai konvekcinių ir ventiliacijos šilumos nuostolių suma:
|
Qb = Qk + Qv |
