Obliczanie instalacji grzewczej

Obliczenia oparte są na założeniu, że średnia temperatura płyty grzewczej powinna być równa temperaturze gruntu. Przedstawiony zostanie przykładowy tok obliczeniowy rozstawu źródeł ciepła w płycie grzewczej na przykładzie z kanałami powietrznymi. W ten sam sposób dokonuje się obliczeń w przypadku ogrzewania cieczą oraz energią elektryczna.

Rozstaw l [m] elementów grzejnych ( kanałów, prętów oporowych, itd.) oblicza się ze wzoru:

gdzie:

,

,

φ=

k_z oznacza odwrotność sumy oporów przewodzenia ciepła od ziemi do płyty:

k_z=

natomiast k_b jest to współczynnik przenikania ciepła od płyty grzewczej do wnętrza chłodni:

k_b=

d - średnica kanału, [m]; gdy przekrój nie jest kołowy, jako wymiar d należy przyjąć wymiar kanału w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny grzewczej,

δ_g, λ_g - grubość i współczynnik przewodzenia ciepła płyty grzewczej, odpowiednio w [m], [W/mK]; dla płyty żwirobetonowej λ_g=1,7 [W/mK],

δ_iz, λ_iz - grubość i współczynnik przewodzenia ciepła warstwy izolacyjnej, odpowiednio w [m], [W/mK],

δ_p, λ_p - grubość grubość współczynnik przewodzenia podłogi, odpowiednio w [m], [W/mK],

α_p - współczynnik wnikania ciepła od podłogi do chłodni, [W/m²K], α_p=10 [W/m²K],

λ_z - współczynnik przewodzenia ciepła gruntu [W/mK]; λ_z=1,3÷2,5 [W/mK], zależnie od wilgotności gruntu,

δ_z - głębokość warstwy ziemi aktywnie uczestniczącej w wymianie ciepła; przyjmuje się δ_z=3 [m],

T_w - temperatura powietrza w komorze,

T_z - temperatura gruntu; dla strefy umiarkowanej T_z=8÷10 [˚C],

T_g - temperatura płyty grzewczej, [˚C]; T_g=T_z,

T_c - temperatura ścian kanałów, [˚C] zależna do średniej temperaturypowietrza przepływającego przez kanały; przyjmuje się T_c=11÷13[˚C]

Strumień ciepła, który należy doprowadzić do płyty grzewczej:

gdzie: A - pole powierzchni podłogi, [m²].

Wymagany strumień powietrza
_p wyznacza się z równania:

Współczynnik 1,25 uwzględnia straty powietrza przy przejściu przez instalację na skutek jej nieszczelności.

ρ_p - gęstość powietrza przepływającego przez kanały, [kg/m³],

Δi_p - zmiana entalpii powietrza przy przejściu przez kanały, odpowiadająca spadkowi jego temperatury od wartości początkowej do końcowej, [J/kg]. Ponieważ obliczenia przeprowadza się dla pory zimowej i powietrza będącego w obiegu zamkniętym, jako temperaturę początkową przyjmuje się 16 [˚C] przy wilgotności 65%. Końcową temperaturę powietrza przyjmuje się równą około 11 [˚C]. Średnia temperatura powietrza w kanałach wynosi więc około 13,5 [˚C].

W porze letniej, gdy temperatura powietrza zewnętrznego jest większa od 16[˚C], instalacja pracuje tylko na świeżym powietrzu. Występują wtedy dodatkowe straty zimna komór, które trzeba uwzględnić w bilansie cieplnym chłodni. W celu uniknięcia tych dodatkowych strat zimna, stosuje się w okresie letnim regulację pracy wentylatorów podających powietrze do instalacji, włączając je i wyłączając, zależnie od temperatury płyty grzewczej.

---