Obliczanie strat ciepla i dobór grzejnika elektrycznego

witam, mam nadzieje ze o tym moge tu
krotkie pytanie odnosnie projektowania. a wiec mam pokoj ktory chce grzac w zimie, jest on z kazdej strony otoczony innym pomieszczeniem (zakladam ze temperatura w tych pomieszczeniach jest rowna temp. w pokoju lub bliska, zatem straty ciepla do nich pomijam), tylko jedna sciana wychodzi na podworze. temp. jaka chce osiagnac to 20'C, temp na zewnatrz -10'C. Licze wiec straty ciepla:

Q=F*k*dt

Q-straty ciepla [kW]
F-pow. sciany [m2]
k-wsp. przenikania ciepla dla tej sciany [kW/(m2*deg)] z tabeli
dt-roznica temeratur

Q=8[m2]*0,17[kW/(m2*deg)]*30[deg]=41[kW]

czyli musze pokryc zapotrzebowanie na te straty (strumien ciepla)
jak teraz obliczyc potrzebna moc grzejnika elektrycznego (w kW), ktory pokryje zapotrzebowanie na pokrycie strat?
pokoj ma 4x5x2[m]
jesli wezme np. grzejnik konwektorowy 1,5 kW (sam probowalem) to nagrzeje mi on pokoj powiedzmy w 20 minut, potem dziala termostat itd. ale jak obliczyc faktyczne zapotrzebowanie na moc elektryczna, bez pracy termostatu tak aby utrzymywal caly czas te 20'C? jak sie ma moc cieplna (zapotrzebowanie na pokrycie strat) do mocy elektrycznej? dzieki

Moderated By skryn:

Przeniosłem z AGD.

Witam.
Ta wartość ktora kolega obliczył nazywa sie wniikamiem ciepla, i nie da sie tego wzoru zastosowac do strat ciepla przez ową sciane.
Straty ciepla w pokoju przez owa sciane zaleza od : k-wspoł. przewodzenia ciepla sciany [W/m/deg], dx-grubosci sciany,S- powierzchni tej sciany oraz dT- roznicy temp. czyli Q=k*S* dT/dx * t , t-czas; oczywiscie im dluzszy czas tym wiecej ciepla ucieka na zewnotrza. Z grubsza mozna przyjac iz Q/t=P[W]-moc, i tak obliczana moz powinien posiadac grzejnik, aby stale "uzupelniac " ubytek ciepla. Jednak z niedoskonalosci wykonania sciany oraz innych czynnikow zewnetrznych (zmiany temp. zewneetrznej) , bedzie potrzebny termostat, jednak im bedzie lepiej dopasowany moc strat do mocy grzejnika tym bedzie sie on rzadziej wylanczal.
Tak logicznie myslac ta wartosc ktora kolega obliczyl 41kW !!! jest to niewyobrazalna moc strat, i wynikalo by z niej to ze z pokoju ucieka cieplo generowane przez np. 410 zarowek 100W.I nawet proponowany przez kolege grzejnik niebylby w stanie ogrzac tego pokoju.
Pozdrawiam.

qutrit wrote:

Witam.
Ta wartość ktora kolega obliczył nazywa sie wniikamiem ciepla, i nie da sie tego wzoru zastosowac do strat ciepla przez ową sciane.
Straty ciepla w pokoju przez owa sciane zaleza od : k-wspoł. przewodzenia ciepla sciany [W/m/deg], dx-grubosci sciany,S- powierzchni tej sciany oraz dT- roznicy temp. czyli Q=k*S* dT/dx * t , t-czas; oczywiscie im dluzszy czas tym wiecej ciepla ucieka na zewnotrza. Z grubsza mozna przyjac iz Q/t=P[W]-moc, i tak obliczana moz powinien posiadac grzejnik, aby stale "uzupelniac " ubytek ciepla. Jednak z niedoskonalosci wykonania sciany oraz innych czynnikow zewnetrznych (zmiany temp. zewneetrznej) , bedzie potrzebny termostat, jednak im bedzie lepiej dopasowany moc strat do mocy grzejnika tym bedzie sie on rzadziej wylanczal.
Tak logicznie myslac ta wartosc ktora kolega obliczyl 41kW !!! jest to niewyobrazalna moc strat, i wynikalo by z niej to ze z pokoju ucieka cieplo generowane przez np. 410 zarowek 100W.I nawet proponowany przez kolege grzejnik niebylby w stanie ogrzac tego pokoju.
Pozdrawiam.

bede sie jednak upieral co do mojego wzoru , jest on identyczny jak Twoj, jednak Twoje k [W/mdeg] to wg mnie wsp. przewodzenia. jesli podzielimy go przez [m] otrzymamy wsp. przenikania, reszta jednostek tak samo. a Twoj czas [t] skroci sie z czasem z jednostki [W] i zostanie cieplo w dżulach. ostatecznie moja formula jest poprawna, tylko ze ta wartosc 41 [kW] mi tez wydaje sie kosmiczna. moim zdaniem wina lezy po strronie wsp. k, tu znalazlem jak go dokladnie wyznaczyc:
http://www.e-instalacje.pl/159_841.htm
teraz okresla sie go jako U i wyszedl im okolo U = 0,29 [W/m2*K], wiec zakladajac ze u mnie bedzie tez taki, wyznaczam:
Q=0,29*8*30=70[W]
ten wynik wydaje sie byc poprawniejszy. mozna jeszcze obliczyc przez jaki czas stracilbym te wspomniane 41 kW ciepla:
skoro przez sekunde trace 70 J ciepla to po okolo 600 sekundach (10 minut) strace 42 kJ.
jeszcze sie zastanawiam czy grzejnik o mocy 1,5 kW (elektrycznej) daje dokladnie 1,5 kW mocy cieplnej? jest jakas sprawnosc?
i na koniec, jesli przez kazda ze scian i stropy tracilbym tyle samo ciepla to tracilbym lacznie 6*70=420[W], wiec ten grzejnik 1,5kW moglby pracowac cyklicznie z termostatem 1/3 czasu grzeje, 2/3 nie.

Witam.
Przyznam sie szczerze ze az tak gleboko nie analizowalem tego wzoru, poprostu przyszedl mi do glowy ten wzor ktory napisalem. Mozna sprawdzic ten "moj" wzor i zobaczyc czy wyniki beda takie same (podobne). Tak czy owak obliczona wartosc 70W strat ciepla w kazdej sekundziej jest juz wiarygodna . Nalezy pamietac ze przez kazda ze scian ilosc "uciekanego" ciepla bedzie inna. Jesli chodzi o grzejnik to jezeli na tabliczce pisze 1,5kW to taka moc (cieplna) powinien posiadac. Wzor ktory okresla ilosc ciepla wydzielona na przewodniku (grzałce ) jest nastepujacy Q= I^2 * R * t . Zawsze mozna zmierzyc opor grzalki i prad pobierany przez grzalke podzielic przez t i otrzymamy moc grzalki. W sumie cały prąd pobierany przez grzalke zamieniany jest na ciepło, wiec sprawnosc przypuszczam i tak jest bliska 100% , bo na coż innego moglby zamienic sie pobrany prad.
Pozdrawiam.

Kilka spraw na początek:
1. Michomis - w sumie dobrze, tylko gruntownie pomyliłeś jednostki
Przy wsp.p.c.=0,17 [w/m²Δt]
P= U[W/m2K] * F[m2] * (Tw - Tz)[K]
P=0,17*8*30=41W - to co tu policzyłem to na ludzki język moc "chłodnicy" jaką jest nasza ściana - stąd wniosek, że przy tych założeniach do utrzymania w pokoju temperatury 20°C wystarczy grzejnik o mocy 41W (normalny komputer bierze z sieci≈100W czyli włączając go otrzymalibyśmy temperaturę ≈65°C) - gwaran ci tuję, że obliczenia są prawidłowe, więc niestety błąd tkwi w założeniach (jak mówi moja 3 letnia córka: coś nie tak). Więc:
Masz tam okno? Co jest nad sufitem (a przez sufit "ucieka" 3 razy więcej niż przez ściany)? Co jest pod podłogą? Wentylacja? I jeszcze sugerowny temat: "mostek cieplny" (dotyczący np pozostałych ścian, tudzież montarzu okien, łączeń stropu że ścianami itd)
Polcam lekturę książki: PŁOŃSKI W.: Buduję ciepły dom. Arkady, Warszawa 1987.

To co napisałem to tylko "wierzchołek góry lodowej" jeśli chodzi o obliczanie "strat".

forestx wrote:

Kilka spraw na początek:
1. Michomis - w sumie dobrze, tylko gruntownie pomyliłeś jednostki
Przy wsp.p.c.=0,17 [w/m²Δt]
P= U[W/m2K] * F[m2] * (Tw - Tz)[K]
P=0,17*8*30=41W - to co tu policzyłem to na ludzki język moc "chłodnicy" jaką jest nasza ściana - stąd wniosek, że przy tych założeniach do utrzymania w pokoju temperatury 20°C wystarczy grzejnik o mocy 41W (normalny komputer bierze z sieci≈100W czyli włączając go otrzymalibyśmy temperaturę ≈65°C) - gwaran ci tuję, że obliczenia są prawidłowe, więc niestety błąd tkwi w założeniach (jak mówi moja 3 letnia córka: coś nie tak). Więc:
Masz tam okno? Co jest nad sufitem (a przez sufit "ucieka" 3 razy więcej niż przez ściany)? Co jest pod podłogą? Wentylacja? I jeszcze sugerowny temat: "mostek cieplny" (dotyczący np pozostałych ścian, tudzież montarzu okien, łączeń stropu że ścianami itd)
Polcam lekturę książki: PŁOŃSKI W.: Buduję ciepły dom. Arkady, Warszawa 1987.

To co napisałem to tylko "wierzchołek góry lodowej" jeśli chodzi o obliczanie "strat".

oczywiscie ze sa to obliczenia przyblizone ale akurat u mnie jest taka sytuacja ze mieszkam miedzy sasiadami i w tym pokoju tylko sciana (ocieplona zreszta) wychodzi na podworze, okno jest szczelne. mozna by sie bawic w dodawanie wielu poprawek, ale to zmienilo by juz niewiele ten wynik, tak mysle .
co do jednostek to uwazam iz sa prawidlowe, zreszta dokladnie takie same jakie napisales sam tylko ze zamiast deltat i K zastosowalem po prostu deg (uniwersalny stopien, bez wzgledu na skale, bo przeciez i w C i w K jeden stopien ma taka sama wartosc, co innego w skali F).
problem (zreszta juz rozwiazany) dotyczyl jednak wsp. k, byl on po prostu za wielki (1000x) i stad wychodzilo nam 41 kW zamiast 41W.
dzieki Wam za pomoc i zainteresowanie! pozdrawiam

Jako przykład: podwójne okno z szybami 6 mm, ma wsp=1,8. Jeśli okno ma metr kwadratowy, to moc tracona = 54W. Czyli przez metrowe okno "ucieka" nam więcej niż przez ścianę ...

Naprawdę sądzę, że policzenie tego nawet w dużym przybliżeniu będzie problemem.
Przy obliczaniu potrzebnej mocy grzewczej, stosuje się przybliżenie:
dla budynków z dobra izolacją - 50-70 w/m² (powierzchni -czyli podłogi) i 100-130 W/m² dla pozostałych. Na tej podstawie oblicza się moc grzejników/kotła itd.