4.2 Расчет тепловых потерь ангара 22×44×10 м

Ангар имеет форму параллелепипеда (рис. 4.1). Пусть торец ангара 4 обращен на север, а 1 – на юг. Все стенки ангара утеплены слоем минеральной ваты толщиной 5 см (λ_{м в.}=0,044 Вт/м·К). Ангар располагается в пригороде г. Саратова, а значит средняя минимальная температура в холодное время года составляет -27 ⁰С (табл. 4.1). В ангаре, в холодное время года поддерживается постоянная температура 10 ⁰С. Над воротами ангара размещается тепловая завеса. Пол ангара забетонирован на глубину 0,5 м (λ_б.=1,28 Вт/м·К). Высота ангара 10 м, длина 44 м, ширина 22 м.

Обозначим теплоотдающие поверхности ангара:

1 – южная стена;

2 – восточная;

3 – западная;

4 – северная;

5 – верхняя;

6 – пол, забетонированный.

Поскольку коэффициент дополнительных потерь для стенок 1, 2, 3 одинаковый (п.2 пар. 4.1), то можно рассчитать тепловые потери через эти стенки. Суммарная площадь поверхности этих стенок равна:

А_1,2,3=А₁+А₂+А₃=22·10+10·44+10·44=1100 м²

Коэффициент дополнительных потерь β_1,2,3=0,05; коэффициент, учитывающий расположение стенок n_1,2,3=1.

Сопротивление теплопередаче слоя минеральной ваты толщиной 0,05 м равно

,

где δ=0,05 м – толщина теплоизоляционного слоя минеральной ваты;

λ= λ_{мин ват} – коэффициент теплопроводности минеральной ваты.

По 4.1 определим тепловые потери через 1, 2, 3 стенки

Вт

Тепловые потери через четвертую стенку

А₄=22·10=220 м²; β₄=0,1; n₄=1

Вт

Тепловые потери через крышу 5

А₅=22·44=968 м²; β₅=0,05; n₅=1,3

Вт

Тепловые потери через пол 6

А₅=22·44=968 м²; β₅=0,05; n₆=0,7

где – сопротивление теплопередаче бетона

Вт

Суммарные тепловые потери

Вт

Для осуществления теплоподвода мощностью 90 кВт необходимо не менее 45 обогревателей ИТФ "Элмаш-микро".

4.3 Проектирование систем отопления с обогревателями итф "Элмаш-микро"

При проектировании систем и установок с инфракрасными обогревателями возникает необходимость определить геометрию их размещения для достижения требуемой энергетической облученности и ее равномерности. Рассмотрим распределение поверхностной плотности энергии при однорядном (зонном) и многорядном расположении обогревателей, что позволит установить оптимальное расстояние между ними, при котором соблюдается заданная неравномерность.

При необходимости равномерного зонного обогрева несколько обогревателей располагают в ряд (рис. 4.2, а). На рис. 4.2, а обогреватели показана только над точкой О в начале координат, а вместо остальных обогревателей даны их проекции на горизонтальную плоскость.

Если установлены однотипные обогреватели, то они будут располагаться на одинаковом расстоянии друг от друга, т. е. будут иметь равный шаг. Примем за шаг расстояние между центрами обогревателями. По конструктивным или техническим причинам могут быть приняты к установке обогреватели с различными мощностью и геометрией, при этом, естественно, для создания равномерной зоны облучения шаг между ними будет неодинаков.

Для принятой схемы размещения (рис. 4.2, а) поверхностная плотность энергии в точке начала координат (под обогревателем) определится суммой энергии приходящей от всех обогревателей.

Рис. 4.2. Схема однорядного размещения обогревателей для определения максимального (а) и минимального (б) излучения.

На основании полученных экспериментально диаграмм направленности и распределения облучения принятых к установке излучателей можно построить эпюры суммарного облучения поверхности в зависимости от высоты подвеса излучателей Н, м, шага между излучателями Δl, м, и соответствующей оси симметрии горелки: (рис. 4.3). Принцип построения суммарных эпюр облучения сводится к тому, что на оси абсцисс в любом масштабе откладывают в обе стороны от нормали к каждой горелке расстояния между ними, а на оси ординат — суммарную поверхностную плотность энергии, соответствующую высоте подвеса обогревателей и расстоянию" от точки проекции центра обогревателя на горизонтальную плоскость до рассматриваемых точек. По полученным эпюрам можно судить о полях поверхностной плотности энергии и степени неравномерности облучения. Распределение поверхностной плотности энергии можно установить аналитически аппроксимировав результаты экспериментов.

Рис. 4.3. Эпюры суммарного облучения поверхности горелками ГК-27У-1 (распределение поверхностной плотности энергии по направлению продольной оси излучателей). Высота подвеса горелок Н = 5 м, шаг между излучателями Δl =5 м. 1-3 — эпюры облучения единичных горелок; 4 — суммарная поверхностная плотность энергии.