10961

40

Котн - коэффициент, который учитывает долю проникающей в помещение солнечной радиации в зависимости от конструкции остекления, толщины стекла, наличия и видов солнцезащитных устройств, так Котн = 1 для одинарного остекления без солнцезащитных устройств при толщине стекла 2,5…3,5 мм;

τ2 - коэффициент, учитывающий затенение светового проема переплетами, зависит от вида остекления, типа и материала переплетов, назначения здания.

Аналогичные по смыслу зависимости имеются для наклонного и горизонтального заполнения световых проемов.

Обусловленная теплопередачей интенсивность поступления тепла через остекление:

где te - расчетная температура внутреннего воздуха, °С;

Roc - сопротивление теплопередаче заполнения светового проема, (м2 оС)/Вт;

tн усл - условная наружная температура, °С.

Прямая и рассеянная солнечная радиация частично поглощается поверхностью остекления и нагревает ее. Под условной наружной температурой понимается температура наружного воздуха с учетом нагрева за счет поглощенной солнечной радиации

солнечной радиации, падающей на твердую поверхность, величины зависящие от географической широты местности, ориентации остекления по сторонам света и расчетного часа, Вт/м2;

ρп - приведенный коэффициент поглощения солнечной энергии остеклением;

αнв - коэффициент теплоотдачи наружной вертикальной поверхности остекления, Вт/(м2 К), который в основном зависит от скорости ветра, v, м/с

приближенно можно описать как гармоническое колебание около средней суточной температуры tн ср,°С, с амплитудой Аt, °С, величины которых можно определить по климатологическим данным:

tн = tн ср + (Аt /2) · cos(π · (Z – Zmax) /12) = = tн ср + (Аt /2) ·β2, (4.8) где Z и Zmax - соответственно, расчетный час, и время максимума

температуры наружного воздуха, обычно принимается

радиационных потоков qn, qр , S, D, коэффициенты Кинс и Кобл, температура наружного воздуха tн существенно меняются в течение суток, поэтому расчет поступления тепла через остекление ведется по часам в пределах рабочего времени.

Поступление тепла от солнечной радиации через непрозрачные

массивные ограждения.

Считается, что поступающий через массивное ограждение тепловой поток солнечной радиации в течение суток изменяется по гармоническому закону.

Время максимального потока солнечной энергии, падающей на горизонтальную поверхность (плоская кровля) принимается 13 часов. Но тепловая волна проходит через массивное ограждение с запаздыванием,

тогда время максимума теплопоступлений в помещение через массивное ограждение

где qcp и ∆q - среднее за сутки значение теплового потока, поступающего в помещение и его отклонение от среднесуточного значения, связанное с колебательным характером изменения, Вт/м2.

Например, для горизонтального плоского покрытия:

где Kпокр - коэффициент теплопередачи покрытия, Вт/(м2 °С);

qср с - среднее за сутки суммарное значение прямой и рассеянной солнечной радиации, поступающей на поверхность покрытия, Вт/м2;

ρпокр - коэффициент поглощения солнечной энергии покрытием; 8гн - коэффициент теплоотдачи наружной горизонтальной поверхности

Aq - разность интенсивностей прямой и рассеянной солнечной радиации, падающей на горизонтальную поверхность, в каждый расчетный час (S + D)г, и ее среднесуточного значения, Вт/м2:

vпокр - коэффициент затухания амплитуды колебания температуры в толще покрытия;

βвп - коэффициент, учитывающий влияние воздушной прослойки, при ее отсутствии βвп =1.

где Rm - термическое сопротивление материальных слоев покрытия, (м2°С)/Вт;

βсл - коэффициент, учитывающий расположение двух основных слоев ограждения (конструктивного и теплоизоляционного) по ходу распространения тепловой волны, для однослойной конструкции βсл =1.

Полная методика расчета коэффициента затухания амплитуды температуры в толще массивного ограждения приведена в справочнике проектировщика Отопление, часть 1.

Время максимальных теплопоступлений через покрытие при его типичной массивности Dм ≈4, ;мо<=>= 13 + 2,71 · Dм - 0,41 =

=13 + 2,71·4 - 0,41 = 23,4 часа, то есть практически полночь.

Вполдень, когда теплопоступления через остекление стремятся к максимальным значениям, волна теплопоступлений через покрытие составляет величину менее ее среднесуточного значения. Поэтому, при расчете суммарных теплопоступлений от солнечной радиации через остекление и массивные ограждения для проектирования вентиляции часто ограничиваются вычислением только среднесуточного значения теплопоступлений через покрытие.

Теплопоступления от электродвигателей.

Тепловыделения от электродвигателей, не имеющих принудительного охлаждения с отводом тепла за пределы помещения, кВт:

где Ny - установочная мощность электродвигателя, кВт;

Кзагр - коэффициент загрузки, равный отношению средней за время работы потребляемой мощности оборудования к установочной мощности двигателя, обычно Кзагр=0,7…0,9;

Kо д - коэффициент одновременности работы электродвигателей -

44

отношение суммы произведений мощностей электродвигателей на время их работы в течение смены к сумме мощностей электродвигателей, умноженной на продолжительность смены; в расчетах принимают Kо д =0,5…1,0;

η1- к.п.д. электродвигателя при данной загрузке, η1= η· К п;

η– к.п.д. электродвигателя при полной нагрузке, определяется по каталогу завода-производителя;

Кп - поправочный коэффициент, учитывающий загрузку, при Кзагр ≥ 0,8 Кп=1, при меньших значениях Кзагр величина Кп также определяется по каталогу, при отсутствии данных приближенно может определяться по таблице:

Формула (4.18) справедлива для учета теплопоступлений от насосов и вентиляторов, если механическая энергия, передаваемая воде или воздуху, отводится за пределы помещения.

Теплопоступления от установленных в помещении электродвигателей и приводимого ими в действие оборудования, кВт,

где Кт - коэффициент перехода тепла в помещение, учитывающий, что часть тепла может быть унесена эмульсией или воздухом местной вытяжной вентиляции за пределы помещения, Кт = 0,1…1,0 (например, для металлорежущих станков без эмульсионного охлаждения Кт=1, с охлаждением режущего инструмента эмульсией Кт = 0,9).

В технических характеристиках многих видов технологического оборудования имеются данные о доле их паспортной мощности, превращающейся в тепло и поступающей в помещение. В тех случаях, когда такие данные отсутствуют рассчитывают теплопоступления от технологического оборудования, используя сведения из теории теплообмена.

45

Теплопоступления от нагретых поверхностей.

Количество тепла, поступающего от нагретой поверхности можно

ак, αл, апов - соответственно, коэффициенты естественной конвективной, лучистой и общей теплоотдачи поверхности, αпов = αл + αл, Вт/(м2·°С).

Коэффициенты конвективного и лучистого теплообмена зависят от температур tnoв, tв и их разности. Если принять температуру tв =20 °С, тогда эти коэффициенты будут зависеть только от tnoe.

Конвективная теплоотдача от нагретых горизонтальных поверхностей обращенных вверх выше, чем от поверхностей обращенных вниз.

Для нагретых небольших ржавых и окисленных поверхностей, включенных в теплообмен с ограждениями из неметаллических строительных материалов, коэффициент излучения приблизительно равен 4,7. Рассчитанные с учетом этих условий зависимости коэффициентов ак, αл, апов от температуры поверхности tnoe показаны на рис. 4.1.

ак, αл, апов, Вт/м2оС

120

100

80

60

40

20

Рис. 4.1 Зависимость коэффициентов ак, αл, апов от температуры поверхности tnoe :

1 – вертикальная поверхность; 2 – горизонтальная поверхность, обращенная вверх

46

Коэффициент теплоотдачи от нагретой поверхности при вынужденной конвекции:

где vв - скорость движения воздуха вблизи нагретой поверхности, м/с. Для расчета коэффициента теплоотдачи с открытой поверхности

Поступления лучистого тепла через открытые проемы печей

Через постоянно открытые или периодически открывающиеся проемы промышленных печей в помещение поступает мощный тепловой поток, вносящий существенный вклад в тепловой баланс помещения. Кроме того, на рабочем месте вблизи открытого проема создается большая интенсивность теплового облучения.

Обычно интенсивность теплового излучения через открытый проем печи упрощенно рассматривается как излучение абсолютно черного тела

(4.23) Проем печи имеет значительную толщину, образуется канал для

теплового потока, проходя по которому часть излучения теряется на его стенках. Интенсивность ослабленного теплового потока, поступающего в помещение, определяется формулой:

где kосл - коэффициент ослабления теплового потока с учетом поглощения и отражения на боковых поверхностях щелевого и цилиндрического каналов, приведен на рис. 4.2.

47

Рис. 4.2. Коэффициент ослабления теплового потока открытого проема печи для щелевого 1 и цилиндрического 2 каналов

Тепловой поток, Вт, от излучения, поступающий в помещение через открытый проем площадью F, м2, можно определить по формуле:

перпендикулярно тепловому потоку.

Коэффициент облученности рабочего места φрм в этом случае зависит только от расстояния х до открытого проема площадью F , точнее от параметра x/√F. Значения φрм могут быть определены по рис. 4.3.

Рис. 4.3 Коэффициент облученности рабочего места φрм

в зависимости от расстояния x, м, до открытого проема площадью F , м2

Тогда интенсивность облучения на рабочем месте qрм, Вт/м2, можно

48

определить по формуле

Теплопоступления от остывающего материала

Если материал при остывании твердеет, то есть переходит из жидкого состояния в твердое, то количество теплоты, Вт, поступающей в помещение от остывающего материала, определяется по зависимости:

где сж, см – теплоемкость соответственно материала в жидком и твердом состоянии, кДж/(кг·ºС);

t1, t2 – соответственно начальная и конечная температуры остывающего материала, ºС;

tпл – температура фазового перехода, ºС;

rпл – теплота фазового перехода (скрытая теплота плавления

или

твердения), кДж/кг;

Gм – расход остывающего материала, кг/ч.

Зависимость (4.27) справедлива при остывании материала более 1 часа. Если время остывания материала менее 1 часа, то количество теплоты, поступающей в помещение, рассчитывается по выражению:

При остывании материала в помещении более одного часа коэффициент

В=1.

49

Теплопоступления от дежурного отопления.

Дежурным называется отопление, предназначенное для поддержания температурных условий в помещениях ниже нормируемых, но не ниже минимально допустимых в период, когда здания не используются (жилые и общественные здания) и в нерабочее время (производственные здания).

В нормативных документах рекомендуются следующие значения минимальных температур воздуха:

+5 оС - для производственных зданий; + 12 оС - для общественных и административно-бытовых зданий;

+15 оС - для жилых зданий.

Количество теплоты, поступающей от дежурного отопления определяют по формуле:

где Qогр – суммарные теплопотери через ограждающие конструкции, Вт;

Qi – суммарные теплопотери на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха, Вт;

tдеж.от, tн - температуры воздуха помещения в режиме дежурного отопления и наружного воздуха соответственно, оС.