2.6.3 Определение допустимых параметров микроклимата в помещении при воздушном отоплении

При воздушном отоплении, теплопотери компенсируются теплом, которое подается в помещение воздушными струями.При этом виде отопления для соблюдения нормативных параметров микроклимата скорость, V_x , и температура t_х , воздушного потока на входе в рабочую зону не должны превышать нормативных значений.

В расчетных помещениях выполняются работы легкой тяжести. Воздушная струя подается во вне обслуживаемую зону. Воздухораспределители расположены вдоль самой длиной стены помещения на расстоянии 0,5 м. от потолка. Воздух подается через воздухораспределители типа регулируемой решетки «РР» серии 1.494-8. Приточные струи компактные, неизотермические, настилающиеся на потолок. Технические характеристики приточной решетки следующие : высота в_о=0,1м., ширина l_o=0,2 м., площадь F_o=0,02, коэффициент живого сечения решетки К_ж.с=0,65, коэффициент затухания скорости т₁=4,5 , коэффициент затухания температуры п₁=3,2 , коэффициент местного сопротивления ξ=2,2. Нормативная подвижность воздуха в рабочей зоне V_м =0,2 м/с, а нормативная температура t_в^н=+14°С.,а теплопотери расчетного помещения, Q_тп , определены ранее и приведены в таблице 2.8. Поставленная задача решается по следующему алгоритму:

Вычисляем максимально допустимое значение скорости V_x и температуры t_х воздуха вне зоны прямого воздействия приточной струи по формулам :

V_x=1,6* V_н (2,50)

V_x =1,6 * 0,2=0,32

t_х= t_в^н + _∆t_х (2,51)

где : _∆t_х – допустимое отклонение температуры в обслуживаемой зоне, при выполнении легких работ _∆t_х=3,5.

t_х=14 + 3,5=17,5

Определяем расстояние от жалюзийной решетки до входа струи в обслуживаемую зону, Х_п

Х_п=в + Н_п – Н_р.з. (2,51)

где: Н_п – высота помещения, в м.;

в – меньшая сторона помещения, м.;

Н_р.з. – высота рабочей зоны, м.( Н_р.з.=2,0)

Задаемся шириной зоны, которую обслуживает одна струя, в₁= Н_п , и определяем необходимое количество приточных струй, N, то есть длину большей стороны помещения, а, делим на в₁.

Х_п=13 + 3 – 2=14; N= а / в₁=14/3=4,67≈5 шт.

Определяем площадь помещения , приходящуюся на одну струю, F_п= в₁²; F_п=3²=9

Вычисляем отношение Х_п / (F_п)^0,5. Если это отношение меньше или равно 2,1 то используем зависимости :

V_o=V_x *X_п / ((m₂k_в (F_o)^0,5) (2,53)

∆t_х=∆t_on₂k_в(F_o)^0,5/ Н_п (2,54)

Если Х_п / (F_п)^0,5>2,1 то применяем зависимости:

V_o=V_x *X_п / ((m₂k_в k_с (F_o)^0,5) (2,55)

∆t_х=∆t_on₂ V_x / (V_o m₂ k_с ) (2,56)

или

V_o=(V_x 10,5(F_п / F_o)^0,5) / m₂ (2,57)

∆t_х=∆t_o * 1,4(F_п / F_o)^0,5 (2,58)

Причем за расчетную пару формул не обходимо принимать ту, у которой V_o меньшее.

Х_п / (F_п)^0,5=14/(9)^0,5=4,67 что больше чем 2,1

V_o – скорость воздуха на выходе из жалюзийной решетки, м/с;

∆t_o – начальный температурный перепад в струе воздуха на выходе из решетки;

m₂ , n₂ –коэффициенты затухания скорости и температуры для застилающихся струй;

k_в ,k_с – коэффициенты взаимодействия и стеснения струй соответственно.

Находим относительное расстояние настилания струй на поток, X_нас , из уравнения:

X_нас =X_п / (F_o)^0,5 (2,59)

X_нас=14/(0,02)^0,5=100

Определяем поправочный коэффициент на настилание струи, К

Если X_нас<=20 то К=1+0,0273(Х_п – 5)² /X_п (2,60)

Если X_нас>=20 то К=1+0,001(Х_п – 20) (2,61)

Но не более 1,41

X_нас>=20 то К=1+0,001(Х_п – 20)

К=1+0,001(14– 20)=1,304

Уточняем коэффициенты m₂ , n₂:

m₂=К * m₁ (2,62)

n₂=К * n₁ (2,63)

m₂=1,304 * 4,5=5,868 ; n₂=1,304 * 3,2=4,17 ; Расчет ведем по формулам (2,55) и (2,56) то коэффициент стеснения струи k_с=0,9;

Определяем коэффициент взаимодействия k_в.

Причем если в₁/X_п>0,14 то k_в=1

в₁/X_п=3/14=0,21; берем k_в=1;

Вычисляем по формуле (2,55) и (2,57) значение начальной скорости в воздухораспределителе, V_o .

V_o= 0,32 * 14 / (5,868 * 0,9 * 0,02^0,5)=4,48/0,75=5,97

∆t_х= 27 * 4,17 * 0,32 / (5,97 *5,868 * 0,9)=36,03/31,5=1,14

V_o=(0,32 * 10,5 (9 / 0,02)^0,5)/5,868=71,28 / 5,868=12,15

∆t_х=27 * 1,4 (0,02 / 9)^0,5=1,78

т. к. V_o>2 м/с , мы увеличиваем сечение жалюзийной решетки F_o=0,05.

V_o= 0,32 * 14 / (5,868 * 0,9 * 0,05^0,5)=4,48/1,18=3,8

∆t_х= 27 * 4,17 * 0,32 / (3,8 *5,868 * 0,9)=36,03/20,07=1,8

Определяем расход воздуха , L₁ , м³/ч от одного воздухораспределителя:

L₁=3600 * V_o * l_o * в_о * К_ж.р (2,64)

L₁=3600 * 3,8 * 0,2 * 0,1 * 0,65 =177,84

Из формулы (2,56) определяем начальный температурный перепад в приточной струе, ∆t_o, если значение больше 27°С то принимаем его равным 27°С .

∆t_o=3,5 *14 / (4,17 *1 *( 0,02)^0,5)=49 / 0,59 =83,1 = 27°С

Находим количество теплоты, Q₁, Вт, вносимое в помещение одной струёй

Q₁=0,28 * L₁ * ∆t_o * ρ (2,65)

где : ρ – плотность приточного воздуха, которая определяется из выражения

ρ =353 / (273+ t_пр) (2,66)

Температура приточного воздуха вычисляется как :

t_пр= t_в^н+∆t_о (2,67)

t_пр=14+27=41

ρ=353 / 273+41=1,12

Q₁=0,28 * 177,84 * 27 * 1,12=1505,81

Уточняем количество приточных струй, N, необходимых для компенсации теплопотерь помещения.

N= Q_тп / Q₁ (2,68)

N=14441,17 /1505,81=9,6

Округляем полученное значение количества приточных струй в большую сторону до целого значения, N=10 шт.

Теплопроизводительность системы воздушного отопления определится в расчетном примере как N * Q₁=10 * 1505,81=15058,1 Вт.

Минимальное расстояние между воздухораспределительными решетками, Р_мин., для правильного формирования струи должно составлять не менее 15 % от ширины зоны, которую обслуживает одна струя, в₁.

Р_мин=0,15*3=0,45 м.

Действительное расстояние между воздухораспределительными решетками, Р, определяется из уравнения:

Р=(а / N)- l_o (2,69)

где: а – длина большей стороны помещения в плане.

Р=(14/10)-0,2=1,2

Выводы по выполненному расчету:

Для воздушного отопления расчетного помещения, при условии соблюдения допустимых норм по температуре и подвижности воздуха в обслуживаемой зоне, необходимо:

• установить вдоль стены, десять воздухораспределительных решеток сечением 0,1х0,2 м. каждая.

• начальная скорость приточной струи должна быть 3,8 м/с.

• Температура воздуха на выходе из решетки + 41 °С

• Теплопроизводительность одной приточной струи 1505,81 Вт.

• Теплопроизводительность системы воздушного отопления 15058,1 Вт.

ЛИТЕРАТУРА

• СНиП И-3-79** .Строительная теплотехника, - М: ЦИТП Госстроя СССР, 198б,-32с

• СНиП 2.01.01-82**. Строительная климатология и геофизика. -М: Госстрой СССР,1983 .-136с.

• СНиП 2.04.05-91 *. Отопление, вентиляция и кондиционирование

• Минстрой России. -М.:ГП ЦПП, 1995. -66 с.

• Богословский В.Н. Строительная теплофизика. -М.: Высшая школа, 1982.-365с.

• Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление. М.: Стройиздат, 1991,-736с.

• Богословский В.Н., Поз М.Я. Теплофизика аппаратов утилизации тепла систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.-

• М: Стройиздат, 1983.- 425 с.

• Богословский В.Н., Шепелев И.А., Эльтерман В.М, Вентиляция и кондиционирование воздуха. Ч2. М.: Стройиздат, 1977,-502с

• Рекомендации по расчету воздухо-распределения в общественных зданиях.М.: Стройиздат, 1988,-96с

• Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. М: Госстрой СССР, 1973,-375 с.

• Отопление и вентиляция жилых и гражданских зданий: Проектирование: Справочник /Г.В.Русланов и др.- Киев:. Будівельник, 1983р. —272 с.

• Методические указания по практическим проблемам теплотехнического и влажностного расчета наружных ограждающих конструкций на зимние и летние условия эксплуатации зданий и сооружений./ Непомнящий С.В. и др.- Одесса: ОИСИ, 1993. -38 с.

• Методические указания к курсовому проектированию по теплотехническому и влажностному расчетам наружных ограждающих конструкций (для заочной формы обучения пс специальности 2907 "Теплогазоснабжение и вентиляция")./Непомнящий С.В. и др.- Одесса: ОИСИ, 1988.-27с.

• Ильинский В.М. Строительная теплофизика. М.: Высшая школа. 1974. -318с.