Расчет поступлений тепла и влаги в помещение

Поступления тепла в помещение

В помещение тепло поступаетот людей, от искусственного освещения, от работающих электродвигателей, от нагретого оборудования и материалов, через заполнения световых проемов от солнечной радиации, а также с нагретым воздухом.

Теплопоступления от людей, а также количество выделяемой влаги определяются в зависимости от тяжести труда, а также от температуры воздуха в помещении. Для расчетов рекомендуется использовать данные из табл. 5.3, в которой приведены средние показатели для мужчин. Принято считать, что женщины выделяют 85 %, а дети в среднем 75 % теплоты и влаги, выделяемых мужчинами.

Таблица 5.3

Количество теплоты и влаги, выделяемых

взрослыми людьми (мужчинами)

Теплопоступления от искусственного освещения

Принято считать, что вся энергия, затрачиваемая на освещение, переходит в теплоту, нагревающую воздух помещения; при этом пренебрегают частью энергии, нагревающей конструкции здания и уходящей через них. Тепловыделения от освещения:

Q_осв = N_осв , кВт, (5.8)

где N_осв – суммарная мощность источников освещения, кВт.

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

Q_э = N_у · K_загр · K_од · (1 - η) / η , кВт, (5.9)

где N_у – установочная номинальная мощность электродвигателей, кВт; K_загр – коэффициент загрузки электродвигателей, равный отношению передаваемой мощности к установочной (по данным технологов); K_од – коэффициент одновременности работы электродвигателей (по данным технологов); η – коэффициент полезного действия электродвигателя с учетом загрузки; η = K_п·η₁, где η₁ - коэффициент полезного действия электродвигателя при полной загрузке (по каталогам электродвигателей); K_п – поправочный коэффициент, учитывающий загрузку электродвигателя, (по каталогам электродвигателей или табл. 5.4).

Таблица 5.4

Поправочный коэффициент, учитывающий загрузку электродвигателя

Теплопоступления от оборудования и материалов

Количество теплоты, поступающей в помещение от нагретого технологического оборудования и материалов, принимают по технологической части проекта или определяют в соответствии с ведомственными указаниями.

Тепловыделения от нагретых поверхностей определяют по обычным формулам теории теплопередачи:

Q_м = F_м·K·(t_ср – t_в) , Вт, (5.10)

где F_м – площадь передающей тепло поверхности (определяют измерением или по данным технологов), м²; K – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·К); t_ср – средняя температура передающей тепло поверхности, °С; t_в – температура окружающего воздуха, °С.

Теплопоступления через внутренние ограждения учитывают, когда перепад температур в двух соседних помещениях ≥10°С.

Теплопоступления в помещение от солнечной радиации

Теплопоступления от солнечной радиации учитывают в тепловом балансе помещений при наружной температуре 10º С и выше. Теплопоступления от солнечной радиации через стены не учитывают.

Количество тепла, поступающего в помещение от солнечной радиации, определяют по формулам:

для остекленных поверхностей

Q_{ост.рад} = F_ост · q_ост · A_ост, Вт; (5.11)

для покрытий

Q_п.рад = F_п · q_п · K_п, Вт, (5.12)

где F_ост и F_п – площади поверхностей остекления и покрытия, м²; q_ост и q_п – теплопоступления от солнечной радиации через 1 м² поверхности остекления, зависящие от его ориентации по сторонам горизонта (табл. 5.5), и через 1 м² поверхности покрытия при коэффициенте теплопередачи 1 Вт/(м²·ºС) (табл. 5.6), Вт/м²; A_ост – коэффициент, зависящий от характера остекления и солнцезащитных устройств (табл. 5.7); K_п – коэффициент теплопередачи покрытия, Вт/(м²·ºС).

Таблица 5.5

Теплопоступления от солнечной радиации через остекленные поверхности

Таблица 5.6

Теплопоступления от солнечной радиации через покрытие

(средние значения)

Таблица 5.7

Значения коэффициента A_ост

Теплопоступления с инфильтрующимся воздухом

Принцип расчета инфильтрующегося в помещение воздуха тот же, что и для холодного периода, только в теплый период с воздухом в помещение поступает избыточное тепло, если температура t_н > t_в. Причины поступления воздуха: ветровое давление, гравитационный перепад давления. Эти расчеты производят в основном при выборе систем кондиционирования воздуха.

Поступления влаги в помещение

Поступления влаги W от людей в зависимости от тяжести труда – от 30 до 300 и более г/ч, см. табл. 5.3.

Количество влаги, испаряющейся с открытой поверхности некипящей воды:

W = (a + 0,017· V )·(P₂ – P₁)· ·F , кг/ч, (5.13)

где a – фактор скорости движения окружающего воздуха под действием гравитационных сил, значение а при температуре от 15 до 30°С принимается в соответствии с табл. 5.8; V – относительная скорость движения воздуха над поверхностью испарения, м/с; Р₁ и Р₂ –парциальное давление водяного пара в воздухе помещения, мм рт. ст., и парциальное давление водяного пара, соответствующая полному насыщению воздуха при температуре, равной температуре поверхности воды, мм рт. ст.; 760 – нормальное барометрическое давление, мм рт. ст.; Р_бар – расчетное барометрическое давление для данного географического пункта, мм рт. ст.; F – площадь поверхности испарения, м².

Таблица 5.8

Значения фактора скорости движения воздуха в зависимости от температуры

Количество влаги, испаряющейся с мокрых поверхностей строительных конструкций и оборудования определяется по вышеприведенной формуле (5.13) при а = 0,031.

Количество влаги, испаряющейся с мокрой поверхности пола, если известно количество воды W_c, стекающей на пол, а также ее начальная t_н и конечная t_к температура, определяется по следующей формуле:

W_п = , кг/ч, (5.14)

где r – скрытая теплота парообразования, r = 2450 кДж/кг, с – теплоемкость воды, с = 4,2 кДж/кг·°С.

Если вода находится длительное время на поверхности пола, то

W_п @ (6 … 6,5)·(t_в – t_м) ·F , г/ч, (5.15)

где t_в и t_м – температура воздуха в помещении соответственно по сухому и мокрому термометрам, °С.

Испарение с поверхности материалов определяют на основе опытных или технологических данных; выделение влаги через неплотности оборудования также определяют по данным, полученным при натурных исследованиях. Для этого необходимо подобрать специальную литературу.

Количество влаги, испаряющейся с поверхности кипящей воды, определяют по затратам тепла на подогрев воды; для ориентировочных расчетов можно принять, что при кипении испаряется 40 кг/ч воды с 1 м² поверхности.

При устройстве плотных укрытий без отсоса воздуха возможно частичное прорывание влаги из-за высокого парциального давления водяного пара в воздухе под укрытием; расчет влаговыделений производится с понижающим коэффициентом 0,1—0,3, вводимым в вышеприведенные формулы.

При укрытиях с отсосом и наличием дверок или люков прорыв влаги составляет 15—20% – при редком открывании люков и 25—30% – при частом открывании люков.