«

»

Ноя 02

Как произвести расчет всех теплопоступлений

Теплопритоки — надхождение в помещение тепла от разных источников. Расчет теплопоступлений это неотъемлемая часть разработки систем кондиционирования здания. Этот подсчет очень важен и от него зависит: будет ли микроклимат в комнате комфортным для человека.

Теплопоступления от людей

Теплопритоки от людей делятся на явные, скрытые и полные. Принимают их из пособия 2.91 к СНиП 2.04.05*91. Ниже наведена таблица со значениями теплопритоков от взрослого человека при нужной нам температуре в помещении. Это, так называемые, удельные теплопоступления от человека, то есть сколько тепла выделит один человек при определенной работе, если в комнате наявна такая-то температура.

таблица теплопритоков

При упрощенном расчете, не задаются градусами в помещении и просто берут средние значения теплопритоков. Теплопоступления от людей сопровождающиеся: отдыхом 120 Вт,  легкой сидячей работой 130 Вт, работой в офисе 150 Вт, легкой работой стоя 160 Вт, легкой работой на производстве 240 Вт, медленным танцем 260 Вт, работой средней тяжести 290 Вт, тяжелой работой 440 Вт.
Напомним, что эти значения это удельные тепловыделения от людей. 

категории работ

Для расчета теплопоступлений от всех, необходимо значение тепловыделений подставить в формулу:

Q= q*n,

где q- удельные теплопоступления, Вт/чел.

n — количество людей, чел.

И не забывайте, что для разных видов работ — разные удельные теплопритоки, и если у вас в помещении четверо людей отдыхает, двое сидит за компьютером, и шестеро в этот момент передвигают мебель, то необходимо рассчитать тепловыделения от каждой из этих категорий отдельно и потом добавить их все вместе. Например, в данном случае теплопоступления в помещение от людей составят (допустим внутренняя температура будет 20) : 4*116+2*151+6*291=2512 Вт. Вот и весь подсчет. Главное определится к какой категории работ отнести деятельность людей.              

Теплопоступления от солнечной радиации

Более сложным и не менее важным является определение теплопоступлений от солнечной радиации. Поможет вам в этом все то же пособие, но если в случае с людьми используется простейшая формула, для вычисления солнечных теплопритоков намного сложнее. Теплопритоки на инсоляцию разделяются на приток тепла через окна и через ограждающие конструкции. Для их нахождения необходимо знать ориентацию здания за сторонами света, размер окна, конструкцию ограждающих элементов и все остальные данные,что необходимо подставить в выражение. Расчет теплопоступлений от солнечной радиации через окно производится через выражение: 

QΔt=(tнар + 0,5• θ•AMC  – tп)AOC/ROC

tнар — среднесуточная  температура внешнего воздуха, принимаем температуру июля из СНиП 2.01.01-82

θ — коэффициент, показывающий изменения температуры внешнего воздуха,

AMC — наибольшая за сутки амплитуда температуры внешнего воздуха в июле, берем из СНиП 2.01.01-82

tп —  температура воздуха в здании, берем по СНиП 2.04.05-91

AOC, ROC — площадь, и приведенное сопротивление теплопередаче остекления  берется из СНиП II-3-79

Все данные берутся из приложения в зависимости от географической широты.

Солнечные теплопоступления через ограждающие конструкции рассчитываются так:

Формула инсоляции

Выходя из личного опыта, советую сделать в экселе или другой программе табличку расчета теплопритоков от солнечной радиации, это намного упростит и ускорит ваши вычисления. Старайтесь всегда рассчитывать солнечные теплопоступления по этой методике. Печальная практика показывает, что заказчики, указывающие ориентацию их помещения по сторонам света, скорее исключение нежели правило(. Поэтому хитрые проектировщики пользуются такой шпаргалкой: Теплопоступления от солнца для затемненной стороны 30 Вт/м3, при нормальном освещении 35 Вт/м3, для солнечной стороны 40 Вт/м3. Берете эти значения и умножаете на бьем помещения. Эти расчеты очень приблизительны, они могут быть в разы как больше так и меньше теплопритоков рассчитанных по формулам. Пользуюсь этой шпаргалкой в редких случаях : когда нужно быстро подобрать обычную сплит-систему для квартир и маленьких офисов. Советую и вам всеми силами вытягивать как-можно больше данных и делать все-же правильный расчет теплопоступлений от солнечной радиации.

Теплопоступления от оборудования

Теплопритоки от оборудования и электродвигателей напрямую зависят от их мощности и определятся из выражения::

Q= N *(1-кпд*k3),

или  Q=1000 * N * k1*k2*k3* kт

где N — мощность оборудования, кВтк1, к2, к3 — коэффициенты загруженности (0,9 — 0,4), спроса (0,9 — 0,7) и одновременности работы(1 — 0,3),

кт- коэффициент перехода тепла в помещение 0,1 — 0,95

  Эти коэффициенты не одинаковы для разного оборудования и берутся из разных справочников. На практике же все коэффициенты и КПД приборов — указываются в техническом задании. В промышленной вентиляции от оборудования может быть больше теплопритоков чем от всего остального.

Зависимость КПД электродвигателя от его мощности: 

N     <0,5             0,5-5         5-10          10-28          28-50          >50

η        0,75           0,84          0,85           0,88            0,9             0,92
Что же касается бытовой вентиляции, желательно брать мощности и ККД из паспортов оборудования, но бывает встречается что данных нет и если в промышленности не обойтись без технологов, то здесь допускается брать приближенные значения на теплопритоки от оборудования, которые можно найти в всевозможных справочниках и пособиях, например:

  • Тепловыделения компьютеров 300-400 Вт
  • кофемашин 300 Вт
  • лазерных принтеров 400 Вт
  • электрического чайника 900-1500 Вт
  • ксерокса 500-600 Вт
  • фритюрницы 2750-4050 Вт
  • сервера 500-100 Вт
  • тостера 1100-1250 Вт
  • телевизора 150 Вт
  • гриля 13500 Вт/м2 поверхности
  • холодильника 150 Вт
  • электроплиты 900-1500 Вт/м2 поверхности

Когда на кухне имеется вытяжной зонт, теплопритоки от плиты уменьшают на 1,4.

Теплопоступления от освещения

Они определяются так:

 Q = n*N

 где n — коэффициент трансформации электрической энергии в тепло(0.95 для лампы накаливания и 0.5 для люминесцентной лампы. N — мощность светильника. При необходимости допускается принять 50 — 100 Вт/м2 для хорошо освещенных комнат.
На теплопритоки от освещения влияет размещение светильника в пространстве.

Дополнительные теплопоступления 

Для определенных случаев к основным теплопоступлениям добавляются дополнительные. Для каждого случая разные. Например для кафе это теплопритоки от еды и от вытяжного зонта на кухне, для гальванических цехов — теплопоступления от открытой водной поверхности и т.д. Рассмотрим же формулы наиболее востребованных.

Теплопритоки от еды

Теплопритоки от еды — неотъемлемая часть расчета вентиляции в кафе, и определяются по формуле:

Q = g*ccp*(tH -tk )*n/(T*3,6)

теплопритоки от еды

где g – средний вес всех блюд на одного посетителя(0,85кг)

ccp – средняя теплоемкость еды (3,35 кДж/ кг  ͦ С);

tH  — начальная температура еды ( 70 ͦ С);

tk  — температура еды в момент потребления (40 ͦ С);

n – количество посадочных мест;

τ – длительность принятия пищи ,год.

Теплопритоки от печей в термическом цеху

От горизонтальной поверхности печи

Q =1,3*n*Fг*(tпов-tв)^4/3

где n- коэффициент, что зависит от температуры поверхности печи , при 55 С  n=1,625.

Fг- площадь горизонтальной поверхности печи, м2;

tв- температура внутреннего воздуха, ;

tпов – температура поверхности печи.

От вертикальной поверхности печи

Q =1,3*n*Fв*(tпов-tв)^4/3,

где все то же кроме Fв=a*b=(2a+2b)h,  a и b — размеры печи,  h — ее высота

Сначала находим отдельно теплопоступления от вертикальной части печи и отдельно от горизонтальной и просто их додаем, это и будут полные тепловыделения от печи.

Теплопоступления сквозь стенки воздуховодов

Сквозь стенки воздуховодов местных вытяжных систем часть теплого воздуха возвращается в помещение. Тепло,поступающее в комнату сквозь стенки воздуховодов можно найти по формуле:

 Q = kF(Tср -Tв)            

где  к– коэффициент теплопередачи стенки воздуховода;

F – площадь воздуховодов;

Tср– температура среды внутри воздуховода;

Tв– температура воздуха в помещении.

Теплота от отопления

В помещении с большими стеклянными стенами бывает необходимо включать кондиционер, но отопительный сезон еще не закончился. Тогда тепловыделения от системы отопления равны 80-125 Вт/м2 площади помещения. В этом случае необходимо также рассчитывать и теплопотери после чего составляем тепловой баланс помещения и определяем необходимость в кондиционировании.

Какие итоги можно подвести

И так, делая выводы, выделим четыре основных источника теплопритоков: люди, солнечная радиация, штучное освещение и электрооборудование. Их обязательно рассчитывать по указанным выше формулам. В конкретных случаях к ним додаются дополнительные теплопоступления. Расчет теплопритоков прост — достаточно знать исходные данные и подставить их в формулы. 

Понравилась статья? Поделись об этом с друзьями!

Добавить комментарий

Добавить сайт в закладки