Александров ю. А

Вид материала

Учебно-методическое пособие

Содержание Расчет теплопотерь здания (Q К — коэффициент теплопередачи, Вт/(м•К) (приложение 5 или расчетные показатели); F 6.2.1 Расчет площадей ограждающих конструкции здания F продольных стен = b • h F стен общая = F продольных стен + F торцовых стен F перекрытия= a • b (для чердачных перекрытии) 6.2.2 Расчет коэффициента теплопередачи K 6.2.3 Расчета теплопотерь через ограждающие конструкции F— площадь каждого огражде­ния, м; n 6.2.4 Расчет теплопотерь на нагрев вентиляционного воздуха 6.2.5 Расчет теплопотерь на испарение влаги 6.2.5 Расчет теплового баланса здания 6.2.6 Расчет Δ t нулевого теплового баланса здания

Подобный материал:

• Александров Д. Н. Личность и синдром предпринимателя, 72.06kb.
• Александров А. А, 49.6kb.
• Литература о Ломоносове М. В. в фондах библиотеки БашГУ, 55.77kb.
• Список книг, поступивших в библиотеку за июнь 2010, 960.34kb.
• В. А. Андреева // Кл рук. Науч метод журн для зам дир., кл рук., учителей нач шк., 163.33kb.
• «физиотерапия позвоночника», 197.9kb.
• Заслуженные люди визитная карточка деревни Александров Андрей Александрович «Заслуженный, 112.36kb.
• «не белы то снеги» в обработке А. В. Александрова александр Васильевич Александров, 14.7kb.
• Гостинично-ресторанный комплекс «Александров» приглашает к сотрудничеству. Всвязи, 660.43kb.
• С. Кара-Мурза, А. Александров, М. Мурашкин, С. Телегин, 6654.45kb.

К = 1 : r_о

Величину, обратную коэффициенту теплопередачи, называют термическим сопротивлением теплопередаче R, м² • К/Вт.

Коэффициент теплопередачи однослойного ограждения рас­считывают по формуле;

К = 1 : (1/α_n + δ/λ_в + 1/β_н)

многослойного ограждения по формуле:

К = 1 : (1/α_n + Σ δ/λ_в + 1/β_н)


6.1 Расчет поступления теплоты


В зданиях с отопительными приборами уравнение теплового баланса будет иметь следующий вид:

Q_ж + Q_от = Q_огр + Q_доп. + Q_вент + Q_исп.

где Q_ж — количество теплоты, выделяемой животными, Вт;

Q_от — количество теп­лоты, поступающей от отопительных или отопительно-вентиляционных установок, , Вт;

Q_огр — количество теплоты, теряемой через все ограждающие конструкции, Вт;

Q_{доп. -} количество теплоты, теряемой через вертикальные ограждающие конструкции за счет обдувания ветром, Вт;

Q_вент — количество теплоты, расходуемой на нагревание вентиляционно­го воздуха, Вт;

Q_исп. — количество теплоты, расходуемой на испарение влаги с мокрых поверхностей, подстилки, технологического оборудования.

В неотапливаемых зданиях формула теплового баланса будет следующая:

Q_ж = Q_огр + Q_доп + Q_вент + Q_исп

Если количество теплоты, выделяемой животными и поступа­ющей от систем отопления, равно теплопотерям, то в помещении создается тепловое равновесие; если меньше, то наблюдается снижение температуры.

Теплоту, выделяемую всеми животными Q_ж, (Вт), рассчитывают по формуле:

Q_ж = q_ж • n • z ,

где q_ж — количество свободной теплоты, выделяемой одним животным (см. приложения 1—3);

z - поправочный коэффициент на температуру воздуха в помещении (приложение 17)

n — количество животных, гол.

Если в помещении содержатся разновозрастные группы животных, то формула расчета примет следующий вид:

Q_ж = q₁ • п₁ • z₁ + q₂ • п₂ • z₂ +… + q _i • п _ii • z _i

Тепловыделение животных зависит от вида, возраста, продуктивности и температуры окружающей среды. Расчет ведут с учетом поправочного коэффициента на температуру (z), при которой находятся животные в помещении. Теплоту, выделяемую птицей Q_n, (Вт), определяют по формуле:

Q_n = т • q • п • z ,

где т — масса одной птицы, кг;

q — норма выделения теплоты на 1 кг массы пти­цы, Вт(см. при­ложение 2 );

п — поголовье птицы.

z - поправочный коэффициент на температуру воздуха в помещении (приложение 17).

В справочных таблицах учебного пособия нормы тепловыделения животными приведены в Вт и кДж/ч.

2. ^ Расчет теплопотерь здания (Q_orp)
   

Теплопотери здания складываются из основных теплопотерь через все его наружные ограждения и дополнительных. Основные теплопотери Q_orp, (Вт) через ограждающие конструкции вычисляют по формуле:


Q_{orp =} Σ [K • F (T_в –T_н) • n],

где Σ — показатель, указывающий на то, что нужно учесть и сложить теплопотери через каждую ограждающую конструкцию (стены, перекрытия, пол, двери, ворота);

^ К — коэффициент теплопередачи, Вт/(м²•К) (приложение 5 или расчетные показатели);

F— площадь каждого огражде­ния, м²;

T_вн. — температура внутреннего воздуха (расчетная), °С, (приложение 13);

T_н — температу­ра наружного воздуха (расчетная), °С, (приложение 10 );

n — поправочный коэффициент, учитывает расположение ограждения по отношению к наружному воздуху (см. приложение 7).


^ 6.2.1 Расчет площадей ограждающих конструкции здания


При расчете теплопотерь через стены сначала рассчитывают площади стен с учетом окон, ворот, дверей по формуле:

^ F продольных стен = b • h₁• 2

F торцовых стен = (a • h₁• 2) + [(a • (h₂ – h₁)]

- в зданиях с совмещенными перекрытиями;

F торцовых стен = a • h₁• 2

– в зданиях с чердачными помещениями;

где a – ширина здания, м;

b – длина здания, м;

h₁ - высота здания от пола до наиболее низкой части перекрытия;

h₂ - высота здания от пола до наиболее высокой части перекрытия (в коньке);

^ F стен общая = F продольных стен + F торцовых стен

Площадь стен без учета окон, дверей и ворот:

F стен общая - F окон – Fдверей – Fворот

Площадь пола рассчитывается по формуле:

F пола= a • b

где a – ширина здания, м;

b – длина здания, м;

Площадь пола по зонам рассчитывается следующим образом:

1 зона = (a • 2 м • 2) +( b • 2 м • 2)

2 зона = [(a - 4 м) • 2 м • 2)] + [( b - 8 м) • 2 м • 2)]

3 зона = [(a - 8 м) • 2м •2)] + [( b – 12 м) • 2 м • 2]

Площадь перекрытия рассчитывается по формуле:

^ F перекрытия= a • b (для чердачных перекрытии)

F перекрытия= a • b • 1,1 ( для совмещенных перекрытий)

где a – ширина здания, м;

b – длина здания, м;

^ 6.2.2 Расчет коэффициента теплопередачи K


Коэффициент теплопередачи однослойного ограждения рас­считывают по формуле;

К = 1 : (1 : α_n + δ : λ_в + 1 : β_н)

многослойного ограждения по формуле:

К = 1 : ( 1: α_n + Σ δ :λ_в + 1 : β_н)

где K - коэффициент теплопередачи ограждающего элемента здания;

α_n - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности конс­трукции - для поверхности потолка и стен равен 8,7 для полов – 5,8 Вт / (м² • ⁰C ),

β_н - коэффициент теплопередачи наружной поверхности огражда­ющих конструкций к окружающей среде, для стен и крыш равен 23, полов – 8,1 Вт / (м² • ⁰C ),

 - толщина каждого из слоев, составляющих ограждения, м;

λ - коэффициент теплопроводности материала каждого из сло­ев, Вт / (м • ⁰C ), (Справочные данные: см. приложение 4).

В целом формула принимает вид:

К = 1: (0,115 +   :  + 0,043)

где 1, 115 и 0,043 постоянные коэффициенты,

 - толщина материала в м;

 - теплопроводность материала (см. приложение 4 ).


^ 6.2.3 Расчета теплопотерь через ограждающие конструкции


Формула для расчета теплопотерь через ограждающие конструкции:

Q_{orp =} K • F • Δ t • n

где К — коэффициент теплопередачи, Вт/(м²•К) (приложение 5 или расчетные показатели);

^ F— площадь каждого огражде­ния, м²;

n — поправочный коэффициент, учиты­вает расположение ограждения по отношению к наружному воздуху. Для чердачных помещений c асбестоцементной кровлей n=0,8; с кровлей из рулонных материалов n=0,9; для стен и перекрытия, отделяющие отапливаемые помещения от неотапливаемых, не сообщающихся с наружным воздухом (приложение 7).

Δ t = t_вн. - t_нар.

t_вн. — температура внутреннего воздуха (расчетная), °С, (приложение 13 );

t_нар — температу­ра наружного воздуха (расчетная), °С, (приложение 10 );

Теплопотери через полы определяют по условным коэффици­ентам теплопотерь (К полов). Так, теплопотери через неутепленные полы, расположен­ные на грунте, определяют по зонам шириной 2 м, считая зоны от наружных стен. По углам 1 зоны ( 4 квадрата сечением 2 м × 2 м) расчет ведется полностью, а по остальным зонам с минусом 2 м по поперечным и продольным направлениям.

Теплопотери через полы на лагах определяют по методике не­утепленных полов, но условный коэффици­ент теплопотерь (К полов). умножают на 0,8 (80 % теплопотерь от неутепленных полов). Для остальных конст­рукций коэффициенты теплопередачи находят расчетным путем, как указано выше.

Расчет теплопотерь через ограждающие конструктивные элементы здания оформить в виде таблицы (см. приложение 12).

Дополнительные потери теплоты зависят от ориентации ограж­дений по отношению к сторонам света, обдувания ветром, проду­ваемости, поступления холодного воздуха через наружные двери ворота при их открывании, инфильтрации воздуха.

Для упрощения расчетов дополнительные теплопотери прини­мают в размере 10 - 13 % основных теплопотерь через вертикальные ограждающие конструктивные элементы здания ( стены, окна, двери и ворота). Коэффициенты теплопередачи окон и дверей приведены в приложении 5.

Q_доп. = 0,10 …0,13 • (Q_стен + Q_окон + Q_дверей + Q_ворот )


^ 6.2.4 Расчет теплопотерь на нагрев вентиляционного воздуха


Теплопотери на вентиляцию Q_вент. ( Вт) определяют по фор­муле

Q_вент. = 0,278 • Lmax. • ρ • c • Δ t ,

где L max. — часовой объем вентиляции, рассчитанный на удаление влажности или углекислоты в зим­ний период, м³/ч;

ρ — плотность наружного воздуха при расчетной температуре, кг/м³;

с — удельная теплоемкость воздуха, равна 1,01 кДж/(кг • ⁰К);

0,278 - коэф­фициент для перевода кДж в Вт.

Для упрощения расчетов используем коэффициент объемной теп­лоемкости воздуха [1, 01 кДж/(кг • ⁰К)] • 1,250 кг/м³ = 1,25 кДж • ( м³ • ⁰К). Тогда формула примет следующий вид:

Q_вент. = = 0,278 • Lmax. • 1,25 • Δ t


^ 6.2.5 Расчет теплопотерь на испарение влаги


Теплопотери на испарение влаги с влажных ограждающих поверхностей Q_исп. определяют по формуле:

Q_исп. = 0,278 • 2,3 • W_исп.

где 2,3 — коэффициент, показывающий расход теплоты на испарение 1 г воды с поверхности, кДж/г;

W_исп. — поступление влаги влажных ограждающих поверхностей (для уп­рощения расчетов ее берут в размере 10—25 % от влаги, выделяемой животными при дыхании и испарении (см. приложение 9).

0,278 - коэф­фициент для перевода кДж в Вт.

^ 6.2.5 Расчет теплового баланса здания


Тепловой баланс Δ Q рассчитывается по формуле

Δ Q = Q_ж. - Q_огр. - Q_вент. - Q_исп. – Q_доп.

где: Q_ж. – свободное тепло, выделяемое всеми животными, содержащимися в помещении, Вт;

Q_вент - потери тепла на нагрев вентиляционного воздуха до оптимальной температуры, Вт;

Q_огр - потери тепла через ограждающие конструкции, Вт;

Q_доп - затраты тепла за счет обдувания ветром, Вт.

Q_исп - потери тепла на испарение влаги с ограждающих конструкций, Вт.

^ 6.2.6 Расчет Δ t нулевого теплового баланса здания


Данный расчет необходим для расчета предельной низкой тем­пературы наружного воздуха, при которой возможна беспрерывная работа системы вентиляции без подогрева.

Δ t _{нулевого баланса} = (Q_ж – Q _исп) / (0,278 • Lmax. • 1,25 + Σ K • F)

где L max. — часовой объем вентиляции, рассчитанный на удаление влажности или углекислоты в зим­ний период, м³/ч;

0,278 - коэф­фициент для перевода кДж в Вт .

Q_ж — количество теплоты, выделяемой животными, Вт

Q _исп - теплопотери на испарение влаги с влажных ограждающих поверхностей.

Для определения структуры теплопотерь расчетные данные оформить в виде табл. 11 , сделать заключение.

Таблица 11

Структура теплопотерь коровника

Виды теплопотерь	Теплопотери
	Вт	%
Qогр - через ограждающие конструкции, Вт
Qвент. - на нагрев вентиляционного воздуха, Вт
Qисп. - на испарение влаги с влажных поверхностей, Вт
Qдоп. - на обдувание ветром, Вт
Q общ. - общие теплопотери, Вт
Qж. - выделение тепла животными , Вт
Δ Q - тепловой баланс, Вт
t нул. теп. баланса, 0C