Проектирование кондиционирования, вентиляции и отопления

Расчет теплового баланса помещения

Составление теплового и влажностного баланса для кондиционируемого помещения производится общеизвестными методами, принятыми в отопительно-вентиляционной технике. Здесь должны быть учтены все факторы, влияющие на изменение состояния воздушной среды помещения.

 

Для составления теплового баланса помещения необходимо определить все поступления и потери тепла в помещении.

 

В помещениях различного назначения действуют две основные категории тепловых нагрузок:

 

• тепловые нагрузки, возникающие снаружи помещения (наружные)
• тепловые нагрузки, возникающие внутри зданий (внутренние)

Наружные тепловые нагрузки представлены следующими составляющими:

 

• теплопоступления или теплопотери в результате разности температур снаружи и внутри здания через стены, потолки, полы, окна и двери. Разность температур снаружи здания и внутри него летом является положительной, в результате чего имеет место приток тепла снаружи во внутрь помещения; и наоборот - зимой эта разность является отрицательной и направление потока тепла меняется
• теплопоступления от солнечного излучения через застекленные площади; данная нагрузка проявляется в форме ощущаемого тепла; солнечное излучение всегда создает положительную нагрузку как летом, так и зимой. Летом эта нагрузка должна быть компенсирована, а зимой она незначительная и интегрируется с теплом, вырабатываемым установкой искусственного климата
• наружный вентиляционный воздух и проникающий в помещения воздух (за счет инфильтрации) может иметь также различные свойства, которые, однако, почти всегда контрастируют с метеорологическими требованиями помещений: летом горячий и влажный (в некоторых широтах наоборот - сухой) наружный воздух существенно влияет на работу установки, охлаждающей и осушающей воздух; зимой холодный и сухой (или наоборот -влажный) наружный воздух должен быть подогрет и увлажнен. И только в промежуточный период между двумя этими временами года наружный воздух может в какой-то мере быть использован в форме бесплатного охлаждения помещений

Следует отметить, что наружные тепловые нагрузки могут обладать различными свойствами, то есть могут быть положительными и отрицательными в зависимости от времени года и времени суток. Внутренние тепловые нагрузки в жилых, офисных или относящихся к сфере обслуживания помещениях слагаются в основном из:

• тепла, выделяемого людьми
• тепла, выделяемого лампами и осветительными приборами, электробытовыми приборами: холодильниками, плитами и т. д. (в жилых помещениях)
• тепла, выделяемого работающими приборами и оборудованием: компьютерами, печатающими устройствами, фотокопировальными машинами и пр. (в офисных и других помещениях

В производственных и технологических помещениях различного назначения дополнительными источниками тепловыделений могут быть:

• нагретое производственное оборудование
• горячие материалы, в том числе жидкости и различного рода полуфабрикаты
• продукты сгорания и химических реакций

Все перечисленные внутренние тепловые нагрузки являются всегда положительными, и поэтому в летний период они должны быть устранены, а зимой за их счет снижается нагрузка на установки обогрева.

Поступления теплоты и влаги в помещения.

При составлении теплового и влажностного балансов помещения учитывают: 1) поступления теплоты от производственного оборудовании, электродвигателей, искусственного освещения, отопительных приборов, а также поступление (удаление) теплоты от нагретых (охлаждённых) материалов или полуфабрикатов и от химических реакций; 2) выделение теплоты и влаги людьми; 3) поступления (потери) теплоты через внешние и внутренние ограждения; 4) поступления теплоты солнечной радиации через ограждения; 5) выделение или поглощение влаги, что во многих случаях сопровождается поглощением или выделением теплоты.

Поступления теплоты в помещения:
А) Тепловыделения от электродвигателей и при переходе механической энергии в тепловую.
Б) Тепловыделения от оборудования и материалов.
В) Тепловыделения от искусственного освещения.
Г) Выделение теплоты и влаги людьми.
Д) Поступления теплоты с инфильтрующимся воздухом.
Е) Поступления теплоты через внутренние ограждения.
Ж) Поступления теплоты через заполнение световых проёмов.
З) Поступления теплоты через массивные наружные ограждения.

Поступления влаги в помещения:
А) Влага испаряющаяся в воздух помещения с открыто расположенной поверхности некипящей воды.
Б) Вода испаряющаяся с мокрых поверхностей ограждений здания и оборудования.
В) Вода испаряющаяся со смоченной поверхности пола.
Д) Вода испаряющаяся с мокрой поверхности пола, на котором она находилась длительное время.
Е) Испарение влаги с влажных поверхностей материалов и изделий.
Ж) Влаговыделения через неплотности в оборудовании и коммуникациях.
З) Пары вода образующиеся при сжигании газов.
И) Влага испарающаяся при с поверхности кипящей воды.
К) Влаговыделения от человека.

На основе этих данных составляются тепловой и влажностный баланс помещения.

Тепловой баланс помещения составляется отдельно для каждого периода года:

Qизб=Qтв–Qогр–Qинф–Qтп+Qрад,

где Qизб– избыточное выделение внутри помещений; Qрад– тепловыделения за счёт солнечной радиации, учитываются только для тёплого периода года; Qинф– теплопотери на инфильтрацию; Qтп– теплопотери на нагрев транспортынх средств (конвейеров) и нагрев сырья и материалов; Qтв– тепловыделения внутри помещений, к которым относятся: солнечная радиация и т.д.

Расчёт влажностоного баланса в помещении:

Wизб=Wвыд–Wпог,

где Wвыд и Wпог – суммарные количества выделенной и поглащённой влаги.

 

Получить консультацию и задать вопросы по проектированию систем вентиляции Вы можете по т. (495)220-6-220 Сергей Валентинович