Расчет теплопритоков.

Теплопритоки через ограждающие конструкции.

Ограждающие конструкции кондиционируемых помещений жилых и общественных зданий подразделяются на массивную и светопрозрачную (световые проемы) части.

Трансмиссионные теплопритоки (за счет разности, температур) через массивные участки стен, перегородки, полы, перекрытия и покрытия определяют:

Q_1т = k_д FӨ = k_д F(t_н – t_в), 2.5.3.

где k_д — действительный коэффициент теплопередачи ограждения; F — расчетная площадь поверхности ограждения (с округлением до 0, 1 м²);

t_н и t_в — расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха.

Трансмиссионные теплопритоки через светопрозрачные ограждения определяют по той же формуле.

Техническая характеристика витражей и стеклопакетов приведена в табл.4.

Таблица 4

Техническая характеристика витражей и стеклопакетов.

Другими заполнителями световых проемов современных зданий являются пустотелые стеклянные блоки с герметично закрытой полостью. Теплотехнические характеристики и габаритные размеры блоков приведены в табл.5.

Таблица 5

Габаритные размеры блоков

Теплопритоки от солнечной радиации.

Теплопритоки от солнечной радиации Q_1с (в Вт) в кондиционируемое помещение складываются из теплопритоков через массивные ограждения зданий (стены, кровли, покрытия и т.д.) и теплопритоков через световые проемы (окна, витрины и т.д.), т.е.

Q_1с = Q_1с^масс + Q_1с^свет. 2.5.4.

Для кондиционируемых помещений Q_1с^масс рассчитываем по формуле:

Q_1с = k_д F ∆ t_с 10^-3 , 2. 5.5.

где k_д — действительный коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м² К), F — площадь поверхности ограждения облучаемой солнцем, м², ∆ t_с — избыточная разность температур, характеризующая действие солнечной радиации в летнее время, °С

Количество теплоты от солнечной радиации зависит от зоны расположения помещения (географической широты), характера поверхности и ориентации ее по сторонам горизонта.

Для плоской кровли избыточная разность температур зависит только от тона окраски и не зависит от ориентации и широты. Для плоских кровель без окраски (темных) избыточную разность температур принимают 17, 7°С, с окраской светлых тонов 14, 9°С. Для шатровых кровель избыточную разность температур (в °С) принимают в зависимости от географической широты: для южной зоны 15, средней 10, северной 5.

Для наружных стен избыточную разность температур можно принять по табл.6.

Таблица 6

Зависимость избыточной разности температур от ориентации поверхности относительно сторон горизонта

Величину Q_1с^свет (в Вт) подсчитывают отдельно для каждой стороны горизонта:

Q_1с^свет = Q_ок F τ, 2.5.6.

где Q _ок — удельный теплоприток от солнечной радиации через окна с одинарным остеклением в деревянных рамах, Вт/м²; F — площадь светового проема, м²; τ — коэффициент затенения, учитывающий влияние затеняющего устройства на уменьшение теплопритока из-за солнечной радиации.

Значения коэффициента τ приведены в табл.5

Таблица 5

Коэффициент затенения τ.

Значения Q_ок (удельный теплоприток от солнечной радиации через окна с одинарным остеклением в деревянных рама) даны в табл.6.

Таблица 6

Поток тепла от солнечной радиации

Примечание: 1) приведенные в таблице величины следует умножать на поправочный коэффициент для окон с двойным остеклением и деревянными рамами - 0, 62; для окон с двойным остеклением и витрин в металлических переплетах- 0, 7; для окон с одинарным остеклением и витрин св металлических переплетах – 1, 25;

2) теплопритоки через остекленные поверхности, ориентированные на север, в курсовых проектах можно не учитывать.

Теплопритоки от солнечной радиации подсчитывают для каждого кондиционируемого помещения и сводят в таблицу.

За расчетную величину принимают максимальный теплоприток в данном помещении. К полученному расчетом Q_1с^свет добавляют количество теплоты, поступающей через облучаемые массивные ограждения, и находят окончательную величину теплопритоков от солнечной радиации.

Теплопритоки от обрабатываемых материалов.

Теплоприток Q_2п от материалов можно определить по формуле:

Q _2я = mc(t₁ – t₂), 2.5.7.

где Q _2я — количество явной теплоты от обрабатываемых материалов (продуктов), кВт; m — масса материалов (продуктов), кг, с — удельная теплоемкость, кДж/(кг • К) (например, для мяса с= 2, 72 ÷ 3, 14 кДж/кг, для колбасы с = 2, 51 кДж/кг).

Начальная температура мяса зависит от того, в каком виде оно поступает в цех на переработку (охлажденное или парное). Охлажденное мясо при переработке нагревается от 4 до 12°С, следовательно, оно воспринимает часть выделенной в помещении теплоты. В этом случае Q₂ входит в уравнение теплового баланса со знаком минус. Парное мясо охлаждается с 36 до 12°С и, следовательно, выделяет теплоту в процессе его обработки. В этом случае значение Q₂ будет положительным.

Для предприятий общественного питания объектами обработки являются горячие блюда, выпеченные изделия в кондитерских цехах, остывающая пища в обеденных залах, а также мясопродукты, обрабатываемые в холодных цехах Тепловыделения от остывающей пищи можно принять Q ₂ = 17 ÷ 25 Вт на одного посетителя.

Теплопритоки с наружным воздухом.

Наружный воздух поступает в кондиционируемое помещение либо от отдельной вентиляционной установки, либо при инфильтрации (проникновение наружного воздуха внутрь здания через неплотности в наружных ограждениях и через щели в окнах, а также при открывании дверей). Если в кондиционируемые помещения подают воздуха больше, чем удаляют из них, то в помещениях создается избыточное давление (подпор), препятствующее проникновению воздуха с инфильтрацией. В этом случае теплоприток от инфильтрации можно принимать равным нулю. Если в кондиционируемое помещение подается вентиляционный воздух от отдельной приточной установки без предварительной тепловлажностной обработки его, он приносит с собой теплоту и влагу точно так же, как воздух, проникающий с инфильтрацией.

Теплоприток с вентиляционным воздухом Q_3п, кВт, подсчитывают по формулам:

Q_3п = L_н × r (i_н – i_в); 2.5.8.

Q_3я = L_н× r (t _н – t _в), 2.5.9.

где L _н — объемный расход наружного воздуха, м³/с, r — плотность воздуха, кг/м³, i _н, i _в — удельные энтальпии наружного воздуха и воздуха в помещении, кДж/кг, t _н, t _в — расчетные температуры наружного воздуха и воздуха в помещении, °С.

Объемный расход наружного воздуха, подаваемого для целей вентиляции, определяют по формуле:

L_н = n× L _тр, 2.5.10

где n — число людей в помещении, L _тр — требуемый объемный расход воздуха (в м³/ч) в помещении по нормам на одного человека (табл.7).

Таблица 7

Требуемый объемный расход воздуха.

Теплопритоки от людей.

Количество теплоты, выделяемой людьми (в Вт), подсчитывают по формуле:

Q_4л = q _чел× n, 2.5.11

где q _чел — количество теплоты, выделяемой одним человеком в зависимости от температуры воздуха в помещении и рода выполняемой работы, n — число людей, одно временно находящихся в помещении (в торговых залах предприятий питания принимается равным числу посадочных мест).

Тепло- и влаговыделения от людей (на 1 человека) приведены в табл.8.

Таблица 8

Тепло - и влаговыделения от людей (на одного человека)

Теплопритоки от оборудования.

Количество теплоты, выделяемой оборудованием, зависит от целого ряда причин: применяемого способа, обогрева (газ или электричество), оснащенности данного предприятия оборудованием, режима работы предприятия, а также от мощности и режима работы каждой единицы технологического оборудования.

Для оборудования, обогреваемого природным газом, подсчет теплопритоков осложняется тем, что не вся теплота, полученная при сгорании газа, выделяется в помещение. Часть ее составляют потери теплоты с уходящими газами:

Q_топ = Q_пом + Q_ух, 2.5.12.

где Q _топ — количество теплоты, выделяемой в топке при сгорании газа, кВт, Q _пом – количество теплоты, выделяемой оборудованием в помещении (состоит из полезной теплоты расходуемой непосредственно на приготовление пищи, и из потерь теплоты наружными ограждениями оборудования), кВт; Q_ух — потеря теплоты с уходящими газами.

Количество теплоты Q_об^газ (в кВт), выделяемой газовым тепловым оборудованием, определяют по формуле:

Q_об^газ = Q_топ K K_о K_и. 2.5.13

где Q_топ = ВQ_р^н – количество теплоты, выделяемой при сгорании газа, кВт; В — объемный расход газа при нормальных условиях, м³/с; Q_р^н — теплотворная способность 1 м³ газа, при нормальных услови ях, равная 35600 кДж/м³; К — коэффициент, учитывающийсоотношение между Q_пом и Q_ух (К = 0, 8); К_о — коэффициент, учитывающий одновременность работы однотипного оборудования (для столовых К_о = 0, 8, для ресторанов и кафе К_о = 0, 6); К_И — коэффициент использования оборудования (выражает продолжительность непрерывной работы оборудования в течение смены в пересчете на 1 рабочий час); значения этого коэффициента приведены в табл.9.

Тепловыделения от единицы оборудования, обогреваемого паром, можно принимать, по данным А. Гоголина, равными 1, 3 кВт на 1 м² наружной неполированной поверхности; 0, 49 кВт — полированной и 0, 33 кВт — для поверхности, покрытой изоляцией.

Для оборудования с электрическим обогревом тепловыделения Q _об^эл (в кВт) подсчитывают по формуле:

Q_об^эл = ∑ N_эл.н К_и К_о, 2.5.14.

где ∑ N _эл.н — суммарная мощность всех электронагревателей данного оборудования, кВт.

Таблица 9.

Коэффициент использования оборудования