11Нестационарный тепловой режим ограждения

Нестационарный тепловой режим помещения вызывается двумя причинами:

– колебаниями теплоотдачи системы отопления или изменением технологических и бытовых тепловыделений, которые вызывают изменение температуры воздуха и радиационной температуры помещения;

– резким изменением температуры наружного воздуха.

На рисунке 3.1 показано относительное во времени колебание температуры внутренней поверхности ограждения (1), температуры воздуха в помещении (2) и теплового потока (3), проходящего через эту поверхность, связанные зависимостью: _в  Т/16; _у = Т/8.

Колебания температуры в толще ограждения при нестационарном режиме показаны: на рисунке 3.2 – при изменении температуры наружного воздуха; на рисунке 3.3 – при изменении температуры в помещении. (При одновременном изменении температуры наружного воздуха и температуры воздуха в помещении, используют принцип суперпозиции).

При прекращении подачи теплоты помещение начинает постепенно охлаждаться. Вначале резко снижается температура воздуха, достигая уровня осредненной температуры поверхностей. Затем температура во всех точках помещения начинает понижаться почти одновременно. Основные потери тепла происходят через окна.

Процесс охлаждения можно достаточно точно рассчитать, пользуясь методом определения теплоустойчивости помещения при прерывистом отоплении. Разовое отключение системы можно рассматривать как прерывистое отопление с периодом большой продолжительности. В этом случае начальная температура воздуха в помещении t_в.о будет соответствовать установившейся температуре в период подачи начального количества теплоты Q_о, а температура воздуха t_в.к в помещении будет соответствовать установившемуся стационарному состоянию температуры в период подачи теплоты Q_к.

Понижение температуры t_в = t_в.о - t_в.к в результате понижения теплоотдачи на величину Q = Q_o - Q_к спустя время Z:

t_в =  Q / Y_п, (4.14)

где  – коэффициент прерывистости, при заданном соотношении Z_n/T зависящий от Z/T;

Y_п – коэффициент теплоусвоения помещения.

Возможно решение задачи через показатель темпа охлаждения, характеризующий регулярный режим охлаждения. В этом случае:

=(t_в.х - t_в.к) / ( t_в.о - t_в.к) = е ^{- ах}, (4.15)

В теплоснабжении применяется формула:

=(t_в.х - t_в.к) / ( t_в.о - t_в.к) = е ^{- z/}, (4.16)

где  – коэффициент аккумуляции теплоты,  = С_1/2н.с R_пр;

С_1/2н.с – теплоемкость половины толщины наружной стены, С_1/2н.с = =(С  F )_н.с./ 2;

R_пр = 1 / (к F) V.

12, Тепловой баланс помещения для систем отопления и кондиционирования воздуха.

Тепловой баланс для системы отопления

Дефицит теплоты компенсируется системой отопления, мощность которой определяется для расчетного зимнего периода, для стационарных условий

Q_от = Q_огр + Q_вент  Q_т-б, (5.1)

где Q_огр – потери теплоты через наружные ограждения;

Q_вент – расход теплоты на подогрев воздуха, поступающего в помещение;

Q_т-б – технологические и бытовые выделения или расходы теплоты.

Для гражданских зданий учитывают регулярные тепловые потоки от людей, освещения и бытовых теплоисточников. Тепловыделения подразделят на явные и неявные (скрытые), поступающие с испаренной влагой ассимилируемой воздухом. При расчете систем отопления учитывают только явные тепловыделения.

В промышленных зданиях принимают в расчет период технологического цикла с наименьшими тепловыделениями.

Тепловой баланс составляется для стационарных условий. В зданиях с переменным тепловым режимом (производственных зданиях; зданиях предприятий обслуживания населения.) тепловые условия поддерживаются только в рабочее время. В нерабочее время допускается понижение температуры вплоть до минимальных тепловых условий, обеспечивающих сохранность строений, оборудования и коммуникаций (не ниже +5^оC). Эти условия, при достаточной мощности постоянного отопления, определяемой соотношением Q_огр и Q_т-б, поддерживаются этой отопительной установкой. В противном случае в нерабочее время применяется «дежурное отопление». Тепловую мощность дежурного отопления определяют по теплопотерям помещений при пониженной температуре этих помещений.

Дежурное отопление не предусматривается, при t_н.5 выше -5 ^оС.

Тепловой баланс для системы кондиционирования

Для системы кондиционирования общее количество теплоты, поступающей в помещение, определяется по формулам:

для теплого периода годаQ = Q_л + Q_ср + Q_об, Вт (5.2)

для холодного периода годаQ = Q_л + Q_от + Q_об - Q_п, Вт

где Q_л – тепловыделения от людей, Вт;

Q_ср – теплота, поступающая за счет солнечной радиации, Вт;

Q_об – теплота, выделяемая оборудованием, Вт;

Q_от – теплота, поступающая от системы отопления, Вт;

Q_п – потери тепла через наружные ограждения, Вт.

При этом, чаще всего Q_от = Q_п.