4. Визначення товщини теплоізоляційного матеріалу

Після складання планування холодильника і вибору всіх елементів його будівельно-ізоляційної конструкції визначають товщини ізоляційних шарів огороджень. Для цього необхідно знати коефіцієнти теплопередачі всіх огороджень холодильника – зовнішніх і внутрішніх.

Коефіцієнти теплопередачі огороджень визначають техніко-економічними розрахунками, або по довідкових таблицях. Значення цих коефіцієнтів повинні враховувати реальні товщини ізоляційних і інших шарів огороджень.

Нижче приведені отримані автором аналітичні залежності, що дозволяють з достатньою точністю визначати розрахункові значення коефіцієнтів теплопередачі для огороджень холодильних камер.

Більша частина території України відноситься до середньої кліматичної зони, де середньорічна температура повітря позитивна, але нижче 9 ºС (див. таблицю 6). Для цієї зони коефіцієнти теплопередачі зовнішніх стін холодильних камер к_нс можна обчислити по формулі

[Вт /(м² К)] (12)

Для південної кліматичної зони значення к_нс, отримані по формулі (12), варто зменшити на 20 %.

Коефіцієнти теплопередачі покрить холодильників, які не мають горищ,

(13)

Коефіцієнти теплопередачі горищних покрить холодильників

(14)

Коефіцієнти теплопередачі внутрішніх стін і перегородок, що відокремлюють охолоджувані приміщення від неохолоджуваних, але неопалюваних

(15)

Коефіцієнти теплопередачі внутрішніх стін, перегородок і межповерхових перекриттів між охолоджуваними приміщеннями можна обчислити по формулі

[Вт /(м² К)] , (16)

де t_п – різниця між температурами повітря більш теплого і

холодного охолоджуваних приміщень по оба боки

огородження.

Обчислені значення коефіцієнтів теплопередачі стін, перегородок, покрить і межповерхових перекриттів холодильних камер перевіряють на недопущення конденсації вологи з навколишнього повітря на теплому боці зазначених огороджень

, (17)

де к^  коефіцієнт теплопередачі відповідного огородження,

наприклад, к^ = к_нс);

_н  мінімальне значення коефіцієнта тепловіддачі від

повітря до теплої сторони огородження; можна приймати

_н = 6 Вт /(м² К);

t_н  розрахункова літня температура зовнішнього повітря

(для зовнішніх огороджень), або температура приміщення з

теплого боку внутрішньої стіни, перегородки або

межповерхового перекриття;

t_р  температура крапки роси, що відповідає температурі

і відносної вологості повітря з теплого боку

огородження холодильної камери.

Указівки на вибір t_н див. на с. (31...33) даного навчального посібника.

Відносна вологість зовнішнього повітря для міст України дана в таблиці 6. Відносну вологість неохолоджуваних, але неопалюваних приміщень можна приймати рівною 90 % .

Температуру t_р визначають за допомогою діаграми d – h (вологовміст – ентальпія) вологого повітря.

Якщо нерівність (17) не виконується, то обчислене значення к^ зменшують настільки, щоб вираз (17) перетворився в рівність.

Знаючи розмір коефіцієнта теплопередачі, розраховують для кожного багатошарового огородження товщину теплоізоляційного шару по формулі

(18)

де _н і _к  розрахункові значення коефіцієнтів тепловіддачі з

зовнішнього і внутрішнього боків огородження;

_і і _i  товщина і коефіцієнт теплопровідності кожного

будівельного шару конструкції огородження;

_из  розрахункове значення коефіцієнта теплопровідності

обраного ізоляційного матеріалу огородження.

Наближені значення _н і _к дані в таблиці 2.

Більш точно величини _н для зовнішніх поверхонь холодильника можна розрахувати по формулі ( 30 ).

Значення _i приймають у залежності від обраної ізоляційної конструкції огороджень холодильника (див. рекомендовану літературу (2  5)). Значення коефіцієнтів теплопровідності ізоляційних і будівельних матеріалів наведені в таблиці 3.

Таблиця 2. Коефіцієнти тепловіддачі біля поверхонь огороджень

холодильних камер

Огородження	, Вт/(м2К)
Зовнішні поверхні холодильника Внутрішні поверхні камер з батарейним охолодженням Внутрішні поверхні камер схову з повітряним охолодженням Внутрішні поверхні камер холодильної обробки Внутрішні поверхні неохолоджуваних і опалювальних приміщень, що межують з холодильними камерами	23 7 9 11 8

Для урахування впливу теплопровідних включень в ізоляційному шарі розрахункове значення _из визначають як:

(19)

де   коефіцієнт теплопровідності теплоізоляційного

матеріалу, наведений у таблиці 3.

Якщо застосований теплоізоляційний матеріал випускається у вигляді плит, то розмір _из, одержаний з виразу (18), звичайно збільшують таким чином, щоб він був кратним товщині плит. При цьому якщо прийнята збільшена товщина ізоляції ^_из відрізняється від _из більш

ніж на 5 % , то необхідно визначити дійсне значення коефіцієнта теплопередачі по формулі

(20)

Таблиця 3. Коефіцієнти теплопровідності  і середня об'ємна маса  основних ізоляційних і будівельних матеріалів у сухому стані.

Матеріал	, кг  м3	, Вт  (мК)
Торфоплита Мінераловтна плита Пінобетон ізоляційний Піноскло Гравій керамзитовий Пінополістирол ПСБ-С Пінополівінілхлорид ПХВ-1 Пінополіуретан «РИПОР» Бітум нафтовий Руберойд Гідроізол Бетон Залізобетон Пінобетон будівельний Цегла (на цементному розчині) Штукатурка цементна Штукатурка вапняна Пісок	220 280 350 400 400 25 100 40 1000 800 800 2400 2500 800 1800 1800 1600 1600	0,075 0,07 0,12 0,09 0,15 0,035 0,052 0,030 0,17 0,16 0,25 1,8 2,0 0,37 0,81 1,0 0,75 0,58