48. Теплообмен в помещении при панельно-лучистом отоплении

При панельно-лучистом отоплении обогрев помещений осуществляется за счет излучения теплоты поверхностями гладких греющих панелей в полу, потолке и стенах.

При панельно-лучистом отоплении помещение обогревается главным образом за счет лучистого теплообмена между отопительными панелями и поверхностью ограждений. Излучение от нагретых панелей, попадая на поверхность ограждений и предметов, частично поглощается, частично отражается. При этом возникает так называемое вторичное излучение, также в конце концов поглощаемое предметами и ограждениями помещения.

 В теплообмен внутри помещения участвуют: отопительная панель; наружные и внутренние стены; окна; пол; потолок и другие поверхности.

- Теплообмен в помещении между поверхностями рассчитывают при установившемся тепловом режиме, когда тепловой поток от панели соответствует теплопотерям помещения. Исходными данными для расчета являются: температура наружного t_н, ⁰С и внутреннего воздуха t_в, ⁰С , температура помещения t_п, ⁰С в зависимости от тяжести работы; температура греющей панели τ_п ,⁰С; сопротивление теплоотдачи наружных ограждений R₀, (м²⁰С)/Вт.

- Задачей расчета является определение температуры внутренней поверхности ограждений с учетом лучистого, а так же конвективного теплообменника между воздухом и ограждением.

- Общий вид уравнения теплового баланса для внутренней поверхности наружного ограждения площадью А_i. м²составит

, (20.5)

где Q_н – тепловой поток от внутренней поверхности ограждения к наружному воздуху, Вт;

Q_л, Q_к – тепловой поток от внутренней поверхности соответственно, излучением и конвекцией, Вт.

- Величину теплового потока Q_н, Вт можно записать

,(20.6)

где  -неполное сопротивление теплопередачи (м^2 0С)/Вт

Лучистый теплообмен с поверхности А₁ с другими поверхностями ограждающей площадью А_i определяется по формуле:

 (20.7)

где  - коэффициент облученности с одной поверхности на другую.

- Конвективный теплообмен между воздухом и поверхностью A_i составляет

, (20.8)

где  - локальное значение коэффициента конвективного теплообмена на элементы поверхности dA_i.

- Для определения температуры всех поверхностей в помещении потребуется составить столько уравнений теплового баланса, сколько ограждений участвуют в теплообмене. Это серьезно усложняет систему расчетов.

- Для помещений, где имеется приточная вентиляция, потребуется к существующим уравнениям теплового баланса для ограждений добавить уравнение теплового баланса для приточной вентиляции

 

, (20.9)

- Для упрощения практических расчетов приведены два способа замены системы уравнений теплообмена в помещении одним уравнением.

- По первому упрощенному способу лучистый теплообмен в помещении представлен как теплообмен излучением между отопительной панелью и средней наружной поверхностью ограждений. Тогда уравнение теплового баланса принят вид

, (20.10)

где А_н – общая средняя площадь всех наружных поверхностей, м²;

- неполный средний коэффициент теплопередачи, (м^2 0С)/Вт;

- средняя температура на наружной поверхности, ⁰С;

- соответственно, коэффициент лучистого и конвективного теплообмена Вт/(м^2 0С), определяется расчетом.

- По второму упрощенному способу лучистый теплообмен в помещении рассчитывается между отопительной панелью и одной условной поверхностью, имеющей среднюю радиационную температуру. В этом случае уравнение теплового баланса примет вид

, (20.11)

где  - неполный эквивалентный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м^2 0С);

- средняя радиационная температура на поверхности условного ограждения, ⁰С ;

А₀ – общая средняя площадь всех внутренних поверхностей ограждения, м².

- При расчетах по двум способам процессы теплообмена между отопительной панелью и остальными поверхностями заменяется взаимодействием только между поверхностями – панелью и наружной (первый способ) или условным (второй способ) ограждениями.