4.6. Теплопоступления в помещение от электрооборудования

При работе электрооборудования электрическая энергия превращается в механическую и частично переходит в тепловую. Расчетная формула для определения теплопоступлений в помещение от электрооборудования, Вт, имеет вид:

, (86)

где N_у – установочная (номинальная) мощность электрооборудования, Вт;

k_сп – коэффициент спроса на электроэнергию,

; (87)

k_загр – коэффициент загрузки, k_загр = 0,5÷0,9:

; (88)

где N_{ср об} – среднепотребляемая установочная мощность оборудования;

k_одн – коэффициент одновременности действия оборудования;

η₁ – КПД при данной загрузке электрооборудования:

η₁ = k_полн ∙ η; (89)

k_полн – коэффициент полноты загрузки, принимается по справочнику в зависимости от коэффициента загрузки:

k_загр ≥ 0,8 k_полн = 1

k_загр = 0,7 k_полн = 0,99

k_загр = 0,6 k_полн = 0,98

k_загр = 0,5 k_полн = 0,97;

η – КПД при максимальной загрузке.

Формула (86) характеризует теплопоступления от однотипного оборудования. При наличии различных видов электрического оборудования результаты расчетов теплопоступлений складываются.

4.7. Теплопоступления в помещение от нагретого оборудования

Любые нагретые поверхности обмениваются с воздухом лучистой теплотой, конвекцией, а при контакте с другими предметами обмениваются с ними кондуктивным теплом (теплопроводностью).

Удельное количество теплоты, поступающее в помещение от 1 м² нагретой поверхности, рассчитывается по зависимости:

, (90)

где ε_пр – относительный приведенный коэффициент излучения, определяется по графикам и формулам в зависимости от расположения теплообменивающихся поверхностей;

C_о – коэффициент интенсивности излучения абсолютно твердого тела,

C_о = 5,77 Вт/(м²∙К⁴);

b – коэффициент, пропорционально переводящий температуру из 4 степени в 1;

А – опытный коэффициент, зависящий от гидродинамических условий течения теплообменивающихся сред, от их поверхностей и условий теплообмена;

t_пов, t_в – соответственно температура на поверхности тела и температура воздуха в помещении.

Первое слагаемое в скобках формулы 90 обозначает .

: (91)

Второе слагаемое в скобках обозначает :

, (92)

где α_л – коэффициент лучистого теплообмена;

α_к – коэффициент конвективного теплообмена.

С учетом выражений (91) и (92) уравнение (90) принимает следующий вид:

. (93)

Зависимость (93) является уравнением Ньютона-Рихмана, α_пов – коэффициент теплообмена на поверхности, Вт/(м²∙ºС), в справочной литературе для строительных конструкций приводятся средние значения для внутренней и наружной поверхностей наружного ограждения: α_пов = α_в, α_пов = α_н.

Для определенной площади количество теплоты, поступившей в помещение, определяется по выражению (94):

. (94)

4.8. Теплопоступления в помещение от печей

4.8.1. Теплопоступления от стен печей

Количество теплоты, поступающее в помещение от печи рассчитывается отдельно для теплопоступлений от стен, свода и пода печи.

Удельный тепловой поток от стен печи рассчитывается по зависимости:

q_ст = k_ст ∙ (t_в.н. – t_в), (95)

где k_ст – коэффициент теплопередачи стены, рассчитывается от внутренней поверхности стенки в печи к воздуху в помещении, Вт/(м²∙ºС),

. (96)

Рис. 10: 1-шамотный (огнеупорный) кирпич; 2-кирпич глиняный обыкновенный;

3-обмазка (t<45⁰С)

Для расчета теплопоступлений от стен печей считается коэффициент теплопередачи от внутренней поверхности стен печи. Это связано с тем, что в зависимости от режима нагрева температура в камере печи изменяется. Она имеет максимальное значение у конца пламени и меньшее значение у поверхности.

Из опыта известно, что средний перепад температур в камере печи и на внутренней поверхности ограждения не превышает 5ºС:

∆t = t_п – t_в.п. = 5ºС.

Следовательно, температура на внутренней поверхности определяется по зависимости:

t_в.п. = t_п – 5ºС. (97)

Расчет по формуле (96) усложняется тем, что коэффициент теплоотдачи снаружи стенки печи α_пов зависит от температуры на этой поверхности, которая неизвестна. Данную задачу решают методом последовательных приближений. Для этого задаются значением коэффициента теплоотдачи α_пов, затем из справочной литературы по графикам для вертикальной поверхности определяют значение температуры на поверхности t_пов и далее решают нижеприведенные уравнения (95) и (98) до тех пор, пока не будет выполнятся условие (99).

q_ст = k_ст ∙ (t_в.н. – t_в),

q_пов = α_пов ∙ (t_пов – t_в), (98)

q_ст = q_пов. (99)