Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Расчет тепло-пароизоляции

.pdf
Скачиваний:
55
Добавлен:
04.05.2015
Размер:
6.06 Mб
Скачать

При увеличении толщины теплоизоляции после округления уменьшается коэффициент теплопередачи ограждения, поэтому необходимо определить действительное значение коэффициента теплопередачи:

КД

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

(2)

 

1

 

 

+

δi

+

δиз

+

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

αн

 

αi

λиз

 

αпм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

=

1

 

 

(3)

 

Д

Rн +

 

Ri + Rпм

Rд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

R =

 

1

 

-

сопротивление теплопередаче

от наружного воздуха и наружной

α

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поверхности ограждения, м2 *К/Вт;

 

Ri

=

 

δ1

 

+

δ2 + δi +

δиз -

сумма термических

сопротивлений теплопередаче всех

 

 

 

 

 

 

λ1

 

 

 

 

λ2

λi

λиз

 

 

слоев ограждений, включая тепловую изоляцию, м2 *К/Вт;

R

=

1

 

 

-

 

сопротивление

теплоотдаче от внутренней поверхности ограждения к

 

α

 

 

 

 

 

 

 

пм

 

 

пм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воздуху камеры, м 2 *К/Вт;

 

 

R =

1

 

 

 

 

- полное действительное термическое сопротивление ограждения, м2 *К/Вт.

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

Кд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяют значения температур на границах различных слоев ограждения по формуле:

t

i

= t

 

Ri

(t

 

t

 

)

(4)

н

 

н

пм

 

 

 

Rд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где. Ri - термическое сопротивление теплопередаче ограждения на пути теплового потока от наружного воздуха до i -го слоя (начиная с Rн и заканчивая Rпм ), м 2 *К/Вт;

R =

1

- действительное значение термического сопротивления теплопередаче

 

 

д

 

Кд

 

ограждения, м2 *К/Вт;

ti -

значение температуры поверхности i-го слоя ограждения, считая нумерацию от

пограничного сkоя воздуха у наружной поверхности, ° С.

Погрешность расчета должна быть не более 0,5 % от величины полной разности температур (tн tпм ).

По полученным данным строят график t-δ на примере одного из вариантов (рис. 3).

Рис. 3. Изменение температуры по толщине ограждения.

4.3. Расчет толщины пароизоляции Расчет толщины и подбор пароизоляции необходимо провести для наружной стены камеры № 3.

В соответствии с температурами tн, и tпм на границах отдельных слоев ti по табл. 9

находят значения парциальных давлений насыщенных водяных ларов pi′′ . Затем определяют сопротивление паропроницанию ограждения:

H = Hн + Hi

+ Hпм ,

(5)

где : H н , H пм

- сопротивления паропроницанию пограничных слоев воздуха у

наружной и внутренней поверхностей ограждения (приближенное значение каждого из них принимают равным 0,00006 м2 × с× Па./(10−12 кг)

Hi

= δ1 +

δ2

+ ... + δi - сумма сопротивлений паропроницанию всех слоев

 

μ1

μ2

μi

ограждения, кроме рассчитываемого слоя пароизоляции, м2 × с× Па/(10−12 кг)

μ1, μ2

,..., μi

- коэффициенты паропроницаемости отдельных слоев

ограждения, 10−12 кг/ м2 × с × Па (табл. 3).

Кроме того, определяют парциальные давления водяных ларов в воздухе с наружной и внутренней сторон ограждения по формулам:

p

 

=

ϕ

 

×

p¢¢

×

 

1

;

p

 

=

ϕ

 

×

p¢¢

×

 

1

; (6)

 

 

100

 

 

100

 

н

 

н

н

 

 

пм

 

пм

пм

 

По полученным значениям в координатах р-Н в масштабе строят график, определяют зону конденсации водяных ларов и находят величину необходимого сопротивления пароизоляционного слоя Нп (рис. 4).

Для этого на графике р-Н касательную II к ломаной кривой pi′′ = f (H ) из точки "е", которая соответствует парциальному давлению Pпм воздуха в помещении, продолжают до пересечения с линией постоянного давления Pн , проведенной из соответствующей

этому давлению точки "с". В случае пересечения их (точка "А" )внутри графика - пароизоляция не требуется, если же вне графика - необходима пароизоляция. Расстояние от точки пересечения "А" до точки "с" даст искомую величину Нп .

Величину необходимого сопротивления Нп можно также (после построения графика) подсчитать по формуле:

Нп = Н′ − Н ,

(7)

где Н′ - сопротивление ограждения паропроницанию, при котором зоны конденсации водяных паров не будет.

Таблица 9

ti , ° С

pi′′ , Па

ti , ° С

pi′′ , Па

ti , ° С

pi′′ , Па

 

 

 

 

 

 

-40

12.4

0

609,1

40

7358

-39

13.0

1

655,7

41

7759

-38

15.8

2

703,6

42

8179

-37

17.6

3

756,8

43

8618

-36

19.9

4

811,3

44

9079

-35

22.2

5

869,8

45

9560

-34

24.6

6

932,3

46

10061

-33

27.3

7

998,8

47

10587

-32

30,2

8

1070

48

11133

-31

33,2

9

1145

49

11707

-30

37,2

10

1225

 

 

-29

41,2

11

1309

 

 

-28

45,2

12

1399

 

 

-27

50,5

13

1494

 

 

-26

55,9

14

1595

 

 

-25

62,5

15

1701

 

 

-24

69,2

16

1813

 

 

-23

77,1

17

1932

 

 

-22

85,1

18

2059

 

 

-21

93,1

19

2192

 

 

-20

102,4

20

2333

 

 

-19

113,1

21

2480

 

 

-18

125,0

22

2637

 

 

-17

137,0

23

2802

 

 

-16

150,3

24

2976

 

 

-15

164,9

25

3160

 

 

-14

180,9

26

3353

 

 

-13

198,2

27

3556

 

 

-12

216,8

28

3771

 

 

-11

236,7

29

3995

 

 

-10

259,3

30

4232

 

 

-9

283,3

31

4482

 

 

-8

308,6

32

4743

 

 

-7

336,5

33

5018

 

 

-6

367,1

34

5307

 

 

-5

400,3

35

5610

 

 

-4

436,6

36

5926

 

 

-3

474,8

37

6260

 

 

-2

516,6

38

6609

 

 

-1

561,3

39

6974

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица значений парциальных давлений насыщенных водяных паров.

Примечание. В таблице 9 значение p’’i для дробных величин температур определяют методом интерполяции.

Н¢ = Н"de"

×

Pн - Рпм

,

(8)

Р"d " - Pпм

 

 

 

 

“d”- точка касания касательной из точки “e” на ломаной линии рi′′. Тогда толщина пароизоляционного слоя при коэффициенте паропроницаемости выбранного материала μg (табл. 3) будет равна

δп = μп × Нп , м

(9)

По той же табл. 3 подбирают количество слоев пароизоляции. При большом количестве слоев изменяют тип пароизоляции и пересчитывают толщину по формуле (9).

На примере одного из вариантов на основании расчетов была составлена сводная табл. 10, по значениям которой построен график в координатах р-Н (рис. 4). Для удобства построения касательной II, масштаб области В между точками f и е увеличен в несколько раз (одинаково gо осям ординат и абсцисс). Тогда построенную в этом масштабе касательную II можно параллельно перенести из увеличенной области В на основной график.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 10

 

 

 

 

Сводная таблица

 

 

 

 

Примечание. Параметры даны для сечения ограждения после слоев, указанных в

 

столбцах 1-2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование слоя

Тол

 

Сопротивление

 

 

Тем-

Парциальное

ограждения

щина, м

 

 

 

 

пера-

давление, Па

 

 

 

 

 

Теплопе

Паропрони

тура,

Насыще

 

Действ

 

 

 

 

 

редаче,

цанию

ºС

нных

 

ительно

 

 

 

 

 

м 2 К/Вт

2 *с*Па)/

 

водяны

 

е

 

 

 

 

 

 

(10

12

кг)

 

х паров

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

3

4

 

 

5

6

 

7

Наружный воздух tн

-

 

-

-

 

 

30

4232

 

2962

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Пограничный слой

-

 

0,057

0,00006

29,47

4112

 

-

воздуха у наружной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стеныt1 = tн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Плита

0,15

 

0,125

0,01790

28,33

3837

 

-

железобетонная t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Штукатурка

0,01

 

0,011

0,00048

28,23

3814

 

-

цементная t3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4’. Первый слой

0,05

 

1,430

0,00368

15,12

1712

 

-

изоляции t4′

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4”. Второй слой

0,05

 

1,430

0,00368

2,01

704

 

-

изоляции t4′′

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4”’. Третий слой

0,05

 

1,430

0,00368

-11,09

235

 

-

изоляции t4′′′

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Четвёртый слой

0,05

 

1,430

0,00368

-24,18

68

 

-

изоляции t4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Лист

0,01

 

0,012

0,00040

-24,29

67

 

-

асбестоцементный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

5

= t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Пограничный слой

-

 

0,095

0,00006

-25,16

62

 

-

воздуха у внутренней

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поверхности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ограждения t6 tпм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Воздух внутри

-

 

-

-

 

 

-25,0

62,5

 

53,1

камеры tпм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δi

= 0.37

Нi

= 0.03362

 

 

 

5. РАСЧЁТ ТЕПЛОПРИТОКОВ

5.1. Определение теплопритоков через ограждения охлаждаемых помещений Q1 .

Эта часть, наиболее трудоемкая, выполняется в определенной последовательности.

5.1.1. Составляют табл. II " Теплопритоки через ограждения Q1 ", в колонки 1-4

которой вносят необходимые исходные данные в соответствии с заданием. При проектировании холодильников, если это не оговорено заданием, температуру внутри 'охлаждаемых помещений принимают в соответствии с технологическими нормали проектирования, а расчетную температуру наружного воздуха - по данным климатологических справочников. В указанную таблицу в последующем вносят также другие данные, в том числе определяемые в ходе выполнения работы.

При определении теплопритока через полы температуру за ограждением принимают следующим образом. По условию задачи под полами низкотемпературных помещений (камеры № 1,2,3) расположены устройства для обогрева грунта, предохраняющие грунт от промерзания. При электрообогреве пола электронагревателями, располагающимися

в бетонной плите, за расчетную температуру принимают t п = +1 ° С. Среднюю

температуру шланцевого пола принимают равной t п = +3 ° С.

Предположим, что пол под универсальной камерой № 4 также изолирован и имеет устройство для обогрева грунта, работающее только тогда, когда камера № 4 работает в режиме отрицательных температур. Тогда средняя температура грунта на уровне расположения нагревательных

устройств составляет t п , численное значение которой в зависимости от заданного вида устройства, как отмечено выше, необходимо принять равным t п = +1 ° С или

t п = +3 ° С.

При работе универсальной камеры № 4 в режиме нулевых и положительных температур, что встречается в соответствии с условиями некоторых задач, устройства для обогрева грунта отключают. При этом, учитывая, что теплоприток через полы, лежащие на грунте, считают только для помещений с отрицательными температурами

[I . С. 125], в соответствующей строке "пол" в камере № 4 при режиме tв4 > 0 ° С

рекомендуется все теплопритоки принять равными нулю - "0"; основанием для этого также является наличие теплоизолированного пола под камерой № 4, сводящее на нет и без того небольшой по размеру теплоприток, идущий от грунта. Назначение теплоизоляции под камерой № 4 - уменьшить теплоприток в нее со стороны пола и предохранить под ней грунт от промерзания в тех случаях, когда возникает необходимость хранения в ней мороженых грузов (при низких температурах воздуха). 5.1.2. Определяют расчетные разности температур для всех ограждений каждой из камер, при этом за уменьшаемое принимается температура за ограждением или по отношению к камере - за камерой.

При расчете теплопритоков из неохлаждаемых или неотапливаемых помещений, где температура не фиксирована (тамбуры, вестибюли, коридоры и др.), расчетную разность температур принимают следующим образом. При определении теплопритока через перегородки, отделяющие охлаждаемые помещения от неохлаждаемых (неотапливаемых), имеющих не-посредственный выход наружу, расчетную разность температур принимают на уровне 70 % от расчетной разности температур для наружных стен. Если неохлаждаемое (неотапливаемых) помещение не имеет

непосредственного выхода наружу, то расчетную разницу температур принимают в размере 60 % от разности температур для наружных стен.

При расчете теплопритоков, проникающих в камеру № 1 через перегородку, разделяющую камеры №- 1 и № 4, в универсальной камере № 4 необходимо принять температурный режим, наиболее благоприятный для холодильного оборудования камеры № 1, т.е. режим хранения охлажденных грузовв камера № 4.

Расчетные значения разности температур вносят в колонку 5 табл. II.

5.1.3. Пользуясь табл. 4, 5, 6, 7 в зависимости от условий работы каждого ограждения,

выбирают расчетные значения коэффициентов теплопередачи1) и вносят их в колонку 6 табл. II. Если в табл. 4, 5, 6, 7 не указаны коэффициенты теплопередачи для некоторых температур, то требуемые их значения получают методом интерполяции. Для упрощения расчетов с помощью вычислительных машин коэффициенты теплопередачи различных ограждений имеют подстрочные индексы, а ограждения с одинаковыми индексами имеют и одинаковые значения коэффициентов теплопередачи. Из табл. 4 выбирают значения коэффициентов теплопередачи К 1 и К2 для наружных

стен холодильника и коэффициентов теплопередачи К8 , К10 для бесчердачных покрытий в зависимости от среднегодовой температуры наружного воздуха tс.г. в

районе строительства и температуры воздуха в охлаждаемом помещении tв1 Ktв4 .

При этом коэффициент теплопередачи наружных стен холодильника, смежных с машинным отделением, принимают как для наружных стен. При расчете теплопритоков в камеру № 4 через наружные стены и потолок в качестве коэффициентов теплопередачи необходимо принять тот, который соответствует наиболее тяжелому режиму работы ограждения, т.е. когда в универсальной камере хранятся мороженые грузы и поддерживается низкая температура воздуха.

Из табл. 5 выбирают значения коэффициентов теплопередачи К4 5 7 для

перегородок между камерами и междуэтажных перекрытий. При расчете теплопритоков в камеру № 1 из камеры № 4 или из камеры N° 4 в камеру

№ 1, т.в. через перегородку, разделяющую камеры № 1 и № 4, в качестве

коэффициентов

теплопередачи

необходимо

принять

тот,

который

соответствует

наиболее тяжелому

режиму работы ограждения,

т.е. когда

в универсальной камере хранятся охлажденные грузы.

 

 

 

Из табл. 6 выбирают значения коэффициентов теплопередачи К3 6 ,

перегородок,

отделяющих охлаждаемые помещения от неохлаждаемых тамбуров, вестибюлей, коридоров. При расчете теплопритоков в камеру № 4 через перегородку, разделяющую вестибюль и универсальную камеру, в качестве коэффициента теплопередачи необходимо принять тот, который соответствует наиболее тяжелому режиму работы ограждения - режиму хранения мороженых грузов в универсальной камере.

___________________

1)В расчетах теплопритоков должны приниматься не расчетные (К р ), а

действительные значения коэффициентов теплопередачи (Кд). Кд каждого изолированного ограждения после расчета толщины тепловой изоляции может оказаться больше или меньше расчетного значения. Однако, так как толщина изоляции ограждений не рассчитывалась, кроме ограждений камеры № 3, то для камер № 1,2,4 рекомендуется условно принимать за Кд его расчетное значение, принятое по табл.

4,5,6,7.

Из табл. 7 выбирают значения коэффициентов теплопередачи К9 и К11 изолированных конструкций обогреваемых полов на грунтах. При расчете

теплопритоков в камеру № 4 через полы в качестве коэффициента теплопередачи необходимо принять тот, который соответствует наиболее тяжелому режиму работы ограждения, т.е. режиму хранения в универсальной камере мороженых грузов, когда в камере поддерживается низкая температура воздуха; в режиме ее работы при

tв4 ³ 0 ºС теплоприток не рассчитывают.

5.1.4. Определяют размеры ограждений в соответствии со схемой, представленной в работах: [1]. С.123; [3]. С.116; [5]. С. 24; [6]. C.57

а) определяют длину и ширину огражденийl1 Kl8 , результаты заносят в колонки 7 и 8

табл. II;

б) высота стен во всех камерах составляет H = h + δ. Результаты расчета вносят в колонку 8 табл. II;

в) площади поверхности ограждений находят по уравнениям, справедливых только для одного из рассматриваемых вариантов схем размещения камер холодильника. Результаты расчетов вносят в колонку 9 табл. II.

СХЕМА А

Камера № 1

Наружные стены

F1

 

F2

Перегородка в камеру № 2

F8

Перегородка в камеру № 4

F6

Перегородка в вестибюль

F5

Пол и потолок

F9

Камера № 2

=l1 × H = (a + 0,5b + c)(h + δ)

=l2 × H = (a + b + 0,5d + c)(h + δ)

=l8 × H = (a + b + 0,5d )(h + δ)

=l6 × H = (0,5a + 0,5b)(h + δ )

=l5 × H = 0,5a × (h + δ )

=(l5 + l6 ) × l8 = (a + 0,5b) × (a + b + 0,5d )

Наружная стена

F1

Наружная стена, выходящая в

F2

машинное отделение

 

Перегородка в камеру № 1

F8

Перегородка в камеру № 3

F6

Перегородка в вестибюль

F5

Пол и потолок

F9

Камера № 3

=l1 × H = (a + 0,5b + c)(h + δ)

=l2 × H = (a + b + 0,5d + c)(h + δ)

=l8 × H = (a + b + 0,5d )(h + δ)

=l6 × H = (0,5a + 0,5b)(h + δ )

=l5 × H = 0,5a × (h + δ )

=(l5 + l6 ) × l8 = (a + b + 0,5d ) × (a + 0,5b)

Наружная стена, выходящая в

F3

машинное отделение

 

Наружная стена

F4

Перегородка в камеру № 2

F6

Перегородка в вестибюль

F7

Пол и потолок

F10

=l3 × H = (a - 0,5d + c)(h + δ )

=l4 × H = (0,5a + 0,5b + с)(h + δ )

=l6 × H = (0,5a + 0,5b)(h + δ )

=l7 × H = (a - 0,5d )(h + δ )

=l6 × l7 = (0,5a + 0,5b) × (a - 0,5b)