3.2 Тепловыделения

Расчёт проводится для тёплого и холодного периодов года, в рабочее и нерабочее время.

3.2.1 Оборудование с электроприводом

Q_тв1=, (3.8)

где N_у– установленная мощность оборудования;

к_исп– коэффициент использования привода;

к_т– коэффициент тепловыделения оборудования (показывает, какая часть электрической энергии переходит в теплоту);

В цехе установлено 36 станков ППМ – 120 - МС с N_у= 32,4 кВт. По [1] принимаем

к_исп= 0,88, к_т= 0,7. Тогда

Q_тв136·32,4·0,88·0,7 =718,5 кВт.

Таблица 3.2 – Тепловыделения от оборудования с электрическим приводом

Qтв1, кВт	Теплый период	Холодный период
рабочее время	718,5	718,5
нерабочее время	0	0

3.2.2 Обслуживающий персонал

Q_тв2= n·q·ψ, (3.9)

где n – количество работников. На каждые пять станков необходимо присутствие одного работника. Плюс цеховой мастер-наладчик, инструктор, 2 ученика, 2 съемщицы. Итого n =13 чел .

q – количество теплоты выделяемое взрослым мужчиной при расчётных условиях, по [8]: q = 200 Вт ;

ψ – коэффициент, учитывающий возрастной и половой состав персонала. Текстильная промышленность «женская отрасль», поэтому можно с очень большой вероятностью предположить, что среди работников преобладают женщины, т.е. ψ = 0,85.

= 13·200·0,85·10^-3= 2,21 кВт;

Таблица 3.3 – Тепловыделения от обслуживающего персонала

Qтв2, кВт	Теплый период	Холодный период
рабочее время	2,21	2,21
нерабочее время	0	0

3.2.3 Искусственное освещение. Так как неизвестно количество люминесцентных ламп (а именно они используются в проектируемом прядильном цехе для освещения), то для нахождения требуемой суммарной мощности ламп используются нормы освещённости по [1]. Расчёт ведется по формуле:

Q_ламп= n_осв·А_пол, (3.10)

где n_осв– норма освещённости, то есть мощность ламп, приходящаяся на 1 м² площади пола, по [9] n_осв= 55 Вт/м²;

А_пол– площадь пола, А_пол= 1080 м²;

Q_ламп= 55·1080·10^-3= 59,4 кВт. Тепловыделения от ламп будет одинаково для обоих периодов:

Q_тв3= Q_ламп·ψ, где ψ – коэффициент тепловыделений, зависит от способа крепления ламп к потолку, у нас они вделаны, поэтому ψ = 0,4;

Q_тв3= 59,4·0,4 = 23,76 кВт.

Таблица 3.4 – Тепловыделения от искусственного освещения

Qтв3, кВт	Теплый период	Холодный период
рабочее время	23,76	23,76
нерабочее время	0	0

3.2.4 Солнечная радиация.

Учёт ведется и по тёплому, и по холодному периоду года.

Теплый период.

Теплопоступления от солнечной радиации определяются в соответствии с [10] по следующей формуле:

Q_тв4^т=, (3.11)

где А_окна– площадь светопрозрачных ограждений (окон), А_ок= 97,2 м²;

R_окна– термическое сопротивление окон, R_окна= 0,44 (м²·К)/Вт;

– средняя температура за июнь, по [2] таблица 3,= 25,3 ºС;

– расчётная температура в помещении,= 25 ºС;

k_F,τ_F– коэффициенты, определяемые по [5],k_F= 0,85,τ_F= 0,6.

q^п,q^р– удельные потоки прямого и рассеянного излучения, Вт/м².

Поскольку ориентация помещения относительно сторон света не задана, то необходимо её выбрать. Это делается на основании данных таблицы 1 из [10]. Теплопоступления от солнца по часам приведены во вспомогательнойтаблице 3.5. В таблице приведен суммарный поток радиации.

Таблица 3.5 – Солнечная радиация на 52 параллели
Часы	Поток радиации, Вт/м2
	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
5-6	157	370	444	168	31	28	28	28
6-7	95	489	616	331	59	43	44	44
7-8	71	448	674	438	89	55	53	53
8-9	67	292	621	562	179	63	57	58
9-10	63	121	474	539	293	67	59	60
10-11	60	69	277	429	389	86	60	62
11-12	59	65	109	358	435	228	65	63
12-13	59	65	109	358	435	228	65	63
13-14	60	69	277	429	389	86	60	62
14-15	63	121	474	539	293	67	59	60
15-16	67	292	621	562	179	63	57	58
16-17	71	448	674	438	89	55	53	53
17-18	95	489	616	331	59	43	44	44
18-19	157	370	444	168	31	28	28	28
Поток за день, кДж/м2	4118,4	13348,8	23148	20340	10620	4104	2635,2	2649,6
	С – Ю		СВ - ЮЗ		В - З		ЮВ - СЗ
Поток за день с двух направлений, кДж/м2	14738,4		17452,8		25783,2		22989,6

По данным вспомогательной таблицы видно, что поток радиации будет минимальным при ориентации здания по оси Север - Юг. В качестве расчетного принимаем час с максимальным приходом солнечной радиации по выбранным направлениям. В данной работе расчетный час 12 – 13 ч. Ориентация здания представлена на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7– Ориентация здания

В расчетный час теплопоступления от солнечной радиации на Севере и Юге:

q_сев^п= 0;q_сев^р= 59 Вт/м²;q_юг^п= 344 Вт/м²;q_юг^р= 91 Вт/м².

Теплопоступления от солнечной радиации с двух направлений:

Q_тв4^т== 8,77 кВт.

Холодный период.

Теплопоступления через окна от солнечной радиации в течение отопительного периода Q_{тв 4}^х, согласно [3], для двух фасадов зданий следует определять по формуле:

Q_{тв 4}^х = _F k_F (А_F1I₁ + A_F2I₂), (3.12)

где F- коэффициент, учитывающий затенение светового проема;

kF- коэффициент относительного проникания солнечной радиации;

АF1,АF2- площадь световых проемов фасадов здания, ориентированных по двум направлениям, м2;

Ascy—площадь световых проемов зенитных фонарей здания, м2;

I1,I2- средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности.

Коэффициенты _F, k_F определяются по [7], таблица В1. Для двойного остекления в раздельных деревянных переплетах следует принятьτ_F= 0,6,k_F= 0,85.

Для определения средней за отопительный период величины солнечной радиации на вертикальные поверхности необходимо определить продолжительность отопительного периода, и на какие месяцы он приходится. Согласно [2] продолжительность отопительного периода составляет 258 суток. По тому же источнику находятся месяцы, на которые приходится отопительный период. Продолжительность отопительного периода определяется меньшей или равной температурой наружного воздуха.

По таблице 3 [2] определяются месяцы отопительного периода:

Таблица 3.6 – Средняя температура воздуха

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	год
Иркутск	-20,6	-18,1	-9,4	1	8,5	14,8	17,6	15	8,2	0,5	-10,4	-18,4	-0,9

Из таблицы видно, что в отопительный период входят следующие месяцы: январь, февраль, март, апрель,май,август,сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь.Количество дней в этих месяцах:

Так как продолжительность отопительного периода составляет 258 суток т.е. на 4 дня меньше, то при подсчете величины солнечной радиации от данных месяцев отнимается 4 дня из месяца с наибольшей температурой (т.е. август).

Средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности принимается по [2]:

Таблица 3.7 – Суммарная солнечная радиация на вертикальную поверхность, МДж/м².

	Янв.	Февр.	Март	Апр.	Май	Август	Сент.	Окт.	Ноябрь	Декабрь
С	----	----	----	110	58	42	----	----	----	----
Ю	495	566	692	558	160	168	584	611	543	475

Суммарный поток солнечной радиации на южный фасад здания за отопительный период:

(3.13)

Суммарный поток солнечной радиации на северный фасад здания за отопительный период:

(3.14)

Теплопоступления с солнечной радиацией за отопительный период года:

Q_{тв 4}^х = 0,51·0,85·(48,6·218+48,6·9) = 4,8 кВт.

Таблица 3.8 – Теплопоступления от солнечной радиации

Qтв4, кВт	Теплый период	Холодный период
рабочее время	8,77	4,8
нерабочее время	0	0

3.2.5 Прочие. Такие статьи теплопоступлений как:

• с воздухом инфильтрации – не учитываем, поскольку проектируем оптимальный микроклимат;

• через наружные ограждения конвекцией и теплопроводностью – незначительны;

• с оборудованием или материалами – их в проектируемое помещение не поступает.