Шиляев.Типовые приверы расчета систем.Оторления вентиляции и кондиционирования

Пример 1.2. Расчет расхода теплоты на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха через окно помещения

Исходные данные

1.Помещение кухни № 102 на рис. 1.2 оборудовано есте-

ственной вытяжной вентиляцией с нормальным воздухообменом 3 м3/ч на 1 м2 пола помещения.

2.Высота здания от уровня земли до верха вытяжной шахты естественной вентиляции Н = 14,55 м. Расчетная высота от уровня земли до верха окна h = 3,45 м, при расстоянии от пола до подоконника 0,9 м (см. рис. 1.2). Расстояние от центра вытяжной решетки до верха вытяжной шахты hi=10,85 м.

3.Площадь пола комнаты 102 по рис. 1.2 Апола=14,1 м2; размеры окна 1,2×1,5 м.

4.Плотность наружного воздуха при tн= –40 ºС ρн=1,515 кг/м3; плотность внутреннего воздуха при tв= +19 ºС ρв=1,209 кг/м3; плотность наружного воздуха при tн= +5 ºС

ρ5 С =1,27 кг/м3.

и подветренной поверхностей ограждений здания, принимаемые по [14], сн= 0,8, сп= –0,6.

Порядок расчета

1.Расчет производим согласно методике, представленной

вподразд. 1.1.4. Вычисляем давление воздуха в жилом помещении по формуле (1.13)

Рint=10,85 · 9,81 (1,27–1,209) = 6,5 Па.

2.Определяем разность давлений воздуха на наружную и внутреннюю поверхность ограждения (окна первого этажа) по формуле (1.11)

22

Р = (14,55–3,45) (1,515–1,209) 9,81+ +0,5 · 1,515 4,72 (0,8+0,6) 0,475 –6,5 = 37,95 Па,

где коэффициент учета изменения скоростного давления ветра при высотезданияН=14,55мпо табл.1.2принимаетсяравнымkv=0,475.

3. Вычисляем расход инфильтрующегося воздуха через

окно первого этажа по формуле (1.10)

Gн= (1,2 1,5) 5 (37,95/10)0,67= 22,0 кг/ч.

4. Рассчитываем по формуле (1.9) расход теплоты для нагревания инфильтрующегося воздуха через окно первого этажа вследствие действия теплового и ветрового давления:

Qи= 0,28 22,0 1,005 (19+40) 0,8 = 292 Вт,

где коэффициент учета влияния встречного теплового потока для окон с раздельными переплетами принимается равным kт= 0,8.

5. Вычисляем по формуле (1.8) расход теплоты для нагревания инфильтрующегося воздуха при естественной вентиляции, не компенсируемый притоком подогретого воздуха:

Qи= 0,28 (3 14,1) 1,209 1,005 (19+40) = 849 Вт.

За расчетную величину следует принять большее из полученных значений Qи= 849 Вт и записать в графу 12 табл. 1.3.

Пример 1.3. Определениетемпературывнутреннеговоздуха

помещениянаосновесоставлениятепловогобаланса

Исходные данные

1.На рис. 1.3 приведены план и разрез неотапливаемого подвала, над которым находятся отапливаемые жилые помещения с температурой внутреннего воздуха tв= +20 °С. Стены подвала выше уровня тротуара выложены из красного кирпича на тяжелом растворе, ниже – из бетонных блоков толщиной 90 см; пол подвала бетонный; бетон приготовлен с каменным щебнем. Окна подвала двойные, размером 1,0×0,6 м.

2.Коэффициент теплопередачи окна kдо= 1,84 Вт/м2 ºС. Ко-

эффициент теплопередачи наружной кирпичной стены подвала

kнс= 0,43 Вт/м2 ºС. Коэффициент теплопередачи перекрытия над подвалом kпл= 0,575 Вт/м2 ºС.

23

3.Коэффициенты теплопередачи для неутепленного пола

принимают равными для I зоны 0,465, для II зоны 0,233, для

III зоны 0,116 и для IV зоны 0,07 Вт/м2 ºС.

4.Определить минимальную температуру воздуха в подвале, если tн= –32 ºС.

Рис. 1.3. План и разрез помещения

Порядок расчета

1.Температура воздуха в подвале определяется на основании баланса тепла, поступающего в подвал из вышележащих отапливаемых помещений и теряемого через наружные ограждения. Обозначим температуру воздуха подвала через tх.

2.Теплопоступления через перекрытие в подвал можно определить согласно выражению (1.2)

Qпост kпл Апл tв tх

0,574 7,2 16,8 20 tх 69,43 20 tх Вт.

3.Определяем теплопотери через надземную часть подвала. Угловые наружные стены ориентированы: одна на северо-

запад, вторая – на северо-восток. А так как добавки на эти стороны света к основным теплопотерям помещения одинаковы

24

(см. подразд. 1.1.3), то нет необходимости подсчитывать теплопотери порознь для каждой наружной стены.

Общая длина обеих стен составит:

l 16,8 0,9 7,2 0,9 25,8 м.

Добавки к основным теплопотерям: на стороны света 10 %, на угловое помещение 5 %, на ветер 5 % – всего 20 %.

Теплопотери через наружные стены и окна по формуле (1.2) составляют:

Qпот.над kнс Анс kдо Адо tx tн β

0,43 25,8 1,3 1,84 0,43 1,0 0,6 4 tx 32 1,2

21,37 tx 32 Вт.

4.Определяем теплопотери через подземную часть подвала. Всю подземную часть стены и пол подвала от уровня тро-

туара до осей внутренних стен делим на 2-метровые зоны. Коэффициент теплопроводности бетона с каменным щеб-

нем равен λ=1,86 Вт/(м·ºС) >1, поэтому стеновые блоки и пол рассматриваем как неутепленные конструкции, коэффициенты теплопередачи которых определяем по [18].

Площадь I зоны

АI 16,8 1,7 7,2 1,7 16,8 0,3 7,2 0,3 48,0 м2.

Площадь II зоны

АII 16,8 2,3 2 7,2 0,3 2 42,8 м2.

Площадь III зоны

АIII 16,8 4,3 2 7,2 2,3 2 34,8 м2.

Площадь IV зоны

АIV 16,8 4,3 7,2 4,3 15,4 м2.

Теплопотери через подземную часть стены и пол подвала по формуле (1.2) составляют:

Qпот.под kI АI kII АII kIII АIII kIV АIV tх tн

0,465 48,0 0,233 42,8 0,116 34,8 0,07 15,4 tх 32

37,41 tх 32 Вт.

25

5. Составляем уравнение баланса тепла для ограждающих конструкций подвала

Qпост Qпот.над Qпот.под ,

69,43 20 tх 21,37 tх 32 37,41 tх 32 .

После преобразования получаем отрицательное значение температуры воздуха в подвале tx 3,84°С.

Пример 1.4. Расчет основных теплопотерь через утепленные

полы, расположенные на грунте на лагах

Исходные данные

Определить теплопотери через полы жилой комнаты № 101 (рис. 1.4).

Порядок расчета

Расчет теплопотерь через полы для каждого помещения здания производим в следующем порядке. Результаты записываем по форме табл. 1.1, графы 2–7.

1. Вычерчиваем план первого этажа здания в масштабе 1:100 с указанием всех размеров (рис. 1.4) и наносим расположение всех четырех зон.

Рис. 1.4. Фрагмент плана к примеру 1.4

26

Далее выбирают главное циркуляционное кольцо. Главным считают циркуляционное кольцо, в котором

расчетное циркуляционное давление, приходящееся на единицу длины кольца, имеет наименьшее значение.

Ввертикальной однотрубной системе – это кольцо через наиболее нагруженный стояк из удаленных от теплового пункта стояков при тупиковом движении воды или также через наиболее нагруженный стояк, но из средних стояков при попутном движении воды в магистралях.

Ввертикальной двухтрубной системе – это кольцо через нижний отопительный прибор наиболее нагруженного из удаленных от теплового пункта стояков при тупиковом движении воды или наиболее нагруженного из средних стояков при попутном движении воды в магистралях.

Вгоризонтальной однотрубной системе многоэтажного здания основное циркуляционное кольцо выбирают по меньшему значению расчетного циркуляционного давления, приходящегося на единицу длины кольца в кольцах через ветви на верхнем и нижнем этажах. Так же поступают при расчете системы

сестественной циркуляцией воды, сравнивая значения расчетного циркуляционного давления в циркуляционных кольцах через отопительные приборы, находящиеся на различных расстояниях от теплового пункта.

2.Выбранное циркуляционное кольцо разбивают на участки по ходу движения теплоносителя, начиная от теплового пункта. За расчетный участок принимают отрезок трубопровода

спостоянным расходом теплоносителя. Для каждого расчетного участка надо указать порядковый номер, длину l, тепловую на-

грузку Qyч и диаметр d.

При гидравлическом расчете стояков вертикальной однотрубной системы каждый проточный и проточно-регулируемые стояки, состоящие из унифицированных узлов, рассматриваются как один общий расчетный участок. При наличии стояков с замыкающими участками приходится производить разделение на

28

участки с учетом распределения потоков воды в трубах каждого приборного узла.

Результаты гидравлического расчета заносятся в табл. 1.4.

Таблица 1.4

Ведомость гидравлического расчета

где 1 и 2 – поправочные коэффициенты, учитывающие дополнительную теплоотдачу в помещение, принимаемые по табл. 1.5–1.7; Qуч – тепловая нагрузка участка, Вт; с – удельная массовая теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг·ºС); tг и tо – соответственно температура воды в подающей и обратной магистрали, ºС.

Задавшись диаметром d по табл. 1.8 и определив количество воды на участке Gyч, по прил. 1 определяем скорость движения воды v и фактическое значение удельного сопротивления R.

Сумму коэффициентов местных сопротивлений (КМС) на участке Σξ определяем по прил. 2. Предварительно необходимо провести подробный расчет принятых значений местных сопротивлений по участкам.

29

Таблица 1.5

Номенклатурный ряд отопительных приборов

Примечание. Для отопительных приборов помещений с номинальным тепловым потоком более 2300 Вт следует принимать коэффициент 1 1 вместо 1.

30