Определение количества выделяющихся вредностей 3

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

И. Н. Булдакова

Определение количества выделяющихся вредностей

Методическое пособие по курсу лекций

по дисциплине «Теоретические основы

создания микроклимата в помещении»

раздел «Определение количества выделяющихся

вредностей в помещениях».

Ижевск 2008

УДК 621.

Определение количества выделяющихся вредностей. Методическое пособие по курсу лекций по дисциплине «Теоретические основы создания микроклимата в помещении» раздел «Определение количества выделяющихся вредностей в помещениях».

Составитель: старший преподаватель И. Н. Булдакова

Методическое пособие содержит методики и справочные данные для определения количества выделяющихся вредностей в помещении. Пособие будет полезно при изучении курсов «Теоретические основы создания микроклимата в помещении», «Вентиляция общественного здания», «Промышленная вентиляция», «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение».

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВЫДЕЛЯЮЩИХСЯ ВРЕДНОСТЕЙ. Методическое пособие по способам определения количества выделяющихся вредностей в помещениях.

Предназначено для студентов специальности 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция» очной и заочной форм обучения и студентов по направлению 270100.62 «Строительство» в области «Теплогазоснабжение и вентиляция».

© Булдакова И. Н. (составление), 2008

© Издательство ИжГТУ, 2008

Теплопоступления.

Поступления теплоты рассчитывают в зависимости от назначения помещения, протекающего технологического процесса, оборудования, установленного в помещении. Расчет выполняют отдельно для теплого периода года и для холодного периода года.

1. Теплопоступления от людей. Тепловыделения человека складываются из отдачи явного и скрытого тепла. Тепловыделения человека зависят в основном от категории тяжести выполняемой им работы, температуры и скорости движения окружающего воздуха, а также теплозащитных свойств одежды.

Отдачу человеком явного тепла , Вт можно определить по формуле:

, Вт, (1)

где – коэффициент, учитывающий интенсивность выполняемой работы, принимается равным: 1 – для легкой работы, 1,07 – для работы средней тяжести, 1,15 – для тяжелой работы;

– коэффициент, учитывающий теплозащитные свойства одежды, принимается равным: 1 – для легкой одежды, 0,65 – для обычной одежды, 0,4 – для утепленной одежды;

– скорость воздуха в помещении, м/с;

– температура воздуха в помещении, °С.

Чаще всего при расчетах тепловыделений от людей пользуются табличными данными. В этом случае тепловыделения определяют по формуле:

, Вт, (2)

где – тепловыделения одного взрослого мужчины, Вт, (табл.1). Принято считать, что женщина выделяет 85%, а ребенок – 75% от тепловыделений мужчины;

– количество людей.

Для пловцов в бассейнах вводится поправка (1-0,33), где 0,33 – доля времени, проводимая ими в бассейне.

	Таблица 1
Количество тепла, Вт, влаги, г/ч, и двуокиси углерода, л/ч, выделяемых человеком.

Параметры	Значения параметров при температуре воздуха в помещении, °С
	10	15	20	25	30	35
	Состояние покоя
Тепло явное	140	120	90	60	40	10
Тепло полное	165	145	120	95	95	95
Влага	30	30	40	50	75	115
Двуокись углерода	23	23	23	23	23	23
	Легкая работа
Тепло явное	150	120	100	65	40	5
Тепло полное	180	160	150	145	145	145
Влага	40	55	75	115	150	200
Двуокись углерода	25	25	25	25	25	25
	Работа средней тяжести
Тепло явное	165	135	105	70	40	5
Тепло полное	215	210	205	200	200	200
Влага	70	110	140	185	230	280
Двуокись углерода	35	35	35	35	35	35
	Тяжелая работа
Тепло явное	200	165	130	95	50	10
Тепло полное	290	290	290	290	290	290
Влага	135	185	240	295	355	415
Двуокись углерода	45	45	45	45	45	45

2. Тепловыделения от источников искусственного освещения. Количество тепла, поступающего в помещение от источников искусственного освещения , следует определять по фактической или проектной мощности светильников. Считают, что вся энергия, затрачиваемая на освещение, переходит в теплоту, нагревающую воздух помещения, при этом пренебрегают частью энергии, нагревающей конструкции здания и уходящей через них.

, Вт, (3)

где – мощность одной лампы, Вт/шт;

– количество ламп, шт;

– коэффициент, учитывающий долю теплоты, отдаваемой конвекцией и теплопроводностью. Для ламп накаливания мощностью 100-1000Вт – , для люминесцентных ламп мощностью 40Вт – .

Установлено, что если осветительная арматура и лампы находятся вне пределов помещения (чердачные помещения бесфонарного здания, остекленные ограждения и т. д.) или светильники снабжены местными отсосами, то количество теплоты следует определять по сумме видимой радиации, попадающей в помещение. Для ламп накаливания мощностью 100-1000Вт – =12%, для люминесцентных ламп мощностью 40Вт – =16,5%.

Если мощность светильников неизвестна, то тепловыделения от источников освещения , Вт, можно определить по формуле

, Вт, (4)

где – освещенность, лк, принимаемая по табл.3;

– площадь пола, м²;

– удельные тепловыделения, Вт/(м²·лк), табл. 2;

– доля теплоты, поступающей в помещение, составляет 0,45 при люми­несцентных лампах и 0,15 при лампах накаливания от расходуемой на освещение энергии.

Тепловыделения от источников освещения рабочих мест учитывают независимо от периода года и времени суток, а от источников общего освещения – с учетом времени суток и архитектурно-планировочных решений.

							Таблица 2
Удельные тепловыделения от люминесцентных ламп
Тип светильника	Распределение потока света, %		Средние удельные выделения тепла, Вт/(м2·лк), для помещений площадью, м2
			>200		50–200			<50
	вверх	вниз	при высоте помещения, м
			4,2	3,6	4,2	3,6		4,2	3,6
Прямого света	5	95	0,067	0,560	0,074	0,058		0,102	0,07
Преимущественно прямого света	25	75	0,082	0,071	0,087	0,073		0,122	0,190
Диффузного рассеянного света	50	50	0,094	0,077	0,102	0,079		0,166	0,116
Преимущественно отраженного света	75	25	0,140	0,108	0,152	0,114		0,232	0,166
Отраженного света	95	5	0,145	0,108	0,154	0,264		0,264	0,161
Примечание. Для ламп накаливания необходимо вводить поправочный коэффициент 2,75

3. Теплопоступления от солнечной радиации (инсоляции). Солнечная радиация попадает в помещение через остекленные поверхности, плоские кровли и наружные стены. При расчетах вентиляции и кондиционирования для объектов дневного функционирования обычно учитывается только тепло, проникающее через остекленные поверхности, так как теплопоступления через кровлю, и особенно через наружные стены, невелики и происходят с большим запаздыванием вследствие медленного прогрева конструкций здания. Обычно поступление тепла в результате инсоляции через стены и кровлю наблюдается вечером и ночью, когда температура наружного воздуха снижается, а поступление тепла от других источников сокращается.

		Таблица 3
Уровень общего освещения помещений. (согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»)
Помещение Освещенность рабочих поверхностей, лк Отделения литейных цехов: формовки 75 плавильно-заливочное 150 выбивки 150 отрубки и очистки 75 Кузнечные, термические, прессовые, холодноштамповочные, малярные, сборочные цехи и цехи металлопокрытий 150 Механические, сборочно-сварочные, деревообрабатывающие и модельные цехи 200 Помещения гаражей: мытья и уборки автомобилей 150 технического обслуживания и ремонта автомобилей 200 хранения автомобилей 20 Помещения инженерных сетей: вентиляционные камеры 20 помещения насосов, тепловые пункты 75	Помещение Освещенность рабочих поверхностей, лк Общественные здания и вспомогательные помещения предприятий: читальные залы, проектные кабинеты, рабочие и классные комнаты, аудитории 300 проектные залы, конструкторские бюро 500 залы заседания, спортивные, актовые и зрительные залы клубов, фойе театров, выставочные залы 200 крытые бассейны, фойе клубов и кинотеатров 150 зрительные залы кинотеатров 75 палаты и спальные комнаты санатория 75 обеденные залы, буфеты 200 номера гостиниц 100 Торговые залы магазинов: продовольственных 400 промышленных товаров 300 хозяйственных товаров 200

Количество солнечной энергии, проникающей через остекленные поверхности, зависит от величины угла, образованного лучом и поверхностью стекла.

Луч солнца, падая на поверхность стекла, частично отражается, частично проникает через стекло внутрь помещения, где и превращается в тепловую энергию. Чем больше угол между лучом и поверхностью стекла, тем меньшая доля энергии отражается и большая попадает внутрь

помещения. Поэтому через остекление, обращенное на запад, поступает больше тепла, чем через остекление, обращенное на юг (в первом случае угол больше, чем во втором).

Количество тепла от солнечной радиации, , Вт, поступающее через остекленные поверхности, определяется по формуле:

, Вт, (5)

где – количество тепла, поступающее на 1 м² вертикальной поверхности в 13-14 ч в зависимости от географической широты расположения данного объекта и ориентации по сторонам света, Вт/м², табл. 4;

– площадь остекленной поверхности, расположенной в одной из наружных стен, м²;

– коэффициент, учитывающий уменьшение поступления тепла за счет затемнения стекол переплетами рам и загрязнениями атмосферы, табл. 5. Для населенных пунктов, расположенных на параллели 38° с.ш. и ниже, коэффициент следует принимать с поправкой 0,93;

– коэффициент, учитывающий уменьшение поступления тепла через вертикальные остекленные поверхности из-за применения солнцезащитных устройств или наружных козырьков, табл.6.

В расчет следует принимать большую из двух величин солнечной радиации:

1) теплопоступления через остекление, расположенное в одной стене;

2) теплопоступления через остекление, расположенное в двух взаимно перпендикулярных стенах с учетом коэффициента 0,7.

В обоих случаях добавляется теплопоступление через бесчердачное покрытие, если таковое имеется.

Теплопоступления от солнечной радиации необходимо учитывать в тепловом балансе для теплого и переходного периодов года. Поступление тепла от солнечной радиации через наружные непрозрачные стены не учитывается.

Таблица 4
Количество тепла, поступающего от солнечной радиации (прямой и рассеянной) в зависимости от географической широты
Географическая широта, град.с.ш.	Количество тепла, , Вт/м2								Эквивалентная разность температур, , °С
	На вертикальные поверхности в 13-14 ч				На вертикальную поверхность западной ориентации		На горизонтальные поверхности
	З	ЮЗ	Ю	В	Макси- мальное	Средне-суточное	Макси-мальное	Средне-суточное
38	386	321	337	200	720	163	942	304	27,6
40	386	357	367	216	740	169	929	333	27,4
42	387	380	398	234	746	175	915	332	27,2
44	387	403	428	253	765	179	892	330	26,7
46	390	425	460	272	753	182	880	329	26,4
48	392	447	490	294	764	185	865	328	26,2
50	393	472	520	316	775	187	857	328	26,0
52	394	489	547	335	781	193	851	329	25,9
54	384	509	567	354	787	199	836	329	25,6
56	384	520	603	362	786	202	836	327	25,6
58	378	538	633	370	785	205	795	312	24,7
60	373	549	656	391	780	207	766	319	24,2
62	369	564	680	411	776	210	740	314	23,6
64	368	582	700	433	799	215	718	318	23,2
66	374	606	730	455	605	228	704	325	22,9
68	380	630	758	473	811	240	697	331	22,8

Теплопоступления от инсоляции через бесчердачное покрытие определяют по формуле:

, Вт, (6)

где – площадь поверхности покрытия, м²;

– коэффициент теплопередачи покрытия, Вт/(м²·°С);

– эквивалентная разность температур, °С, определяется по табл. 4.

	Таблица 5
Значение коэффициента

Тип остекления
Окна сплошные одинарные витринные без переплетов и стены из стеклоблоков	0,72
Окна сплошные двойные витринные без переплетов	0,68
Окна в металлических рамах:
одинарные	0,6
двойные в спаренных переплетах	0,70
двойные в раздельных переплетах	0,6
Окна в деревянных рамах:
одинарные	0,48
двойные в спаренных переплетах	0,7
двойные в раздельных переплетах	0,6
Двухкамерный стеклопакет в деревянном переплете	0,8
Двухкамерный стеклопакет в металлическом переплете	0,9

4. Теплопоступления от нагретых поверхностей оборудования. При известных значениях температур поверхностей и температуры внутреннего воздуха , °С, поступление тепла определяется:

, Вт, (7)

	Таблица 6
Значение коэффициента

Тип остекления
Венецианские подъемные жалюзи
темные	0,64
светлые	0,55
Рольные непрозрачные шторы
темные	0,59
светлые	0,25
Шторы из светлой ткани
редкие	0,67
средней плотности	0,55
плотные	0,47
Наружные жалюзи	0,30
Шторы между переплетами	0,50
Побелка стекол	0,60
Остекление матовыми стеклами	0,70
Наружные козырьки с вылетом менее 2 м	0,20
Маркиза	0,25

где – коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м²·°С);

– коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(м²·°С);

– средняя температура поверхности, °С;

– площадь нагретой поверхности, м².

Коэффициент теплоотдачи конвекцией определяется

, (8)

где – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения свободной поверхности, табл. 7.

Таблица. 7
Значение коэффициента
Поверхность	Коэффициент
Вертикальная	1,66
Горизонтальная, обращенная вверх:
нагретая	2,26
охлажденная	1,16
Горизонтальная, обращенная вниз:
нагретая	1,16
охлажденная	2,26
Горизонтально расположенная труба	2,09

Коэффициент теплоотдачи излучением определяется

, (9)

где – приведенный коэффициент излучения тел в помещении, который принимают равным 4,9 Вт/(м²·К⁴).

Для поверхности стенки укрытия, зонта, воздуховода суммарный коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху помещения определяется

, Вт/(м²·К), (10)

где – скорость движения воздуха у наружной поверхности, м/с.

Для поверхности нагретой воды суммарный коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху помещения определяется

, Вт/(м²·К), (11)

где – скорость движения воздуха у поверхности воды, м/с.

При неизвестной температуре поверхности теплопоступления через стенки укрытий, зонтов и воздуховодов определяется по формуле:

, Вт, (12)

где – коэффициент теплопередачи конструкции, Вт/(м²·°С);

–температура среды внутри укрытия, °С;

– площадь нагретой поверхности, м².

Теплопоступления от неизолированных трубопроводов определяются в зависимости от их диаметра , м, длины , м, температур теплоносителя и окружающего воздуха , °С:

, Вт. (13)

Коэффициент теплоотдачи определяется по формуле:

, Вт/(м²· °С), (14)

где – скорость движения воздуха в районе трубопровода, м/с.

От изолированного трубопровода количество выделяющегося тепла зависит от температуры на поверхности изоляции , ^оС, диаметра трубопровода и слоев изоляции , ,..., , мм, и соответствующих коэффициентов теплопроводности , ,…, , Вт/(м²· С):

, Вт, (15)

где – коэффициент теплоотдачи поверхности изоляции, Вт/(м²·°С).

При определении теплопоступлений от строительных конструкций со встроенными нагревательными элементами (например от обходных дорожек в бассейне и т. п.) в формуле (7) сумма коэффициентов теплоотдачи принимается 10Вт/(м²·°С), среднюю температуру поверхности принимают согласно п.6.5.12 СНиП 41-01-2003.

5. Теплопоступления с открытой поверхности нагретой воды и с водяными парами. В этом случае в помещение поступает теплота в явном и скрытом виде.

При температуре воды () больше температуры окружающего воздуха () явные теплопоступления определяются по формуле:

, Вт, (16)

где – скорость воздуха в помещении, м/с;

– температура поверхности воды (зеркала испарения), С, табл. 8;

– температура воздуха в помещении, С;

– площадь отрытой поверхности воды, м².

Таблица 8
Температура зеркала испарения
,С	20	25	30	40	50	60	70	80	90	100
,С	18	23	28	37	45	51	58	69	82	97

Скрытая теплота, поступающая в воздух помещения вместе с водяными парами, определяется по формуле:

, Вт, (17)

где – количество испарившейся воды, кг/ч, см. раздел «Влагопоступления»;

– скрытая теплота парообразования, кДж/кг, определяется по формуле:

, кДж/кг. (18)

6. Теплопоступления от остывающего материала и продукции. Общее количество теплоты, выделившееся при остывании материала с учетом фазового превращения (переход из жидкого состояния в твердое), определяется:

, кДж, (19)

где – удельная теплоемкость материала в жидком и твердом состояниях соответственно, кДж/(кг·°С);

, , – температура материала начальная, конечная, плавления, соответственно, С;

– теплота фазового превращения материала (теплота плавления), кДж/кг;

– масса материала, кг.

Необходимые данные для расчета (для стали и чугуна) приведены в табл. 9.

Таблица 9
Теплота плавления и теплоемкость чугуна и стали
Материал	Температура плавления, , °С	Теплота плавления, , кДж/кг	Теплоемкость металла
			, кДж/(кг·°С)	, кДж/(кг·°С)
Сталь	1300 – 1500	92 – 100	1,17	0,73
Чугун	1050 – 1500	96 – 100	1,05	0,76

Если при остывании материала фазового превращения не переходит, то количество теплоты определяется по формуле:

, кДж, (20)

где – средняя по температуре удельная теплоемкость материала, кДж/(кг·°С), табл. 10.

Для определения расчетного за какой-то промежуток времени количества теплоты необходимо в формулы вводить поправку:

, Вт, (21)

где – интервал времени, в течение которого принимается снижение температуры материала, с.

Таблица 10
Средняя теплоемкость материалов и продукции
Материал и продукция	Теплоемкость, кДж/(кг·°С)	Материал и продукция	Теплоемкость, кДж/(кг·°С)
Сталь	0,723	Печенье	2,17
Чугун	0,75	Сахар	1,23
Дерево	2,60	Крахмал	1,88
Карамельная масса	2,13	Солод ячменный	2,13
Конфетная масса	2,50

7. Тепловыделения при переходе электрической энергии в тепловую. Это плавление и нагревание металла в электрических печах, сушка изделий и готовой продукции. Данный вид тепловыделений зависит от мощности холостого хода , кВт, установочной мощности , кВт, и расхода электроэнергии , кВт·ч:

, Вт, (22)

, Вт, (23)

, Вт, (24)

, Вт, (25)

где – коэффициент, учитывающий загрузку печи;

– коэффициент одновременности работы печей;

– коэффициент, зависящий от типа печи (для камерных, шахтных и методических печей А=200, колокольных – 130, муфельных – 150, печей–ванн – 400, сушил – 300, печей без указания типа – 250);

– коэффициент, учитывающий энергию, не реализованную в данном помещении (принимается по данным технологов);

– коэффициент, учитывающий долю теплоты, поступающей от оборудования в помещение. Принимается для электронагревательных печей – , для сушил – . Может быть принят по табл. 15.

8. Теплопоступления при переходе электрической энергии в механическую. Поступление тепла от электродвигателей механического оборудования и приводимых ими в действие машин, установленных в общем помещении, , кВт, определяется по формуле:

, (26)

где – установочная или номинальная мощность электродвигателя, кВт;

– коэффициент загрузки электродвигателя, равный отношению средней мощности (, кВт), передаваемой оборудованию в течение расчетного часа к установочной мощности электродвигателя (, кВт), т. е. ;

– коэффициент одновременности работы электродвигателя;

– коэффициент спроса на электроэнергию, принимаемый по электротехнической части проекта или по табл. 11;

Таблица 11
Коэффициент спроса на электроэнергию различных отраслей промышленности
Вид производства и промышленности	Значение	Вид производства и промышленности	Значение
Цветная и черная металлургия:		Сварочное производство:
доменные цехи	0,6	трансформаторы ручной сварки	0,35
мартеновские цехи	0,3	трансформаторы автоматической сварки	0,5
цехи производства огнеупорного кирпича	0,6–0,7	машины точечной сварки	0,6
		машины шовной сварки	0,35
электрические печи сопротивления и шкафы при непрерывной загрузке	0,8	Деревообрабатывающая промышленность:
то же, при периодической загрузке	0,6	деревообрабатывающие цехи	0,5
		сушильные камеры	0,5
дуговые электрические печи емкостью 3–10т	0,7	лакокрасочные отделения	0,8
		малярные цехи	0,65
то же, 0,5–1,5т	0,55
Машиностроительная и металлообрабатывающая промышленность		Пищевая промышленность:
металлорежущие станки мелкосерийного производства	0,14	сахарные заводы	0,55
		мясокомбинаты	0,5–0,55
то же, крупносерийного производства	0,2	птицекомбинаты	0,4–0,45
индукционные печи	0,8	молочные заводы	0,44–0,48
двигатели генератора	0,8	маслозаводы	0,55–0,58
полупроводниковые выпрямители	0,5	мельницы	0,7–0,8
		крупозаводы	0,65–0,7
кузнечные машины	0,4	комбикормовые заводы	0,45–0,55

– КПД электродвигателя при данной загрузке: здесь – КПД электродвигателя при полной загрузке, определяемый по каталогу оборудования или по табл. 12;

– поправочный коэффициент, учитывающий загрузку двигателей: при значение , при значение принимается по каталожным данным, а при их отсутствии по табл. 13;

– коэффициент перехода теплоты в помещение, учитывающий, что часть теплоты может быть унесена из помещения с эмульсией, водой, воздухом. Принимается по опытным данным, может быть принят по табл. 15 или:

– для станков ткацкого производства, для металлорежущих станков без охлаждения режущего инструмента ;

– для металлорежущих станков с охлаждением режущего инструмента эмульсией ;

– для вентиляторов ;

– для насосов .

Если электродвигатели и приводимое ими в действие оборудование находятся в разных помещениях, то теплопоступления определяются раздельно для электродвигателей и оборудования.

Тепловыделения от электродвигателей, не имеющих принудительного охлаждения с отводом теплоты за пределы помещения, определяются:

, кВт. (27)

Формула (27) пригодна для учета теплоты, поступающей в помещение от насосов и вентиляторов, приводимых в действие электродвигателями, если механическая энергия, передаваемая воде или воздуху, отводится с последними за пределы помещения.

Тепловыделения от оборудования:

, кВт. (28)

Таблица 12
	<0,50	0,5–5	5–10	10–28	28–50	>50
	0,75	0,84	0,85	0,88	0,90	0,92

Таблица 13
	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3
	0,99	0,98	0,97	0,95	0,91

9. Теплопоступления при сварке. При сварке электрическими машинами с воздушным охлаждением теплопоступления определяют в зависимости от среднего расхода электроэнергии:

, Вт, (29)

где – средний расход электроэнергии, кВт·ч;

– собирательный коэффициент, учитывающий загрузку аппаратов, одновременность их работы и ассимиляцию тепла воздухом помещения, принимаемый по данным технологов.

Если машины работают с водяным охлаждением, то выделение тепла составит:

, Вт. (30)

Теплопоступления от поста ручной электродуговой сварки принимают 4600 Вт и от поста ручной газовой сварки – 10000÷11000 Вт.

При работе аппарата газовой сварки с известным расходом ацетилена , кг/с тепловыделения определяют:

, Вт, (31)

где – низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг, табл. 14;

– коэффициент использования горелок, принимаемый 0,85;

– то же, что в формуле (29).

При расчете процессов сварки и резки учитывают так же поступление теплоты от оборудования, преобразующего электроэнергию. К такому оборудованию относят трансформаторы, мотор-генераторы и различные выпрямители.

Теплопоступления от мотор-генераторов определяются суммой потерь энергии в электродвигателях и генераторах, кВт:

, (32)

где – КПД генератора при данной загрузке, .

Тепловыделения от полупроводниковых выпрямителей определяются по формуле:

, Вт, (33)

где – установочная мощность выпрямителей, кВт;

– номинальный ток выпрямителя, А.

Выделение тепла от трансформаторов определяется по формуле:

, кВт, (34)

где , , – то же, что в формуле (26).

10. Теплопоступления в результате химических реакций. В основу расчета тепловыделений при химических реакциях, а также при процессах растворения, испарения, кристаллизации, адсорбции положен закон Гесса. Согласно закона Гесса тепловой коэффициент химической реакции зависит только от вида и состояния исходных веществ и конечных продуктов и не зависит от пути перехода одних веществ в другие.

При тепловых расчетах химических реакций на основе закона Гесса имеют значение два вида тепловых эффектов:

1) теплота образования – это тепловой эффект реакции образования данного соединения из простых веществ (приводится в справочной литературе);

2) теплота сгорания – тепловой эффект реакции окисления данного соединения кислородом, характеризует скрытую химическую энергию вещества.

Теплопоступления от оборудования и процессов, в которых сжигается жидкое, твердое или газообразное топливо, определяются:

, Вт, (35)

где – расход топлива, кг/ч;

– теплотворная способность топлива, кДж/кг, табл. 14;

– коэффициент, учитывающий долю тепла, поступающего в помещение, табл. 15;

– коэффициент, учитывающий химическую и механическую неполноту сгорания топлива.

Количество теплоты, поступающей в помещение через открытые отверстия и неплотности печей от продуктов сгорания, определяется по формуле:

, Вт, (36)

где – удельная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/(кг·°С);

– количество выбивающихся из печи газов, кг/ч;

– температура газов, поступающих в помещение, обычно принимается на 150С ниже температуры печи, С;

– температура воздуха в рабочей зоне, С.

Таблица 14
Теплотворная способность топлива
Топливо	Теплотворная способность топлива	Топливо	Теплотворная способность топлива
Бутан	120250*	Мазут	38970**
Пропан	91340*	Условное Твердое Топливо	29330**
Ацетилен	47770*	Каменный Уголь	25140**
Газ Природный	35620*	Кокс	21780**
Газ Доменный	18860*	Древесные Отходы	10220**
Примечание: * – теплотворная способность топлива в кДж/м3, ** – теплотворная способность топлива в кДж/кг.

Количество выбивающихся из печи газов определяется:

, кг/ч, (37)

где – коэффициент, учитывающий сужение струи газа при выходе из отверстия, равный 0,6;

– площадь рабочего отверстия печи, м²;

– скорость выбивающихся из отверстия печи газов, м/с;

– плотность газов выбивающихся из печи газов, кг/м³;

– время, в течение которого открыта загрузочная дверка, мин.

, м/с, (38)

где – избыточное давление в печи, равное от 1 до 5 Па, под действием которого газы выходят из отверстия.

, кг/м³. (39)

11. Выделения тепла от пара при работе паровых машин зависит от начальной () и конечной () энтальпии, кДж/кг:

, Вт, (40)

где – интенсивность поступления пара в машину, кг/ч;

=1,001 – коэффициент утечки пара;

– коэффициент загрузки и одновременности работы машин.

Если пар выпускается в результате технологического процесса непосредственно в помещение, то при его расходе W, кг/ч, количество поступающего полного тепла составит:

, Вт. (41)

Начальная энтальпия задается технологами, а конечная определяется в зависимости от состояния пара, выпускаемого в помещение.

При перегретом паре:

, кДж/кг, (42)

а при конденсирующемся:

, кДж/кг, (43)

где – температура воздуха в помещении, °С.

12. Расчёт теплопоступлений по укрупнённым показателям. Данный метод расчета применяется в тех случаях, когда точный расчёт тепловыделений от технологического оборудования затруднителен, поэтому пользуются данными, приведенными в ведомственных нормах по проектированию вентиляции различных производственных помещений. Удельные тепловыделения для некоторых производств приведены в табл. 15.

Таблица 15
Производственные тепловыделения
Вид производств, помещений, оборудования и технологических процессов	Удельные теплопосту- пления, Вт/(кВт мощности станка)	Доля тепла, поступающего в помещение при обогреве оборудования
		электри-чеством	топливом
Литейное производство
Склады шихты и формовочных материалов:
электродвигатели привода	150	0,15	–
сушила песка и глины	–	–	0,06
Электродвигатели привода смесеприготовительного отделения	150	0,15	–
Поверхностная сушка формовочного отделения	–	–	0,205
Стержневое и сушильное отделение:
тепло от сушил отдельно стоящих	–	–	0,079
то же, примыкающих одной стеной	–	–	0,067
то же, примыкающих двумя стенами	–	–	0,043
Плавильное отделение:
индукционная печь плавки емкостью 100 кг	580	0,58	–
то же, 500 кг	517	0,52	–
то же, 2000 кг	438	0,44	–
электродуговая печь плавки емкостью 500 кг	300	0,33	–
то же, 3000 кг	260	0,26	–
то же, 10000 кг	180	0,18	–
Плавильно-заливочное отделение:
электродуговые печи	500	0,50	–
индукционные печи	150	0,15	–
тигельные газовые печи	–	–	0,05

Продолжение таблицы 15
Вид производств, помещений, оборудования и технологических процессов	Удельные теплопосту- пления, Вт/(кВт мощности станка)	Доля тепла, поступающего в помещение при обогреве оборудования
		электри-чеством	топливом
Литейное производство
Отделение цветного машинного литья, раздаточные печи	–	–	0,05
Отделение термической обработки литья, печи отжига	1000	1	0,084
Механические цехи холодной обработки металлов
Отделение металлорежущих станков без охлаждения режущего инструмента	250	0,25	–
То же, с охлаждением режущего инструмента	150	0,15	–
Отделение шлифовальных и заточных станков без охлаждения режущего инструмента	250	0,25	–
То же, при охлаждении кругов эмульсией или содовым раствором	2,25*	0,25	–
Отделение приготовления эмульсии	2,25*	–	–
Термическое производство
Нагревательное оборудование печных залов заводов тяжелого машиностроения	370	0,37	0,131
То же, автотракторных и инструментальных заводов	575	0,57	0,098
Отделение цианирования, горячие ванны	–	0,15	0,036
Помещения установок ТВЧ
установки ТВЧ	81	0,08	–
Кузнечно-прессовое производство
Молотовые пролеты (печи, молоты, прессы, изделия)	615	0,62	0,127
Пролеты с прессами и ковочными машинами (печи, прессы, изделия и т. д.)	615	0,62	0,108

Продолжение таблицы 15
Вид производств, помещений, оборудования и технологических процессов	Удельные теплопосту- пления, Вт/(кВт мощности станка)	Доля тепла, поступающего в помещение при обогреве оборудования
		электри-чеством	топливом
Сварочное производство
Точечная сварка	250	0,25	–
Плазменная и электродуговая сварка, напыление, электрорезка	750	0,75	0,239
Печи отжига	1000	1	0,084
Электродвигатели привода	150	0,15	–
Сварка и резка ацетиленом	14**	–	–
Сварка и резка сжиженным газом	11,6***	–	–
При производстве ручной электродуговой сварки и наплавки, сварки в среде углекислого газа, азота, инертных газов, сварки тернием, электрической резке металлов тепловыделения принимается эквивалентным расходуемой электроэнергии.
Окрасочное производство
Малярные цехи, сушила	350	0,35	0,084
Примечание: * – кВт/на тонну приготовления эмульсии; ** – кВт/на 1 кг ацетилена; *** – кВт/на 1 кг топлива

13. Теплопоступления от остывающей пищи определяется по формуле:

, Вт, (44)

где – средняя масса всех блюд, приходящийся на одного обедающего, принимается 0,85 кг;

– средняя теплоемкость блюд, входящих в состав обеда, принимается 3,35 кДж/(кг·°С);

– температура блюд, поступающих в обеденный зал, принимается 70 °С;

– температура блюд в момент потребления, принимается 40°С;

– количество посадочных мест;

– продолжительность принятия пищи одним человеком, ч, принимается: 0,5 – для столовых без самообслуживания; 0,3 – для столовых с самообслуживанием; 1 – для ресторанов, кафе.

14. Теплопоступления от электрического теплового оборудования в горячих цехах предприятий общественного питания, Вт:

, (45)

где , – паспортная мощность модулированного и немодулированного электрического оборудования, кВт;

– паспортная мощность электрического оборудования, располагаемого в раздаточном проеме, кВт;

– коэффициент одновременности работы теплового оборудования, принимается: для столовых – 0,8; для ресторанов, кафе и закусочных – 0,7;

– коэффициент загрузки оборудования, принимается: электроплиты – 0,65; электрические мармиты и тепловые шкафы, электросковороды и электрофритюрницы – 0,5; котлы и прочее оборудование – 0,3;

– коэффициент эффективности работы местных локализующих устройств. Принимается: при устройстве завес или кольцевого воздуховода – , при устройстве местных отсосов – ;

– коэффициент эффективности работы комбинированных приточно-вытяжных отсосов, .

15. Бытовые тепловыделения. Определяются для жилых помещений и кухонь жилых квартир. Вычисляются по формуле:

, Вт, (46)

где – теплопоступления на 1 м² площади пола, Вт/м², принимается по СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»;

– площадь пола рассматриваемого помещения, м²