Файл: K_5.doc

Приклад 5.1. Обрахувати тепловиділення в приміщення від 10 машин з електричною потужністю 5,0 кВт кожна, які приводяться в дію електродвигунами кліткового типу, якщо коефіцієнт їх завантаження k_з=0,8, а коефіцієнт одночасності дії k_o = 0,7.

Розв’язування.

За формулою (5.16):

Вт

де: k_в = 0,8 ; k_т = 0,9 ; η = 0,85 (табл. 5.5).

Теплонадходження від електричного обладнання для розігрівання і готування їжі, а також іншого побутового обладнання належить обраховувати окремо для кожного типу обладнання. Середні величини теплонадходжень від електропобутового обладнання подані в табл. 5.6.

Кількість теплоти, що виділяється верстатним обладнанням підприємств деревообробного виробництва рекомендовано приймати 210 Вт на 1 кВт номінальної (встановленої) потужності [4].

Тепловиділення від електродвигунів дробильно-млинового обладнання підприємств з переробляння і транспортування сипких матеріялів визначають за формулою

, кВт (5.17)

де – встановлена (номінальна) потужність двигунів, що працюють одночасно, кВт.

Таблиця 5.6

Теплонадходження від різного електропобутового обладнання [9]

Тип обладнання	Потужність номінальна (встановлена), Вт	Час задіяння (експлуатації), хв/год	Волого- виділення, г/год	Теплонадходження, Вт
				явні	повні
1	2	3	4	5	6
Електрична друкарська машинка	50	60	-	50	50
Персональний компютер	100-150	60	-	100-150	100-150
Термінал	60-90	60	-	60-90	60-90
Друкарка (принтер)	20-30	15	-	5-7	5-7
Плоттер	20-60	15	-	5-15	5-15
Піч електрична	3000 5000	60 60	2100 3600	1450 2500	3000 5000
Автоматична пралька	3000 6000	60 60	2100 4200	1450 2900	3000 6000
Шнурок для білизни	100	10	-	15	15
Холодильник компресорний 100 л 200 л	100 175	60 60	- -	300 500	300 500
Праска	500	60	400	230	500
Радіо	40	60	-	40	40
“Сонечко” для обігрівання	1000	60	-	1000	1000
Телевізор	175	60	-	175	175
Експрес для заварювання кави	500 3000	30 30	100 500	180 1200	250 1500
Обпікальник хліба (тостер)	500 2000	30 30	70 300	200 800	250 1000
Сушило для волосся	500 1000	30 30	120 240	175 350	250 500
Електроплита	500 1000	30 30	200 400	120 250	250 500
Рушта для смаження (гриль)	3000	30	500	1200	1500
Аппарат для тривалого обробляння волосся (для завивки)	1500	15	120	300	375
Стерилізатор	1000	30	500	175	500

---

Заувага. За більшої від одиниці кількості електричного обладнання чи машин сумарні тепловиділення від них визначають із врахуванням коефіцієнта одночасності їх дії .

5.2.4. Теплонадходження від нагрітого обладнання [1]

Відносно простим є розрахунок теплонадходжень від нагрітої поверхні металевих баків, стінок, ванн з нагрітою водою, розчинами або рідкими матеріялами, температура яких близька до температури речовини яка в них знаходиться. Температура речовини (розчину) задається технологічним проєктом.

Кількість теплоти, яка виділяється від 1 м² нагрітої поверхні з температурою в приміщення з температурою ( – середня температура внутрішнього повітря і внутрішніх поверхонь його огороджень; приймають ), можна визначити за формулою [1, 2]

(5.18)

Температурний коефіцієнт , який є складовою променистого теплообміну, і коефіцієнт , який зв’язаний з конвективним теплообміном, залежать від різниці температур . Якщо прийняти температуру внутрішнього повітря сталою і рівною ^оС, то в цьому випадку значення і залежать тільки від . Значення коефіцієнта (для вертикальної поверхні) і температурного коефіцієнта , залежно від , подані в табл. 5.7.

Таблиця 5.7

Значення коефіцієнтів b і А

tпов, oC	b	A	tпов, oC	b	A
20	1,01	1,67	380	4,87	1,41
80	1,36	1,6	480	6,92	1,36
180	2,3	1,53	580	9,43	1,33
280	3,3	1,47	980	25,5	1,19

Заувага. Для нагрітих горизонтальних поверхонь, теплові потоки від яких скеровані вгору, табличні величини потрібно збільшувати в 1,3 разів; при скеруванні теплових потоків вниз – зменшувати на 30 %.

Коефіцієнт зведеного випромінення для невеликої поверхні, яка обмінюється теплотою з приміщенням, можна прийняти рівним коефіцієнту випромінення нагрітої поверхні, тобто .

Для іржавих або окиснених сталевих поверхонь коефіцієнт випромінення рівний приблизно 4,7 [1].

В результаті цього аналізу можемо зробити висновок, що коефіцієнти променистого і конвективного теплообміну, а також загальний коефіцієнт променисто-конвективного теплообміну залежать тільки від . Залежності , і від подані на рис. 5.4.

Рис. 5.4. Залежності коефіцієнтів променистого α_пр, конвективного α_к і

повного α_пов теплообміну від температури поверхні: 1 – вертикальної;

2 – горизонтальної, зі скеруванням теплових потоків вгору

Обрахувати теплонадходження в приміщення від нагрітої поверхні площею , за визначеним з рис. 5.4. коефіцієнтом , можна за формулою

, Вт. (5.19)

5.2.5. Тепловиділення від нагрівних приладів системи фонового (чергового) обігрівання

Фонове (чергове) обігрівання призначене для підтримання в неробочий час пониженої щодо розрахункової температури внутрішнього повітря.

---

Теплопродуктивність системи фонового (чергового) обігрівання, за відомих розрахункових тепловтрат, визначають за формулою

, Вт (5.20)

де – розрахункові тепловтрати приміщення при нормативній внутрішній розрахунковій температурі і перепаді температур ; – температура найбільш холодної п’ятиденки, ^оС ; – внутрішня температура, яка забезпечується системою фонового (чергового) обігрівання (у виробничих приміщеннях переважно приймають ^оС, а в приміщеннях громадських будинків ^оС [9]).

5.2.6. Теплонадходження від сонячного випромінення

Теплонадходження в приміщення від сонячного випромінювання в ТПР можна представити у вигляді балансової рівності

_., Вт (5.21)

де – теплонадходження, відповідно, через вікна, покрівлю (горищне перекриття) і зовнішні стіни приміщення.

Для приміщень в яких передбачають системи природної і механічної вентиляції, теплонадходження через світлові прорізи відповідного скерування (орієнтації), завдяки сонячному випроміненню і різниці температур зовнішнього і внутрішнього повітря, наближено визначають за формулою

(5.22)

де – тепловий потік, який надходить в приміщення через 1 м² звичайного одинарного скла товщиною 2,4 … 3,2 мм, відповідно освітленого сонцем і затіненого в проміжку 14 - 15 години доби, Вт/м² (додаток 7); – габаритні площі світлових прорізів, відповідно освітлених сонцем і затінених, м² (при затіненні світлових прорізів будівельними конструкціями – ребрами або дашками, площі і – визначають графічною побудовою [10, 11]; – загальна площа світлових прорізів ( ), м²; і – відповідно розрахункові температури зовнішнього і внутрішнього повітря, ^оС ( ); – фактичний термічний опір віконного блока, м²·К/Вт; - частка поверхні шибок (скла) в загальній площі віконного блоку (табл. 5.10); - коефіцієнт пропускальності сонячного проміння, який залежить від типу скла (шибки) чи виду протисонячної заслони вікна (табл. 5.10).

Наближено теплонадходження від сонячного випромінення в приміщення верхніх поверхів будівель через плоскі безгорищні покрівлі і горищні перекриття (за наявності горища) можна обрахувати за формулою

, Вт, (5.23)

де – коефіцієнт теплопередачі суміщеної покрівлі (горищного перекриття), Вт/(м²·К); – площа покрівлі (горищного перекриття), м²; – питомий тепловий потік сонячного випромінення, Вт/м², який надходить в приміщення через суміщену покрівлю (горищне перекриття) з коефіцієнтом теплопередачі 1 Вт/(м²·K), див. дод. 7 (табл.7.3).

При наближених розрахунках холодильного навантаження (навантаги) СВ приміщень теплонадходження Q_с.ст , через ефективно утеплені зовнішні стіни, можна не враховувати.

Більш точні розрахунки теплонадходжень в приміщення через їх світлонепрозорі огорожі, із врахуванням рівноважної еквівалентної різниці температур Δt_екв, розглядаються далі.

---

Теплота сонячного випромінення, яка проникає в приміщення через світлопрозорі огорожі [12-14]

Коли сонячне випромінення величиною падає на віконну шибку, то деяка його частина проникає в приміщення (ε – коефіцієнт проникнення), частина відбивається від шибки ( – коефіцієнт відбиття), а частина вбирається (поглинається) шибкою, а потім, з причини конвективного теплообміну, частково передається до внутрішнього, а частково до зовнішнього повітря як вторинна теплота: , де – коефіцієнт вбирання (поглинання) шибки (див.рис. 5.5).

Загалом

, (5.24)

а в приміщення надходить -

,

де – називають коефіцієнтом пропускання шибкою (шибками) сонячного випромінення, див.табл. 5.8.

Величина перепущеної через вікно теплоти сонячного випромінення залежить від довжини хвилі, кута падіння (дії) променів а також хімічного складу скла. При одинарних шибках, зі звичайного віконного скла з для довжини хвиль від 0,29 мкм до 3,0 мкм, найбільша кількість променистої теплоти проникає в приміщення, де частково відбивається стінами і меблями, а частково акумулюється ними. Це випромінення в приміщенні перетворюється на довгохвильове, яке не може бути променистим шляхом відведене з приміщення назовні і залишається в приміщенні, обігріваючи його (ефект парника).

Рис. 5.5. Схема проникнення теплоти сонячного випромінення

через віконний блок з подвійними шибками

При довжині хвилі більше 3 мкм ці залежності змінюються на обернені, а приблизно 90-95 % сонячного випромінення вбирається склом. Результати досліджень, які проведені для різних сортів скла, наведені в табл. 5.8. Поглинуте склом проміння перетворюється в теплоту, яка відводиться від нього конвекцією і довгохвильовим випроміненням, частково назовні, а частково в приміщення (рис. 5.5).

Таблиця 5.8

Коефіцієнт пропускання сонячного випромінення g_пр різними видами шибок

за нормального падіння променів [9,11]

Тип скла або оскління віконних блоків	Товщина скла, мм	Коефіцієнт пропускання сонячного випромінення gпр, %	Середній приріст температури шибки щодо температури навколишнього повітря, оС
Скло прозоре, шибка одинарна	2,8	87	11
Скло поглинальне (вбирне), шибка одинарна	5,6	52	36
Скло відбивальне, шибка одинарна	5.6	46	14
Шибки подвійні, вікно ущільнене	11,4	79	19
Шибки потрійні, вікно ущільнене	17,9	70	21

Величина коефіцієнта пропускання шибкою розсіяного сонячного проміння є незалежна від кута падіння. Розсіяне випромінення діє на затінені поверхні будівлі і на стіни північного скерування (орієнтації).

Поділ енергії сонячного випромінення можна представити наближено так:

при λ < 0,4 мкм (область ультрафіолету) – 6 % ;

при λ = 0,40 … 0,75 мкм (видима світлова область) – 50 % ;

---

при λ > 0,75 мкм (інфрачервона область) – 44 %.

Максимум енергії сонячного випромінення має місце при λ = 0,5 мкм.

Загалом, кількість енергії сонячного випромінення, що проникає в приміщення через віконні блоки, характеризується рівнянням

, (5.25)

де – площа поверхні віконного блока, освітлена сонцем, м²; – загальна поверхня віконного блока, м²; – потужність повного сонячного випромінювання у Вт/м², див. табл. 5.9; – потужність розсіяного сонячного випромінювання, див. табл. 5.9.

---