Помещение № 104 (групповая)
В помещении имеется четыре окна с ориентацией на СЗ.
Географическая широта ц = 56 °с.ш.;
площадь окон Fок=10,64 мІ;
Вт/мІ, Вт/мІ в период с 5 до 6 ч вечера по табл. 2.3 для остекления, ориентированного на СЗ на широте 56°.
Аc.o.
Принимаем:
h = 21°; азимут Солнца Аc = 95° по табл. 2.8 для периода 5- 6 ч вечера и широты 56°.
где Н - высота окна; Н = 1.4 м; В - ширина; В = 1.9 м;
L Г L Г = L В = 0.13.
К ОБЛ.В = 1 (рис. 2.6 )
К ОБЛ.Г = 1 (рис. 2.6 )
где К ОТН - коэффициент относительного проникания солнечной радиации; для окон с тройным остеклением со светлыми жалюзи внутри помещения К ОТН = 0.48;
ф 2 - коэффициент учета затенения окна переплетами;
Коэффициент, учитывающий суточный ход наружной температуры; (табл. 2.9 при е = 0 для периода с 8 до 9 часов);
Количество теплоты, поступающей на вертикальную поверхность ориентации ЮВ в период с 8 до 9 ч от прямой и рассеянной радиации для широты 56°; =460 Вт/мІ; =125 Вт/мІ;
v ).
Вт/(мІ.°С)
Помещение № 219 (комната гимнастики и муз.занятий)
В помещении имеется четыре окна с ориентацией на ЮВ.
Географическая широта ц = 56 °с.ш.;
площадь окон Fок=10,08мІ;
1. Максимальное количество теплоты от прямой и рассеянной солнечной радиации, проникающей через одинарное остекление:
Вт/мІ в период с 3 до 4 ч вечера для остекления, ориентированного на СЗ на широте 56°.
Угол между солнечным лучом и окном:
где h - высота стояния Солнца; Аc.o. - солнечный азимут остекления.
Принимаем:
h = 37°; азимут Солнца Аc =69° для периода 3- 4 ч вечера и широты 56°. А со =69+45=114.
2. Коэффициент инсоляции вертикального остекления.
где Н - высота окна; Н = 1.8 м; В - ширина; В = 1.4 м;
а = с = 0 - т.к. отсутствуют внешние солнцезащитные козырьки;
L Г - заглубление остекления от наружной поверхности фасада (принято 0,13 м, как для кирпичных зданий); L Г = L В = 0.13.
3. Коэффициент облучения КОБЛ, зависит от углов:
3 0 54"-вертикальная компонента К ОБЛ.В = 1 (рис. 2.6 )
5 0 18"-горизонтальная компонента К ОБЛ.Г = 1 (рис. 2.6 )
4. Удельный тепловой поток от проникающей солнечной радиации через принятое остекление:
где К ОТН - коэффициент относительного проникания солнечной радиации; для окон с тройным остеклением со светлыми жалюзи внутри помещения (табл. 2.4) К ОТН = 0.48;
ф 2 - коэффициент учета затенения окна переплетами; для принятого остекления по табл. 2.5 ф 2 = 0.50.
5. Наружная условная температура на поверхности окна:
где - средняя температура наиболее жаркого месяца (июля); для кондиционируемых помещений следует принимать наружную температуру в теплый период года по параметрам "Б"; t н.ср =28
Средняя суточная амплитуда колебания температуры наружного воздуха в теплый период; =10,8°С ;
Коэффициент, учитывающий суточный ход наружной температуры; ;
Приведенный коэффициент поглощения радиации;
Количество теплоты, поступающей на вертикальную поверхность ориентации ЮВ в период с 3 до 4 ч от прямой и рассеянной радиации для широты 56° =0 Вт/мІ; =86Вт/мІ;
Коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности окна; для вертикальной поверхности (зависит от скорости ветра v ).
При выборе какого-либо оборудования системы ОВК, в т.ч. кондиционера, очень важно правильно выполнить расчет теплопритоков помещения. Ведь от этого зависит не только его микроклимат. Учет интенсивных теплопритоков помещения при расчете системы отопления, например, поможет сэкономить на отопительном оборудовании и энергоносителях, а их недооценка при расчете системы вентиляции и, особенно кондиционирования, может привести к повышеному износу и уменьшению ресурса работы оборудования.
Расчет теплопритоков помещения можно осуществлять разными способами, - существует несколько методик. Одни более подробны, и пользуются ими чаще при расчете систем вентиляции и кондиционирования промышленных зданий, другими, - очень упрощенными методиками расчета теплопритоков, пользуются менеджеры при продажах кондиционеров. Такая программа для ориентировочного расчета и подбора кондиционера
, например, находится .
Нижеприведеный расчет теплопритоков помещения учитывает все основные теплопритоки, недооценка которых на наш взгляд нежелательна. Соответственно, программу для расчета теплопритоков
по этой методике можно найти .
Для долговечной надежной работы кондиционера важно, чтобы его холодопроизводительность была немного большей чем величина реальных теплопритоков помещения.
В первую очередь, учитывают внешние теплопоступления
. Это, прежде всего, солнечная радиация, проникающая через оконные проемы. Количество тепловой энергии, поступающей таким образом, зависит от расположения окна относительно сторон света, его площади и наличия / отсуствия на нем солнцезащитных элементов:
Q окн = q окн F окн k
, где
q окн
- удельная тепловая мощность от солнечной радиации в зависимости от ориентации окна Вт/м 2 .
F окн - площадь остекленной части окна, м 2 ;
k - коэффициент, учитывающий наличие солнцезащитных элементов на окне .
Теплопритоки от нагретого защитного сооружения:
q ЗС - удельная тепловая мощность теплопередачи защитного сооружения, Вт/м 2 .
F ЗС - площадь защитного сооружения, м 2 .
Для постоянно открытой наружной двери теплоприток принимают 300 Вт.
Вторая группа теплопритоков, это тепловыделения от внутренних источников в помещении, - от людей, освещения, электрооборудования.
Тепловыделения от людей:
Q л = q л n
, где
n - количество людей в соответствующем состоянии;
q л - тепловыделение одного человека, Вт/чел .
Тепловыделения от электрооборудования:
Q э = N э m
i
, где
m - количество единиц оборудования;
N э - электрическая мощность единицы оборудования, Вт;
i - коэффициент превращения электрической энергии в тепловую .
Для компьютера тепловыделения принимают 300 Вт.
Расчет теплопритоков помещения можно считать завершенным.
Суммарная величина теплопритоков помещения будет составлять:
ΣQ = Σ
Q окн + ΣQ ЗС
+ ΣQ л
+ Σ
Q э
Затем проводится подбор кондиционера. Холодопроизводительность выбранного кондиционера должна на 10-20% превышать суммарную величину теплопритоков помещения:
Q конд = (1,1-1,2) Σ
Q
Тепловыделения от работающего оборудования с электрическим приводом за счёт перехода механической энергии в тепловую определяется из выражения
Q об = 1000 · N уст · n · k исп · k в , Вт, (1)
где N уст – установленная мощность привода электродвигателя в расчёте на единицу оборудования, кВт, определяется заданием; k исп – коэффициент использования мощности электродвигателя, обычно рекомендуется принимать 0,8; k в – коэффициент одновременности работы оборудования, определяемый заданием, можно принять равным 1. Величина Q об от периода года не зависит.
Теплопоступления от освещения для тёплого и холодного периода года рассчитываются
Q oc = 1000 · N oc · n · k в · a , Вт, (2)
где N ос - -мощность одной осветительной установки, кВт; n – число осветительных установок; k в – коэффициент одновременности работы осветительных установок: в холодный период можно принимать k в =1,0 , в тёплый период k в = 0,5 - 0,6 – по заданию; а - коэффициент, учитывающий типосветительной установки, который регламентируется СНиП и может быть определён по приложению, табл. П-3.
Теплопоступления от освещения могут быть рассчитаны и другим способом
Q oc = F · q oc · k в , Вт, (3)
где F – поверхность пола в помещении, м 2 ; q ос = 40 Вт/м 2 – норма освещённости 1м 2 в соответствии со СНиП; k в – коэффициент одновременности работы осветительных установок.
Теплопоступления от обслуживающего персонала для холодного и тёплого периодов года рассчитываются из выражения
где m – число работников; Q явн – явные тепловыделения от одного человека, кДж/ч; r = 2250 кДж/кг – скрытая теплота парообразования; W п – влаговыделения от одного человека, г/ч.
Численные значения Q явн и W п определяются в соответствии со СНиП в зависимости от температуры воздуха внутри помещения и степени тяжести труда и могут быть определены по приложению, табл. П-4.
Теплопоступления от солнечной радиации через световые (оконные) проёмы рассчитываются только для тёплого периода года
Q ср = F ост · q ост · A ост ·k , Вт, (5)
где F ост – суммарная поверхность остекления, м 2 ; q ост – плотность теплового потока, передаваемого за счёт солнечной радиации, зависящая от ориентации световых проёмов по сторонам света; А ост – эмпирический коэффициент, зависящий от вида остекления; k – эмпирический коэффициент зависящий, от прозрачности стёкол.
Численное значение q ост в соответствии со СНиП в зависимости от характеристики остекления и географического положения объекта можно определить по приложению, табл. П-5.
Численное значениеА ост иkв соответствии со СНиП могут быть определены по приложению, соответственно табл. П-6 и табл. П-7.
Теплопоступления через внешние ограждения извне за счёт более высокой температуры наружного воздуха при проектировании систем кондиционирования рассчитываются для тёплого периода в том случае, если расчётная температура наружного воздуха превышает расчётную температуру воздуха внутри помещения на 5С и более, т.е. t н т – t в т 5С
Q огр = F огр · k огр · (t н т - t в т ) , Вт, (6)
гдеF огр –поверхность внешнего ограждения за вычетом поверхности остекления, м 2 ;k огр t н т и t в т - соответственно расчётная температура наружного воздуха и воздуха внутри помещения, С.
Не рассчитываются для полов, расположенных на грунте или над подвалами. Для совмещенной кровли следует отдельно рассчитывать теплопоступления для помещений верхнего этажа.
Коэффициент теплопередачи рассчитывается с учётом всех термических сопротивлений
, (7)
где в и н - соответственно коэффициент теплоотдачи от воздуха внутри помещения к стене и от наружной поверхности стены к наружному воздуху, Вт/(м 2 С); i –толщина отдельных слоёв, составляющих стену, м; i –коэффициент теплопроводности материалов, из которых выполнена стена, Вт/(м С).
Численные значения коэффициентов теплоотдачи можно определить в соответствии со СНиП по приложению, табл. П-8 и П-9. Коэффициенты теплопроводности некоторых материалов приведены в приложении, табл. П-10 .
Для помещений верхнего этажа при отсутствии чердачного перекрытия (совмещённая кровля) теплопоступления через кровлю рассчитываются по формулам (6) и (7) отдельно от боковых поверхностей стен.
Суммарные теплопоступления в помещение для тёплого периода года в общем случае составляют
Q т = Q об + Q ос + Q оп + Q ср + Q огр , Вт, (8)
для холодного периода года
Q х = Q об + Q ос + Q оп , Вт. (9)
Расчёт тепловых потерь помещением
Тепловые потери рассчитываются только для холодного периода года.
Тепловые потери через остеклённые оконные световые проёмы определяются из выражения
Q ост = F ост · k · (t в х - t н х ) , Вт, (10)
где F ост –суммарная поверхность остекления, м 2 ;k–коэффициент теплопередачи через оконные проёмы, Вт/(м 2 С); t в х и t н х – соответственно расчётные температуры воздуха внутри помещения и наружного воздуха для холодного периода года, С.
Значения коэффициента теплопередачи определяются в соответствии со СНиП по приложению, табл. П-11.
Тепловые потери через наружные ограждения(боковые стены, полы, потолки) рассчитываются из выражения
Q огр = F огр · k огр · (t в х - t н х ) · n , Вт, (11)
где F огр –поверхность наружных ограждений (за вычетом площади оконных и дверных проёмов), м 2 ; k огр –коэффициент теплопередачи через ограждения, Вт/(м 2 С);t в х иt н х –соответственно расчётные температуры внутреннего и наружного воздуха для холодного периода, С;n –эмпирический поправочный коэффициент, зависящий от характера ограждения.
Коэффициент теплопередачи k определяется по формуле (7). Некоторые наиболее распространённые конструкции ограждений приведены на рис.3.
Значение эмпирического коэффициента n в формуле (11) можно принять в соответствии со СНиП по приложению, табл. П-12.
Рис. 3. Наиболее распространенные конструкции ограждений:
а - боковые стены; б - кровля; в - межэтажные перекрытия;
Для условий рассматриваемого задания тепловые потери для помещений второго этажа рассчитываются только через оконные проемы и боковые стены. Для помещений первого этажа следует дополнительно к вышеуказанным рассчитывать тепловые потери через пол (над подвалом), а для помещений третьего этажа – через кровлю.
Суммарные тепловые потери помещением для холодного периода года составят
Q пот х = Q ост х + Q огр х , Вт. (12)