Тепловые балансы и изменение температуры воздуха в закрытом (рабочем или жилом) помещении при установившемся тепловом состоянии

Исследование процессов охлаждения (нагрева) помещения при изменении режима (отключении) отопления

Как уже указывалось выше, одним из основных способов экономии энергии, расходуемой на отопление, является улучшение качества регулирования, в том числе использование дежурного отопления, при котором в часы незанятости помещения уменьшается количество подаваемой в него теплоты или полностью прекращается подача. Покупка и установка такой системы регулирования требует значительных денежных затрат, поэтому целесообразно предварительно оценить возможную экономию средств, для чего может потребоваться проанализировать на модели процессы охлаждения и нагрева помещений.

В тех случаях, когда применяется электрическое отопление, режимы управления системой должны учитывать различия в тарифах на электроэнергию по зонам суток, уменьшая подачу теплоты в часы пик и аккумулируя теплоту в элементах конструкции здания в ночные часы.

Все это указывает на необходимость применения теории нестационарного теплообмена к решению практических задач эксплуатации отопительных систем жилых и промышленных зданий.

Тепловые балансы и изменение температуры воздуха в закрытом (рабочем или жилом) помещении при установившемся тепловом состоянии.

В современной теории отопления и вентиляции закрытые помещения рассматриваются обычно в стационарном состоянии. При этом принимают условно тепловыделение от прочего оборудования, нагревательных приборов и прочих источников теплоты (Q, Вт), внутреннюю и наружную температуры воздуха (t_В^οС и t_Н^οС) и соответствующие им относительные влажности (φ и φ_Н) за величины, остающиеся постоянными на протяжении длительного отрезка времени, в течение которого тепловой поток можно считать вполне установившимся.

При этих условиях тепловой баланс всякого помещения может быть представлен в элементарной форме следующим уравнением [3]:

Q - q(t_В - t_Н) – G*Δh = 0 (1)

где q - тепловая характеристика помещения, то есть количество теплоты, теряемое за 1 сек через наружные ограждения при 1^ο разности температур (внутренней и наружной), Вт/К

G – суммарный воздухообмен (кг/с).

При отсутствии рециркуляции, увлажнения и значительных влаговыделений в помещении получим:

Q - q(t_В-t_Н) - G_Н*С_Р(t_В-t_Н) = 0 (2)

где G_Н – поступление наружного воздуха, кг/с

С_Р – теплоемкость, кДж/(кг*К),

т.е. в установившемся состоянии и неизменных наружных условиях постоянство температуры достигается при равенстве теплопотерь через наружные ограждения и с вентиляционным воздухом тепловыделению от различных источников теплоты, расположенных в данном помещении. Отсюда:

(3)

(4)

При отсутствии воздухообмена (естественного и вынужденного) и без учета инфильтрации:

(5)

Из этих формул для установившегося состояния можно решать 2 задачи:

1. по заданной t_В определять G_Н при t_Н = const и Q= const.

2. по заданному G_Н определять t_В при t_Н = const и Q= const.

При этом в обоих случаях условно принимают, что теплообмен сразу приобретает стационарный характер и соответственно, тепловой поток устанавливается мгновенно.

Поиск по сайту: