Затраты теплоты на нагревание холодных материалов; тепловыделения в помещении
Кроме теплопотерь через ограждения и затрат теплоты на инфильтрацию в помещениях могут быть и другие источники поступлений и затрат теплоты. В производственных зданиях это тепловыделения от технологического оборудования, нагретых материалов и изделий, освещения, солнечной радиации, людей и затраты теплоты на испарение воды в мокрых цехах, на нагревание материалов, транспортных средств и пр., которые холодными поступают в помещение с улицы. Все перечисленные составляющие теплового баланса промышленного цеха рассматриваются в учебнике «Вентиляция», так как в производственных зданиях задачу ассимиляции избыточной теплоты и компенсации недостатка в теплоте выполняет вентиляция, совмещенная с отоплением.
В жилых, общественных и административно-бытовых зданиях зимой, когда работает система отопления, возможны тепловыделения от людей, освещения и работающего электрооборудования, а также затраты теплоты на нагревание материалов, одежды и пр., поступающих в помещение. Эти составляющие учитывают в тепловом балансе при определении дефицита теплоты в помещении, который должен компенсироваться системой отопления (если отопление не дежурное и в помещении нет других систем кондиционирования микроклимата).
Явные тепловыделения от людей, Вт (в тепловом балансе при расчете отопления учитывают только явные тепловыделения) можно определить по формуле
Q5+k = PiP2 (2,16+8,87/"5D (35-f„), (3.28)
Где — коэффициент, учитывающий интенсивность физической тижести выполняемой человеком работы, равный для легкой работы — 1,0; средней — 1,07; тяжелой — 1,15; Рг — коэффициент, учитывающий утеплеииость одежды и равный для легкой одежды — 1,0; для обычной одежды средней утепленности — 0,66; для утепленной — 0,5; vB — подвижность воздуха в помещении (в
Рис. 8.5. Зависимость относительной избыточной температуры, средней по объему тела, от критерия Фурье
Жилых домах и административных зданиях около 0,1—0,15 м/с); tn — температура помещения, °С.
При освещении и работающем электрооборудовании тепловыделения от них равны
Qa = /V3 ть (3.29)
Где Na — потребляемая электрическая мощность, кВт; rj — коэффициент, учитывающий фактически затрачиваемую мощность, одновременность работы электрооборудования, долю перехода электрической энергии в тепловую, которая поступает в помещение. Этот коэффициент может изменяться от 0,15 до 0,95 во времени и в зависимости от технологии. При составлении теплового баланса для отопления нужно учитывать его наименьшее значение.
Поступление теплоты в помещение от нагретых материалов и изделий или наоборот затраты теплоты, Дж, на нагревание материалов и изделий, которые холодными поступают с улицы, определяются по формуле
QM = C0(/Ha4-<n), (3.30)
Где С — теплоемкость материала пли изделий, равная Vcp', V — его объем; ср — объемная теплоемкость материала; 0 — средняя по объему относительная избыточная температура, определяемая по рис. 3.5. Величина (1—0) показывает долю от полного перепада 'нач —tjx (начальной температуры материала /иач н температуры в помещении tn), которая теряется в среднем всем объемом материала или изделия за время г с начала нагрева или охлаждения.
Величина © на рисунке зависит от числа Фурье Fo
Ir~t |
0,1 Dfr DtS 0t8 1,0ft |
Fo = г/С/?, ' (3.31)
Где R — сопротивление теплопередаче от всей толщи изделия пли материала к окружающей среде
(3.32)
I — характерный размер, равный для тел, близких по форме к пластине, половине ее толщины, к цнлнндру и шару — радиусу; % — теплопроводность материала; А — внешняя площадь тепло - отдающей поверхности материала или изделия (например для тела, подобного пластине, Al=V).