Теория основ систем микроклимата

Содержание 

                Введение

            1. Исходные  данные

            2.Расчет  теплопотерь  через   наружные  ограждения

            3.Расчет  поступления вредных  выделений в помещении

            3.1.Расчет  солнечной  радиации

            3.2.Расчет  тепловыделений  от  людей

            3.3.Расчет  влаговыделений  от  людей

            3.4.Расчет  газовыделений  от  людей

            4. Расчет  воздухообмена по  нормативной кратности

            4.1.Расчет  воздухообмена  для   буфета  в  теплый  период  года

            4.2.Расчет  воздухообмена  для   буфета  в  холодный  период  года

            5. Определение  воздухообмена   по  J-d  диаграмме

 5.1.Расчет  воздухообмена  для  спортивного зала  в теплый  период         года

 5.2.Расчет  воздухообмена  для  спортивного зала   в холодный     период года

6. УНИРС

        Список  используемой  литературы

                 Приложения А

             
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Исходные  данные

    В соответствии  с заданием  расчетным  помещением  является спортивный зал в спортивном  корпусе,  находящийся  в г. Минске,  фасад здания ориентирован  на восток.  Расчетные  параметры   наружного  и  внутреннего  воздуха  принимаются  в  соответствии  [1]   и  J-d  диаграмме влажного  воздуха (см. прил. А). Принятые  расчетные  параметры  наружного  и  внутреннего  воздуха  заносим  в  табл.1  и  2  соответственно.

                 Таблица  1 -  Расчетные  параметры   наружного  воздуха 

 

                 Таблица 2 -  Расчетные параметры внутреннего воздуха 

 
 
 
 
 
 

2 Расчет  теплопотерь  через  наружные  ограждения

       Основные  теплопотери -  это  потери  теплоты  через  ограждающие  конструкции  зданий: стены,  окна,  двери,  потолки,  полы  над  подвалами  и  подпольями. Основные  потери  теплоты  Q_о, Вт,  через ограждающие конструкции зависят от  разности  температуры наружного и внутреннего  воздуха  и  расчитываются  с  точностью  до  10 Вт  по  формуле 

            Q_о =A*k*(t_в–t_н)*n,                                                           (1)   где   k – коэффициент теплопередачи ограждения,  Вт/м²*ºС;

                 A – расчетная поверхность ограждающей конструкции,  м²;

                  t _в  - расчетная температура   воздуха  помещения,  º С

                  t _н  - расчетная температура наружного воздуха ,  принимаемая по параметрам  Б,  ºС;

                 n  - коэффициент,  зависящий от  положения наружной  поверхности по  отношению к наружному воздуху.

                Дополнительные  теплопотери –  это  потери  на  ориентацию  ограждающей  конструкции,  на  высоту  помещения,  на  наличие   двух  и  более  наружных  стен,  на  неотапливаемые  полы,  на  инфильтрацию.

                В  жилых  и  общественных  зданиях  инфильтрация  происходит  через  окна,  двери,  ворота,  открытые  проемы,  щели,  стыки  световых  панелей.

                Рассчитать  расход  теплоты   на  нагревание  инфильтрирующегося  через  окна  воздуха  в   помещение  спортивного зала  №101  спортивного  корпуса,  расположенного  в  г.Минске.

                 
 
 
 

     

Исходные  данные.

              1.Высота  здания  от  уровня  земли  до  верха   Н =9,94м.

              2.Высота  окна  -  3,6м

                 Расстояние  от  поверхности  земли   до  верха  окна  - 5,73м

        3. Окна  выполнены  из двойного остекления в раздельных переплётах

              4.Плотность  наружного воздуха холодной  пятидневки

                t =-24 ºC         ρ_н= 353/(273+t _н) = 353/ (273-24) = 1,42 кг/ м            (2)             

              5.Высота  двери 2,4 м,  ширина  двери 1,0м,  ширина  щелей  0,002м.

         6.Коэффициент учета изменения скоростного ветра в зависимости от  высоты  здания  принят   k_v = 0,4

             7.Коэффициент учета  влияния  встречного теплового потока  в конструк циях  равен   k _н =1

              8.Удельный  вес  наружного   воздуха

              t   =-24  ºC         γ _н =3463/(273+t _в) = 3463 / (273-24) = 19,91   Н/м   (3)         

              t   = 15  ºC         γ_в = 3463\(273+t _в) = 3463 / (273+15)=  12,02    Н/м (4)       

              9.Аэродинамические  коэффициенты  для  наветренной  и  заветренной  стороны    c _н =0,8     c_з =-0,6

              10.Скорость  ветра   v  =3,7 м\с

             11.Площадь  пола  527,5 м² 

Порядок  расчета 

1.Определяем  разность  давления  воздуха   на  наружную   и  внутреннюю  поверхность  ограждения.

              -для  окон:

            ∆Р_ок=(H-h)*(γ_н-γ_в)+0,5*v²*(c_н–c_з)*ρ_н*k_v                                                 (5)              

            ∆P_ок =(9,94 –6,38)*(19,91 -12,02)+0,5*3,7²*(0,8+0,6)*1,42*0,4=33,5 Па; 

              - для  двери:

         ∆Р_д=(H-h)*(γ_н–γ_в)+0,5*v²*(c_н–c_з)*ρ_н*k_v                                                 (6) ∆Р_д =(9,94-2,4)*(19,91-12,02)+0,5*3,7²*(0,8+0,6)*1,42*0,4= 64,93 Па; 

2.Расход  инфильтрирующегося  воздуха   в  помещении  через  неплотности

              -  для  окна:

            G_о=(0,216*∑A₁*∆Р⅔)/R_и                                                                         (7)      

            G_о = (0,216*131,2*33,5 ^⅔) / 0,42= 709,4 кг/ч

            -  для двери: 

          G_д=∑A_i*G_н*(∆Р_д/∆Р_о)^⅔+3456*∑А_з*√∆Р_о                                               (8)      

       G_д =2,4*6*(64,93/10)^⅔+3456*(2,4*2*0,002+1,0*2*0,002)*√10=199,1 кг/ч                          

3.Определяем  расход  теплоты  на  нагревание  инфильтрующегося  воздуха

              Q=0,28 *∑G*с_н*(t_в–t_н)*k                                                                     (9)     

              Q = 0,28 *(199,1+709,4)*1*(15+24)*0,8= 7936Вт

             Весь  расчет  теплопотерь   сводим  в  таблицу 3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3 Расчет  поступления  вредных выделений  в помещении

3.1 Расчет  солнечной   радиации

         При  расчете    теплового  баланса здания  в  теплый  период  года  учитываются  совместные  действия  на  здание  солнечной  радиации  и  параметров  наружного  воздуха, а  также  суточная  периодичность поступления   теплоты  в  помещение, обуславливающая   не стационарность  всех  теплообменных  процессов.

         Необходимо  определить  максимум  избытков  теплоты  или  теплоты  и  влаги  в  помещении  при  расчетных  параметрах  наружного  воздуха   для  теплого  периода  года,  так  как  эта  величина  служит  в  большинстве  случаев  основанием  для  выбора  производительности  систем  вентиляции  и  кондиционирования  воздуха  и  расчета  сетей  системы. Поступление  теплоты  от  солнечной  радиации  учитывают  при  температуре  наружного  воздуха  10 ºС  и  выше. Общие  теплопоступления  в  помещение  в  теплый  период  складываются  из  теплоты  от  солнечной  радиации,  передаваемой  через  наружные  ограждения,  технологических  и  бытовых  тепловыделений  и  теплоты , вносимой  воздухом  от  систем  вентиляции  и кондиционирования. Теплопоступления  являются  переменными  во  времени

        Расчет  теплопоступлений  от  солнечной радиации  выполняется  на  ПЭВМ ( приложение  А)   по  общепринятой  методике.

             Данная  программа  обладает  рядом  преимуществ:

             - наиболее  точный  расчет;

             - графическое  и  табличное   представление  результатов   расчета;

             - визуальный  просмотр  полученных  результатов;

             - проверка  на  теплоинерционность  конструкции;

             - коэффициент,  учитывающий  наличие  прослойки;

             - возможность  обновления  программы   и  базы  данных.             
 

3.2  Расчет  тепловыделений  от  людей

Выделение  тепла  и влаги людьми от затрат ими энергии  и температуры воздуха в помещении. Для расчётов необходимо использовать данные приведённые в таблице 2.2 стр. 20 В.П. Титов. Принято считать, что женщины выделяют 85 % , а дети в среднем 75 % тепла и влаги выделяемых мужчинами.

Тепловыделения  определяются    по  формуле :                                    

                   Q  = q_н*n *k  + q _н *n₁*k₁   +q_н *n₂ *k₂ ;                                      (10)                 

      где   q _н - явные или полные  тепловыделения  одним человеком, Вт;

               n , n ₁,n₂ – соответственно  мужчины, женщины, дети;

               к, к _{1  ,}к ₂ – поправочные  коэффициенты, соответственно  равны 1;0,85;0,75;

  Холодный  период    t_в=15ºС 

                    Q_я = 122*20*1 + 122*15*0,85 + 122*15*0,75=5368Вт;

                    Q_п = 157*20*1 + 157*15*0,85 +157*15*0,75=6908 Вт 

  Теплый  период    t_в=26ºС 

                    Q_я =64*20*1 + 64*15*0,85 + 64*15*0,75= 2816Вт;

                    Q_п =145*20*1 + 145*15*0,85 +145*15*0,75=6380 Вт 

 Полученные  значения  теплопоступлений  от  людей   записываем  в таблицу 4.

3.3  Расчет  влаговыделений  от  людей