Рассчитать расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха в жилой комнате здания, расположенного в городе Тюмени.
Исходные данные
Жилое помещение оборудовано естественной вытяжной вентиляцией с нормативным воздухообменом 3 м3/ч на 1 м2 площади пола.
Высота здания от уровня земли до верха вытяжной шахты естественной вентиляции Н = 7,8 м.
Размеры окна с двойным остеклением в спаренных переплётах из ПВХ 1,4 х 1,8 м.
Расстояние от пола до подоконника окна – h = 1 м.
Для данного окна Rотр = 0,5 (м2・°С)/Вт.
Коэффициент учёта влияния встречного теплового потока в конструкции окна kн = 1.
Коэффициент учёта изменения скоростного давления ветра равен kv=0,7.
Аэродинамические коэффициенты Сн = 0,8; Сз = 0,6.
Скорость ветра в городе Тюмень в холодный период года равна vн=3,6 м/с.
Площадь пола жилой комнаты F = 4,62 ´ 6,24 = 28,83 м2.
Ответ
расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха в жилой комнате здания 6793,2 Вт
Решение
Для жилых зданий приточный воздухообмен нормируется удельным расходом 3 м3/ч на 1 м2 площади жилых помещений и кухни (Lн= 3·Апола), что соответствует примерно однократному воздухообмену.
При неорганизованной инфильтрации через существующие неплотности и щели в стенах, воротах, окнах, фонарях зданий различного назначения расход теплоты Qи, Вт, определяется по формуле:
Qи=0.28GHctв-tнkT
где Gн – расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения;
kт – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами, 0,8 – для окон и балконных дверей с раздельными переплетами и 1 – для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными переплетами и открытых проемов;
с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/(кгºС).
tв, tн – расчетные температуры воздуха, ºС.
Расход инфильтрующегося воздуха ∑Gн через отдельные ограждающие конструкции определяется при учете воздухопроницаемость стен, стыков стеновых панелей, неплотностей окон, дверей, ворот и фонарей.
Ввиду незначительности инфильтрационных потоков через стены и стыки стеновых панелей современных зданий (кроме деревянных щитовых, рубленных и т
. п.) выражение для определения расхода инфильтрующегося воздуха в помещении ∑Gн, кг/ч, можно ограничить только двумя его членами
GH=А2GH'∆Pi∆P10.67+3456*А3∆p10.67
где G*н – нормативная воздухопроницаемость наружных ограждающих конструкций, кг/(м2ч);
A2 – площадь световых проемов (окон, балконных дверей, фонарей), м2;
A3 – площадь щелей, неплотностей и проемов в наружных ограждающих конструкциях, м2;
ΔPi, ΔP1 – расчетные разности давлений на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций соответственно на расчетном этаже при ΔP1=10 Па.
Расчетная разность ΔPi, Па, давлений воздуха на наружную и внутреннюю поверхность ограждений определяется по формуле:
∆Pi=H-hρH-ρB g+0.5ρHv2cH-cBkv-Pint
где H – высота здания, м, от уровня средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты;
h – расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон, балконных дверей, наружных дверей, ворот, проемов или до оси горизонтальных и середины вертикальных стыков стеновых панелей;
ρн – плотность наружного воздуха, кг/м3, определяемая по формуле:
ρH=353273+tн
g – ускорение силы тяжести, м/с2;
v – скорость ветра, м/с;
cн, cп – аэродинамические коэффициенты для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания, соответственно принимаемые по [14]: cн= 0,8, cп= –0,6;
kv– коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания,
Pint – давление воздуха в помещении, Па.
Для помещений жилых и общественных зданий, оборудованных только естественной вытяжной вентиляцией, давление Pint можно принять равным потере давления в вытяжной системе:
Pint=higρ+5-ρB
где hi – расстояние по вертикали от центра вытяжной решетки до верхней кромки вытяжного канала или шахты, м;
ρ+5 С- плотность наружного воздуха при tн= +5 ºС, кг/м3.
Pint=0.5*9.81*1.28-1.005=1.349 Па
Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяем по формуле:
Rтр0=ntв-tн∆tnαB
где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, 1;
tв - расчетная температура внутреннего воздуха, оС, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;
tн - расчетная зимняя температура наружного воздуха, оС, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92;
∆tн - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый равным 4,0;
αв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый равным 8,7 Вт/(м2*оС).
tв-tн=Rтр0∆tnαBn
tв-tн0.5*4*8.71=17.4
tн=17.4-22=-4.6
ρH=353273+tн=353273-4.6=1.315 кг/м3
∆Pi=7.8-11.315-1.005*9.81+0.5*1.315*3.620.8-0.6*0.7-1.349=20.523 Па
GH=1,4*1,8*28,83*3*20,523100.67+3456*0,064*100.67=1387,39 кг/(м2ч);
Qи=0.28*1387,39*1,005*17,4*1=6793,2 Вт
Ответ: расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха в жилой комнате здания 6793,2 Вт
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
