Тепловой баланс помещения

В помещениях, источниками и проводниками тепловой энергии является большое количество взаимосвязанных факторов. Задача заключается в определении количественных значений основных источников теплопритоков и теплопотерь помещения, на основание чего составляется тепловой баланс помещения. В помещениях различного назначения действуют две основные категории тепловых нагрузок: тепловые нагрузки, возникающие снаружи помещения (наружные); тепловые нагрузки, возникающие внутри зданий (внутренние). Расчет производиться для трех периодов года - теплый, холодный и переходный.

Тепловой баланс составляется для определения избытков тепла, которые должна компенсировать система вентиляции и кондиционирования воздуха.

Тепловой баланс

Количество избыточного тепла, поступающего в помещение Вт, определится по формуле:

Q_изб= ΣQ_пост - ΣQ_пот (1)

где: ΣQ_пост – суммарные поступления тепла в помещение, Вт;

ΣQ_пот – суммарные потери тепла помещения, Вт.

Если в помещении выделяется влага, то избытки теплоты в помещении подсчитываются раздельно для явного и полного тепла.

Результаты расчетов для каждого помещения сводятся в таблицу 1, где:

- информация о помещении – столбцы 1 и 2;

- расчетный период года – столбец 3;

- поступления в помещение явной теплоты – столбцы с 4 по 12;

- теплопотери помещения – столбцы с 13 по 16;

- избыточная теплота – столбцы с 17 по 19;

- влаговыделения – столбцы с 20 по 23;

- газовые выделения – столбцы с 24 по 27;

- расчет требуемого воздухообмена - столбцы с 28 по 35;

- принятые к проекту расчетные значения воздухообмена - столбцы 36 и 37.

Таблица 1. Тепловой баланс помещений

Задачей расчета является определить преобладающий фактор, источник засорения воздуха и рассчитать объем воздуха, необходимый для его компенсации. При этом принятые к проекту значения не всегда должны быть максимальными из расчетных. Задачей инженера является проанализировать условия эксплуатации и процессов, происходящих в помещении, и на основе этого анализа, принять наиболее обоснованное решение с точки зрения технико-экономических параметров.

Например, если в помещении есть локальный источник засорения, то целесообразно изолировать выбросы и удалять их с помощью локальной, а не общеобменной вентиляции. Для этого потребуется в разы меньшее количество воздуха.

Второй пример – школьный актовый зал. Максимальная вместимость людей 200 человек, но в таком количестве собираются они два-три раза в год (1 сентября, Новый год и выпускной). В остальное время, среднее количество варьируется в диапазоне от 20 (репетиции) до 100 (школьные концерты) человек. При таких условиях, устанавливать систему вентиляции, рассчитанную по максимальным значениям для работы на полную мощность только три раза в год - экономически нецелесообразно. Целесообразнее посчитать на средние значения (100 человек), а во время большего скопления людей, компенсировать недостающий воздухообмен проветриванием помещения. Конечно, уровень комфорта при этом будет ниже, но это только несколько раз в год. Зато стоимость системы, ее обслуживания и эксплуатации, будут значительно ниже на протяжении многих лет и в подавляющем большинстве случаев параметры комфорта будут удовлетворительными.

Для аварийных систем, или систем обслуживающих зоны с опасными веществами, вопрос безопасности преобладает над экономическими аспектами. Система может отработать пол часа за 10 лет, но она должна это сделать с максимальной эффективностью, если от ее работы зависит здоровье и жизнь людей.