przydróżny,wentylacja i klimatyzacja,BILANS CIEPLNY POMIESZCZENIA

BILANS CIEPLNY POMIESZCZENIA

Zyski ciepła od przegród wewn.

Zadaniem wentylacji jest niedopuszczenie do nadmiernego wzrostu zanieczyszczeń i temp.

Obciążenie pom. – zyski ciepła pom.

Q zmienia się czyli V też się zmienia. Mówimy o takich rozwiązaniach, żeby V było stałe latem i zimą. Obliczenia powinniśmy spożądzać dla warunków ekstremalnych – bilans cieplny.

1.niedopuszczenie do przegrzania pomieszczenia.

maxQzyski + minQstrat max

maxQz- dodatnie strumienie powodujące wzrost temp.

minQs- straty ciepła w pom.

Mając wartość max możemy zagwarantować, że Q będzie mniejsze i Δt też będzie mniejsze przy stałym V.

2.okres zimy- niedopuszczenie do niedogrzania pom.

szukamy takiego punktu który jest min punktem obciążenia cieplnego.

minQz +maxQs min

W okresie lata

Qmax = Qzbj =o.c.p (obciążenie cieplne pom.)

Do projektowania nie bierzemy max. wartości. Przy zyskach ciepła również nie bieżemy wartości ekstremalnej.

Bilans cieplny okresu letniego

Sporządzamy w celu zaprojektowania wielkości urządzenia wentylującego

Qzbj(o.c) = Qpn + Qpp + Ql+Qt+Qośw.

Qpn- zyski ciepła od nasłonecznienia przez przegrody nieprzezroczyste

Qpp- zyski ciepła od nasłonecznienia przez przegrody przezroczyste

Ql- zyski ciepła od ludzi

Qt- zyski ciepła od technologii

Qośw- zyski ciepła od sztucznego oświetlenia

Są to typowe strumienie ciepła w budynkach bytowo gospodarczych.

Qpn+Qpp- dotyczy zewnętrznych źródeł ciepła od źródeł zewn. poza pom, reszta dotyczy zysków ciepła od źródeł wewn.

Bilans cieplny okresu zimy

Sporządzamy w celu ustalenia wielkości nagrzewnicy.

Qzbj(o.z) = kQl+nQt+ΣQstr+Qoś

Qstr- straty statyczne w pom.

Q str=ΣkIAiΔti – straty przez przenikanie przez przegrody.

k- współ. zmniejszający (zimą minimalizujemy zyski)- współ. określający minimalnbą liczbę osób przy których należy utrzymać minimalne parametry pow. w pom.

k=0,1-0,2- pom bytowe

k=0,85-0,95- pom przemysłowe

n-współ. zmniejszający zyski ciepła w technologii w związku z absencją pracowników

im mniej osób tym mniejszy zysk ciepła od technologii

n=0,85-0,95

Qośw- zyski ciepła od oświetlenia. Zimą szukamy sytuacji min. Bilans cieplny pom. wyznaczamy gdy oświetlenie działa non stop.

Ql,Qt,Qośw.- źródła wewnętrzne

Qstr- źródła zewnętrzne

Zyski ciepła od źródeł zewn.

1.od maszyn i urządzeń elektrycznych

2.od gorących powierzchni

3.od gorącej masy materiału

Zyski ciepła od ludzi

Każdy człowiek wydziela ciepło które służy do utrzymania temp.

Cztery drogi oddawania ciepła: konwekcja, promieniowanie, przewodzenie- strumienie ciepła jawnego; parowanie- s.c. utajonego

Jednostkowy strumień ciepła (zysk) od jednej osoby jest sumą dwóch składników:

qc=qj +qu

qc- całkowity strumień oddawanego przez organizm ciepła

qj- strumień ciepła jawnego występuje gdy jest Δt między temp otoczenia i temp ciała. Te strumienie powodują bezpośrednią zmianę temp pow.

qu- związany ze strumieniem masy pary wodnej wprowadzanej do pow w pom nie powoduje bezpośredniej zmiany temp. pow w pom – strumień ciepła utajonego

qu=Υ*m*

Υ-ciepło parowania= 2500kJ/kg

m*- masa (strumień masy pary wodnej)

Ilość wydzielanego strumienia ciepła zależy od aktywności.

Dla małej aktywności

Zyski ciepła jawnego Ciepło jawne oddawane jest przez promieniowanie i konwekcje. Gdy tp=36’ to qj=0. Im wyższa temp. otoczenia tym trudniej organizm oddaje ciepło.

Zyski ciepła utajonego Ciepło utajone oddawane jest przez oddychanie i parowanie ze skóry w postaci pary wodnej. Im temp wyższa tym zyski rosną

Ciepło utajone wyrażone jest ilością pary wodnej: Wl= φnw

φ- współ jednoczesności przebywania ludzi

n-liczba osób przebywających w pom

w-ilość pary wodnej oddawanej przez człowieka, przy określonej aktywności i temp pow.

Ciepło całkowite zależy od aktywności

Aktywność człowieka

1.mała qc < 200W/os

2.średnia 200<qc<300

3.duża qc>300

Pozycja

1.siedząca 120 W

2.stojąca 140W

3.w ruchu 240W

Rodzaj pracy

1.lekka przy użyciu dłoni 30W

2,lekka przy urzyciu jednej dłoni 60W

3.ciężka –1ręka 120W

4.ciężka –2 ręce 150W

W temp 20’C (ile wydziela 1 człowiek)

Praca lekka qc=140W/os; qj=96W/os; W(ilość wilgoci) =92g/h

Praca ciężka qc=251W/os; qj=130; W=180

Praca ciężka qc=407 ;qj=180; w=342g/h

Przy obliczaniu ciepła od ludzi należy brać pod uwagę ciepło jawne, które powoduje ogrzewanie pow. i wzrost jego temp.

Ql=φnqj

φ-współ. jednoczesności przebywania ludzi

n-znamionowa liczba osób przebywających w pom.

qj-ciepło jawne oddawane przez człowieka przy określonej aktywności i określonej temp. pow w pom

Wartości jednoczesności przebywania ludzi:

Biura-φ=0,75-0,9

Domy towarowe –φ=0,8-0,9

Treatry, kina –φ=1

Hotele –φ=0,4-0,6

Przemysłowe –φ=0,85-0,95

Zyski ciepła od oświetlenia

Od przeznaczenia pom zależy odpowiednie natężenie oświetlenia, które decyduje o mocy zainstalowanej.

Natężenie oświetlenia:

Żarówki (lampy żarowe) ; lampy fluorescencyjne

Biura –250lx ; 55W/m2 ; 16W/m2

Czytelnie –500lx ; 110 ; 32

Kreślarnie – 1000lx ; --- ; 35-70

Żarówek nie stosuje się gdyż mają bardzo duże wartości zysków ciepła.

Wydajność pracy i dobre samopoczucie wzrasta wraz ze wzrostem intensywności oświetlenia.

Mechanizm oddawania ciepła od oświetlenia do pow w pom

Oświetlenie elektryczne pobraną energię elektryczną całkowicie przetwarza w ciepło ogrzewając otoczenie, w którym jest zainstalowane

Oprawa wentylatora którą doprowadzane jest pow w pobliżu żarówki . Energia doprowadzona do żarówki zamienia się w ciepło. Moc pobrana przez lampy elektryczne jest przekazana pom częściowo na drodze konwekcji, a częściowo przez promieniowanie. Promieniowanie padając na przegrody budowlane zamienia się na ciepło, podgrzewa je i zostaje przez nie zakumulowane w stosunkowo krótkim czasie po włączeniu światła. Ilość ciepła zakumulowanego zmniejsza się w czasie trwania oświetlenia. Pow omywając żarówkę rozprowadza ciepło po pom. Pochłonięte promieniowanie powoduje to, że temp. się podnosi.

Moc która przechodzi do pow w pom

Qoś=N(β+ko(1-α-β))φ

ko(1-α-β) –wtórny strumień ciepła zakumulowanego

N-zainstalowana moc oświetlenia elektrycznego

φ- współczynnik jednoczesności wykorzystania mocy zainstalowanej

α- współ. wyrażający stosunek ciepła konwekcyjnego, odprowadzonego z pow przepływającym przez oprawy wentylowane, do całkowitej mocy zainstalowanej

ko- współczynnik akumulacji, współ intensywności wtórnej emisji ciepła zakumulowanego

β- współ wyrażający stosunek ciepła konwekcyjnego, przekazanego pow w pom do całkowitej mocy zainstalowanej

βα- wielkości stałe

ko zależy od:

~czasu

~ akumulacyjności pom

ko max=1 – ilość ciepła akumulowanego = ilości ciepła oddawanego

Pole zakreskowane- ilość ciepła zakumulowanego w podłodze bądź w przegrodach pom. Te dwa pola są równe

On- włączamy ;cała moc pochłaniana jest przez przegrody.

Do określenia ko rozróżnia się 3 rodzaje pom: mało, średnio ,bez akumulacyjności. Ko dotyczą sytuacji gdy tp jest stała lub nieznacznie zmienia się. Z tego wynika ograniczenie: ko możemy stosować do c.n.t.

n.t.o.z pomijamy akumulację zysków ciepła w pom. czyli ko=1. Całe ciepło akumulowane oddawane jest do pom

Qośw=N(1-α)φ

W obu przypadkach mówimy o szacowaniu zysków ciepła. Trudno jest określić dokładną wartość

c.n.t Qośw=N(β+ko(1-α-β))φ

n.t.o.z Qośw=Nφ

Cała moc oświetlenia w danej chwili jest akumulowana przez przegrody pom. Nie jest to do końca prawdą. Nie ma akumulacyjności ciepła w przegrodach pom.

Zyski ciepła od maszyn i urządzeń elektrycznych

Przy pracy maszyny napędzanej przez silnik elektryczny wydziela się ciepło z silnika i maszyny.

Urządzenia elektryczne składają się:

1.silnik

2.część wykonawcza

N- moc na wale silnika

N= ηsE

E- zużycie energii przez silnik

Obliczenie ilości ciepła wydzielanego przez silnik wymaga stwierdzenia:

~stopień wykorzystania silników

~ sprawność silnika

~czy silnik i napędzana przez niego maszyna są w przestrzeni klimatyzowanej.

Cała moc pobrana z sieci elektrycznej jest w końcu rozproszona jako ciepło. Jeśli silnik i maszyna znajdują się w przestrzeni klimatyzowanej, to cała moc pobrana z sieci stanowi zyski ciepła pom. Jeśli w pom znajduje się tylko napędzana maszyna a silnik znajduje się na zewnętrz to iloczyn sprawności i mocy pobranej z sieci jest ciepłem wydzielonym w przestrzeni klimatyzowanej. Gdy wewnątrz znajduje się tylko silnik napędowy, to należy stosować współczynnik 1,0 zmniejszony o sprawność silnika.

1.Silnik i maszyna w pom

Qms=N*1/ηs*φ1φ2φ3φ4

2.Silnik w pom maszyna poza

Qs=N(1/ηs-1)φ1φ2φ3φ4s

3.Maszyna w pom a silnik poza

Qm=Nφ1φ2φ3φ4

ηs sprawność silnika zależy:

~ moc silnika ( im wyższe moce tym większa sprawność)

~ rodzaj silnika

φ1- wsp wykorzystania zainstalowanej mocy. Stosunek max mocy rzeczywistej do mocy znamionowej = 0,7-0,9

φ2- wsp obciążenia – stosunek przeciętnej mocy (na wale) wydatkowanej do mocy max rzeczywistej (silnika) =0,4-0,9

φ3- wsp jednoczesności pracy = 0,3-1-jedna maszyna

φ4- wsp przyswajania ciepła przez pow zależy gdzie jest silnik i maszyna.

()s- wsp odnoszący się do silnika

()m- maszyna

Zyski ciepła od gorących powierzchni

Nawet przy ustalonych warunkach pracy rozkład temp na powierzchni ścian jest tak różnorodny, że ściśle określenie strumienia cieplnego jest trudne. Oddawanie ciepła przez ten sam piec ,może ulec zmianie w czasie, zależnie od warunków pracy i stanu okładziny wewnętrznej. Przyjmuje się że ilość ciepła oddawana w jednostce czasu jest stała.

Podwójna droga oddawania ciepła

1.konwekcja

2.promieniowanie

Gorąca powierzchnia podnosi temp przegród

Przyjmujemy założenia do obliczeń:

1.strumień ciepła przez przegrody zewn pom nie ulega zmianie (odbywa się w warunkach gdy nie ma gorących powierzchni) Gorące powierzchnie nie zmieniają wewn temp powierzchni przegród

2.strumień ciepła przejmowany przez powierzchnie w pom zależy od sytuacji

~ powierzchnie swobodnie umieszczone w pom. Przyjmujemy że zyski ciepła są sumą strumienia przez konwekcję i promieniowanie

Q=Qk+Qr

~ gorąca powierzchnia nad którą znajduje się okap (wyciąg pow znad gorącej powierzchni)

Q=Qr Cały strumień jest wychwytywany i wyciągany przez okap.

Zyski ciepła oddawane przez powierzchnie

Q=αA(Vz-tp)

α- wsp wnikania ciepła

α=αk+αr

αk zależy jak powierzchnia jest skierowana, ruch pow.

αr=0,4c(T/100)3

c-stała promieniowania ( wsp) zależy od tego z jaką powierzchnią mamy do czynienia

ciała czarne c=5,768

tynk c=5,0

powierzchnia polerowana c=0,15-0,40W/m2K

T – średnia temp powierzchni przegród otaczających

T=(Qz+tp)/2 +273

Zyski ciepła od pieca lub suszarki

Q=αA(Vz-tp)

Przyjmujemy, że opór przewodzenia przez ściankę jest sumą oporów poszczególnych warstw.

R=Σd/λ

Q1=αA(Vz-tp)

Q2=1/RA(Vw-Vz)

Vw różni się o kilka stopni od temp procesu

Vz temp powierzchni gorących

Zyski ciepła od gorącej masy materiału

Im większe Δt (temp powierzchni a temp pow w pom) tym intensywniejsza wymiana i zyski ciepła. W miarę jak to postępuje Δt jest coraz mniejsze i zyski ciepła też.

Jest to proces zmieniający się w czasie. Przyrost ciepła oddawanego przez masy materiału maleje w czasie.

Q=Cp*m(tmo-tp)β

Cp- ciepło właściwe materiału

m- masa materiału

tmo- początkowa temp. materiału

tp-temp pow w pom

β- wsp intensywności emisji ciepła ( jaka część ciepła zakumulowanego w materiale jest oddawana do pom w ciągu h)

β zleży od:

1.czasu

2.masy materiału

1h-β=0,75-75% ciepła akumulowanego w materiale jest oddawane

2h-β=0,15

3h-β=0,1

Wartości te dotyczą materiału o stosunkowo niewielkiej masie które w 1 godzinie się schładzają

Od czwartej godziny zyski ciepła=0. Jeśli masa materiału jest większa to czas oddawania ciepła jest również dłuższy.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
przydróżny,wentylacja i klimatyzacja,PARAMETRY POWIETRZA W POMIESZCZENIACH
przydróżny,wentylacja i klimatyzacja,ORGANIZACJA WYMIANY CIEPŁA W POMIESZCZENIACH
przydróżny,wentylacja i klimatyzacja,Organizacja wymiany powietrza w pomieszczeniu
przydróżny,wentylacja i klimatyzacja,strugi
przydróżny,wentylacja i klimatyzacja,ZYSKI CIEPŁA OD ŹRÓDEŁ ZEWNĘTRZNYCH
przydróżny,wentylacja i klimatyzacja,NAWIEWNIKI WYWIEWNIKI
przydróżny,wentylacja i klimatyzacja,POWIETRZE WENTYLUJĄCE
przydróżny,wentylacja i klimatyzacja, Przyłącza wodno kanalizacyjne do sieci elektroenergetycznej
Krotnosc wymiany powietrza w roznych pomieszczeniach, Pomoce naukowe, Wentylacja i klimatyzacja
WENTYLACJA wymiana powietrza w pomieszczeniu, IŚ Tokarzewski 27.06.2016, V semestr COWiG, WiK (Wenty
BILANS CIEPLNY DLA REJONU WYDOBYWCZEGO, wykłady, wentylacja, Minikowski, sprawozdanie
Zalecane predkosci powietrza w przewodach, Pomoce naukowe, Wentylacja i klimatyzacja
Bilans cieplny
Zagadnienia 2016, Energetyka AGH, SMiUE, II semestr, Ciepłownictwo, wentylacja i klimatyzacja
bilans cieplny, fizyka, teoria
Predkosci przeplywu powietrza w przewodach wentylacynych niskiego i wysokiego cisnienia, Pomoce nauk
Komfort cieplny pomieszczenia, sanbud, Audyty Energetyczne
Producenci i dystrybutorzy nawiewnikow i innych elementow wentylacyjnych, Pomoce naukowe, Wentylacja
Wymiary przewodow wentylacyjnych wg PN-EN 1505-6, Pomoce naukowe, Wentylacja i klimatyzacja

więcej podobnych podstron