|
| |
  |
Главная » Книги и журналы 1 ... 37 38 39 40 41 42 Формула (IX.12) носит общий характер. Она применима и для расчета AZqt при центральном регулировании системы по t . Так как продолжительность отопительного периода при этом определяется как часть года с 8°С, формула (IX. 13) приобретает вид: Q = H.r-8)M, Значение Az (IX. 14)
Рис. IX.6. Зависимость продолжительности отопительного периода Дг и величины К (с mflej<coM) oT безразмерной величины: Qn. вен. о отопительного периода Az. сут. при этом соот- ветствует величинам, приведенным в СНиПе. Так, используя данные табл. IX.1, для Москвы получаем , Q = (3,7-8)/14,15 = -0,304, а по рис. IX.6 Azt = 214 сут (нормативное значение AZq = 212 сут). На рис. IX.6 представлена кривая зависимости продолжительности от безразмерной величины Од. Очевидно, что расход тепла на отопление в какой-либо момент отопительного периода определяется тепловым состоянием помещения в этот момент времени. Годовой расход тепла на отопление QoT,r, следовательно, можно представить как интегральную сумму меняющегося втечениеотопительного периода теплового состояния помещения: QoT, г = J Q dz = МЪтпА^ /] 16sin -QnzA (IX.15) AzoT В обычном интервале изменения Qn от -0,6до -f 0,6 удобно пользоваться приближенной формулой, которая дает результат достаточно высокой точности: QoT,r = 0,]43/7z MQ [l]6-0;(91,2 + 0,5А2 )1, (IX.16) где т -число часов работы систем отопления в сутки; п' - число дней работы системы отопления в неделю. На рис. IX.6 нанесена вспомогательная кривая (/С) зависимости от = /(Qn), построенная по формуле с учетом которой формула (IX. 15) приобретает вид:, QoT, г = 0,143т/г'Лд/( . Расход тепла на вентиляцию Qj, равен QBe =Z.pO,24(< p-/ ). (IX. 17) (IX. 18) (IX. 19) 393 Начало и конец работы калориферных установок вентиляции соответствует моментам времени, когда температуры приточного и наружного воздуха равны между собой: np = A r+ C0S2. (IX.20) Годовое число суток работы калориферов системы вентиляции равно (IX.21) г^ен = 116arccos3 , где (IX.22) Зависимость для определения годового расхода тёпла на вентиляцию qeeh.r, полученная интегрированием уравнения (IX.19) по времени в пределах Агв^н, имеет вид qeeh.r = 0,143/п/г'1рО,24Л, (IX.23) Значения величин А2вен и /Свен можно определить с помощью рис IX 6 в зависимости от ?вен- Важное практическое значение имеет учет обеспеченности годовых расходов тепла, так как он позволяет более правильно подойти к вопросу планирования распределения тепла между различными категориями потребителей. Расчет годовых расходов тепла на отопление и вентиляцию с учетом коэффициента обеспеченности практически достигается подстановкой в приведенные формулы соответствующих значений характеристик наружного климата, определенных с учетом заданного коэффициента обеспеченности. При этом следует иметь-в виду следующее обстоятельство. Годовой расход тепла на отопление или вентиляцию равен сумме расходов тепла за отдельные месяцы, на которые приходится потребление тепла. В реальных условиях появление года с одинаковой обеспеченностью расхода тепла во всех его месяцах маловероятно, поэтому при суммировании месячных расходов тепла необходимо вводить корректирующий фактор, который учитывает асинхрон-ность распределения обеспеченности климатических параметров в отдельные годы. Сказанное хорошо иллюстрируется рис. IX.7, на котором сопоставлены функции распределения числа градусо-дней за отопительный период, полученные обработкой температурных данных в Москве. Как видно из рис. IX.7, функция распределения (линия 2), построенная суммированием среднегодовых чисел градусо-дней в отдельные годы, отличается от функции (линия 1), дОО ООО о -200 0 0,7 oil 0,S 0,д 1,0 Рис IX 7. Сопоставление функций распределения числа градусо-дней отопительного периода в Москве /- полученная интегрированием годового хода температуры наружного воздуха с одинаковой обеспе ценностью во всех месяцах года 2 - полученная по ре зультатам расчета числа градусо дней в отдельные годы полученной интегрированием годового хода f с равномерно распределенной по месяцам года обеспеченностью. С учетом изложенного величину годового расхода тепла при заданном Коб следует определять по формуле QoT.r=Qor,r+ot Q, (IX.24) где QoT.r - годовой расход тепла, полученный по средним многолетним характеристикам параметров наружного климата; - корректирующий коэффициент, учитывающий асинхронное распределение обеспеченности параметров наружного климата по месяцам года, с т - отклонение годового расхода тепла при заданном Коб of среднего многолетнего, полученное при одинаковом коэффициенте обеспеченности во всех месяцах года. Значения коэффициента /?от для Москвы по данным рис. IX 7 следующие: Коб ... 0,99 0,95 0,90 0,70 0,50 0,30 0,10 0,01 от ... . 0,69 0,53 0,45 0,42 О 0.36 0,44 0,45 § IX.4. ПРИБЛИЖЕННЫЙ АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ВОЗДУХА При расчете годовых расходов тепла и холода системами кондиционирования воздуха возникает необходимость в определении параметров воздуха при изменении его тепловлажностного состояния в кондиционере и помещении. Использование для этого/-d-диаграммы или прямая замена графических построений аналитическими расчетами по исходным формулам термодинамики влажного воздуха оказывается исключительно сложной и громоздкой. Следует отметить, что в технике кондиционирования воздуха и вентиляции помещений обычно имеют дело с ограниченными пределами изменения параметров состояния воздуха. Это позволяет значительно упростить исходные уравнения. Так, в пределах температуры / от -20 до -t-40°C и влагосодержания воздуха cf от 1 до 25 г/кг уравнение энтальпии влажного воздуха У = 1,005/ + (2500 + 1,80 - IIJ = 0,24/ + (597,3 + 0,43/) I ООО 11 1000 (IX.25) можно заменить более простыми J = 1,024/ + 2,53cf II J = 0,245/ + 0,605й?, (IX.26> из которого получаются следующие зависимости для процессов: изовлажностного, протекающего по d =- const Д Д7 = 0,98 II Д ДУ = 4,1 ; (IX.27) адиабатического увлажнения при J = const At/Ad = -2А9; (IX.28) изотермического увлажнения при t = const AJJAd = 2,53; АЛ Ad = 0,605; (IX .29) политропического процесса, связанного с направлением луча процесса е == АЛ Ad, Д^/Д7 = 0,98 -2,45/е II AtlAJ ~ 4,1 -2,45/е. (IX.30) Погрешность приближенных формул (IX.26)-(IX.30) относительно (IX 25) в указанных выше пределах tn due превышает 3%. Для расчета параметров воздуха по заданной относительной влажности воздуха ф можно воспользоваться линейно-кусочной J = 1,005; + ke<p {а + bt) J = 0,24? -Ь /едф (а -Ь Ы) (IX.31) или квадратичной J = 1,005? Ч- /ееФ (9,36 + 0,58? -- 0,042?*) J = 0,24? -Ь +/геФ (2,24+0,14?-Ь 0.01 ?) (IX.32) аппроксимацией табличных данных. В формулах (IX.31) и (IX.32) ф берется в долях единицы. Значения коэффициентов аппроксимации а я Ь в формуле (IX.31) для разных диапазонов темпе{атуры приведены ниже. °C . . . . -20-0 О-нЮ 10-=-20 20--30 30-4-40 а . . . . 8,78(2,1) 8,78(2,1) О -28(-6,7) 10,45(-25) b ..... 0,42(0,1) 0,9(0,23) 1,83(0,44) 3,18(0,76) 5,73(1,37) Примечание. В скобках указаны величины коэффициентов для формул, приведенных в системе МКГСС. Поправку на барометрическое давление следует принимать: Барометрическое давле-0,091 0,093 0,095 0,097 0,099 0,101 ние Яб. МПа(мм рт ст.) (685) (700) (715) (730) (745) (760) feg........... 1.11 1.09 1,06 1,04 1,02 1,00 Формула (IX.31) для интервалов, указанных выше, и формула (IX.32) в интервале ? от О до 25Р имеют погрешность не более 1,5о. Выражения (IX.31) и (IX.32) позволяют, в частности, рассчитать температуру по мокрому термометру ? (ф == 1), температуру точки росы /тр (ф = 1), температуру на выходе из оросительной камеры (ф = 0,95) по заданной величине теплосодержания, параметры точки пересечения политропического процесса с заданным е и произвольной линией ф = const и т. д. Приведенные выше зависимости позволяют рассчитать все необходимые процессы, которые встречаются при обработке воздуха в кондиционере и помещении, с точностью, превышающей графические построения в / - d-диаграмме. § IX.5. ОСНОВНЬШ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОВ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА Рассмотрим приближенное аналитическое решение на примере основных схем кондиционирования воздуха: прямоточной, с первой рециркуляцией, с первой и второй рециркуляциями. При проектировании системы обычно задают или определяют следующие величины: избытки или недостатки тепла AQ и влаги AW, направление луча процесса в помещении е, параметры внутреннего (в, /в. <в) и наружного (J , йн) воздуха в летнем и зимнем режимах, а также допустимый перепад между температурой удаляемого и приточного воздуха. Производительность системы кондиционирования по воздуху относительно исходных данных определяется по уравнению: I 0.9SAQ -2,45АВУ 4, lAQ - 2.45АЦ? (IX.33) Холодопроизводительность системы определяется зависимостями (рис. IX.8): для прямоточной системы Ром = оР(Л,л-Л.л); ПХ.34) для рециркуляционных систем <?о.л=М(1 л-Л. л). (IX.35) где а - доля воздуха второй рециркуляции от общего его расхода.  Л Л. Рис IX 8. Круглогодичиоё регули4)ование систем кондиционирования воздуха: а - прямоточной; б - с первой рециркуляцией; в - с первой и второй ре-аиркуляцией; /- условная климатическая кривая Величина Jo,л определяется с помощью формул (IX.31) или (IX.32). Значение параметра Jc,j, равно Jc. л = aJ + Js{l - а„), (IX.36) где Oj, - доля наружного воздуха в общем расходе. Расход тепла калориферами первого подогрева зависит от разности энтальпии воздуха после калориферов и наружного воздуха: Qi =LoP(J --Jh, з)а„. (IX.37)
Рис. IX. 9. Зависимость Rx и от /ол и / на примере Москвы (/) и Ташкента (2) Для Прямоточной системы величина J равна энтальпии воздуха на выходе из оросительночной камеры в расчетных зимних условиях. Для рециркуляционных систем величину J можно определить двояко: задавшись температурой и определив энтальпию воздуха на выходе из калорифера или задавшись по тем или иным соображениям величиной а„. Расход тепла на второй подогрев является функцией теплового состояния помещения и определяется по формулам: для прямоточной и с первой рециркуляцией системы кондиционирования воздуха Q = LoP(Jb-Jo)-AQ; (IX.38) для схемы с двумя рециркуляциями Q =LoP(JB-Jc.r)-AQ. (IX.39) Формулы (IX.38) и (IX.39) можно привести к общему виду: Q,i = LopAJir-AQ. (IX.40) Приведенные зависимости позволяют определить характеристики систем кондиционирования воздуха для каждого момента ее работы, ВТОМ числе расчетные, определяющие конструктивное решение и установочные мощности всех элементов системы. Летний режим для систем кондиционирования воздуха обычно является исходным, он определяется по расчетным значениям тепло-и влагоизбытков и параметрам состояния внутреннего и наружного воздуха. Зимние значения характеристик определяют расчетный режим холодного периода года. Годовой режим работы системы кондиционирования воздуха связан с изменчивостью характеристик внешних и внутренних условий в течение года. § IX.6. ЗАТРАТЫ ТЕПЛА, ХОЛОДА И ЭЛЕКТРОЭНЕРгаИ СИСТЕМАМИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА Определению энергозатрат системой должен предшествовать расчет зимнего и летнего режимов по формулам, приведенным в § IX.5. Методика определения годовых расходов тепла и холода построена с учетом схем круглогодичного регулирования систем кондиционирования воздуха. Расчетные формулы базируются на исходных зависимостях § IX.5, временных характеристиках наружного климата (§ IX. 1) и помещения (§ IX.2). Системы кондиционирования воздуха в течение части года расходуют искусственный холод (в камере охлаждения, в доводчиках) и тепло в секциях подогрева (первой, второй ступени, зональных догревателях и доводчиках). Изменение холодопроизводительности секции охлаждения и теплопроизводительности первого подогрева втечение года связано с изменением энтальпии наружного воздуха. Продолжительность периода потребления холода AZj совпадает с частью года, когда Jh > о.л, а продолжительность потребления тепла AZi - когда J > Ун-Значения величин AZj и AZt, сут, определяют с учетом (IX.3) по формулам AZj = 116arccos7o; (IX.41) AZ, = 116 arccos 7 , (IX.42) где 7., = (/о,л-Л.г)Му ; (IX.43) 7 = (Л.г-У„)Му. (IX.44) Если абсолютные величины или больше единицы, для определения AZx и AZi следует воспользоваться формулой (IX.6). Величина годового расхода холода и тепла на первый подогрев определяется интегрироранием соответствующих зависимостей §1Х.5 по времени в пределах AZx и AZt. В общем случае для системы, имеющей первую и вторую рециркуляцию, конечные формулы имеют вид: Qo =.OM3mn{\-a)Lo9A,{K,-{\ -а,)КЛ, (IX.45) где значения коэффициентов Кх и Кх находят по кривой /( рис. IX.6 в зависимости от Jo [формула (IX.43)] и Уо определяемой поформуле Уо=(Ув. л-Ун,г)Му. (IX.46) Годовой расход тепла первым подогревом системы (в случае нагрева наружного воздуха до смеси с внутренним воздухом) равен Qi г = 0,1 \Шпаа1о9А jJC. (IX.47) где Ki определяется по кривой К рис. IX.6 в зависимости от J, рассчитанной по (IX.44). Годовой расход тепла второй ступенью подогрева с учетом формулы (IX.39) равен Qi, , 0,143mn 365(LopAJ г - AQr) (IX.48) Среднегодовая разность энтальпии AJh г в общем случае равна АУпг = 0,5(1 - а )(Л.л + Уо.л-/о.б). (IX.49) Приведенные выше формулы справедливы как для рециркуляционной, так и прямоточной системы кондиционирования воздуха. При использовании их для расчета годовых расходов энергии системой только с первой рециркуляцией в них надо принять а = О, а для прямоточной а = О и = 1. Продолжительность работы электродвигателей, обслуживающих системы кондиционирования микроклимата, практически совпадает с периодами работы соответствующих элементов системы. При известной мощности установленного оборудования изложенная методика позволяет определить годовые затраты электроэнергии на отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха по формуле N,=0,\43т/г'2Л/AZ 0,75, (IX.50) где N - установочная мощность электродвигателей системы; AZ - продолжительность работы того или иного электродвигателя или иного электрооборудования мощностью iV, определяемая по формулам (IX.41), (IX.42) или (IX.6). Для расчета годовых расходов тепла, холода и электроэнергии с учетом коэффициента обеспеченности следует воспользоваться формулами, аналогичными (IX.24). При этом необходимо учитывать асинхронное распределение обеспеченности теплосодержания наружного воздуха по месяцам года, введением коэффициентов Rx и i?i Зависимость R\ от io.n и J на примере Москвы и Ташкента показана на рис. IX.9. ПРИЛОЖЕНИЕ Таблица перевода единиц измерения системы МКГСС в СИ
ЛИТЕРАТУРА 1 Богословский В. Н. Тепловой режим здания. М., 1979. 2. Богословский В. Н. Строительная теплофизика (теплофизические ос-шовы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха). 1970. 3. Васильев Б. Ф. Натурные исследования температурио-влажностного роежима крупнопанельных зданий. М., 1968. 4. Ильинский В. М. Строительная теплофизика (ограждающие коиструк-цции и микроклимат зданий). М., 1974. 5. Каммерер И. С. Теплоизоляция в промышленности и строительстве. М., 1964. 6. Константинова В. Е. Воздушно-тепловой режим в жилых зданиях по-в1Ышенной этажности. М., 1969. 7. Кришер О. Научные основы техники сушки. М., 1961. 8. Лыков А. В. Теоретические основы строительной теплофизики. Минск, 9. Михеев М.. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М., 1973. 10. Фокин К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. ML, 1973 И. Шорин С. Н. Теплопередача. М., 1964. 12. Эккерт Э. Р., Дрейк Р. М. Теория тепло- и массообмена. М., 1961. 13 Отоцление и вентиляция / Богословский В. Н., Сканави А. Н., Ти-тоовВ. П. и др. М.. 1975, ч. I; М . 1976, ч. П. 14. Внутренние санитарно-технические устройства/ Справочник проек-ти1ровщика. М., 1975, ч. I; М., 1978, ч. П. Литература к отдельным главам Глава I 1 1. Андреевский А. К. Обобщение решения некоторых вопросов панель-нопго отопления зданий. Минск, 1957. 12. Абрамович Г. Н. Теория турбулентных струй, М., 1960. 13. Горомосов М. С. Микроклимат жилищ и его гигиеническое иорми-рошание. М., I960. 14. Гухман А. А. Применение теории подобия к исследованию процессов тешло- и массообмена. М., 1967. 1.5. Гиндоян А. Г. Теплотехнические основы проектирования полов из полпимерных материалов. М., 1966. 16. Гиневский' А. С.Теория турбулентных струй и следов (интегральные метгоды расчета). М., 1969. 17. Киссин М. И. Расчет потерь тепла при лучистом отоплении. - В сб.: Воппросы отопления и вентиляции / ЦНИИПС, М., 1952, вып. 2. 1.8. Кирпичев М. В. Теория подобия. М., 1953. 1.9. Кутателадзе С. С. Основы теории теплообмена. М., 1962. 1.10. Майерс Г., Шауэр И., Юстис Р. Теплообмен в плоских турбулентных струуях. Теплопередача: (Пер. с англ. Тр. американского общества инженеров-мехааников, вып. 3). М., 1963. 111. Малышева А. Е. Гигиеническая оценка радиационного охлаждения зданний - В сб.: Исследования по строительной теплофизике. М., 1959. 1.12. Миссенар Ф. Лучистое отопление и охлаждение. М., I96I. 1.13. Насонов Е. А., Исмаилова Д. И. Расчет паиельио-лучистого отопления и ожлаждения с использованием гигиенических нормативов облученности. - Водооснабжение и санитарная техника, 1972, № 4. 1.14. Пономарева Н. К. Основные гигиенические параметры систем лучистого отопления. - Гигиена и санитария, 1957, № 8. 1 ... 37 38 39 40 41 42 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||